CC BY
10Транспорт Шёлкового Пути
№1-2, 2019
УДК 656.212.2.073.22)
MAIN DISADVANTAGES OF THE CALCULATION METHOD FASTENERS OF CARGOES IN THE CAR
Turanov X.N., DSc., professor
Tashkent Institute of Railway Engineers (TashllT)
1, Adilkhodjaev str., Tashkent, Uzbekistan, 100167
Тел. +998 (90) 937 46 70
E-mail: [email protected]
RUZMETOV Y.O. - Ph.D., vice-rector
Tashkent Institute of Railway Engineers (TashllT)
1, Adilkhodjaev str., Tashkent, Uzbekistan, 100167
Tel. +998(90) 374 81 29
E-mail: [email protected]
Abstract. The article is about cargo, in particular cargo securing on a wagon. Currently, the placement of cargo according to existing technical conditions is not rational, and in some cases does not meet the safety of train traffic and the safety of goods. An analysis of the methods for calculating the placement and securing of goods in accordance with the technical conditions on open rolling stock will allow us to identify shortcomings and ensure the rational use of wagons with minimal costs for securing cargo.
Keywords: cargo, fastening, placement, wagon, methods, technical condition, size, center of gravity, document, formula.
YUKLARNI TEXNIK SHARTLARGA ASOSLANIB VAGONGA TORTIB MAXKAMLASHDAGI HISOB USLUBINING ASOSIY KAMCHILIKLARI
Turanov X.N., t.f.d., professor
Toshkent temir yo'l muxandislari institute (ToshTYMI)
100167, O'zbekiston, Toshkent sh., Odilxo'jaev ko'ch., 1
Tel. +998 (90) 937 46 70
E-mail: [email protected]
RUSMETOV Y.O. - t.f.n., prorektor
Toshkent temir yo'l muxandislari institute (ToshTYMI)
100167, O'zbekiston, Toshkent sh., Odilxo'jaev ko'ch., 1
Tel. +998(90) 374 81 29
E-mail: [email protected]
Annotaciya. Maqoladagi tadqiqotning ob'ekti yuklar, xususan, vagonga qo'yilgan yuklardir. Hozirgi vaqtda tovarlarni mavjud texnik sharoitlarga muvofiq joylashtirish oqilona emas va ba'zi hollarda poezdlar harakati xavfsizligi va tovarlarning xavfsizligi talablariga javob bermaydi. Taklif qilinayotgan texnik shartlarga binoan ochiq harakatlanadigan transport vositasida joylashtirish va saqlashni hisoblash uslubiyotining tahlili kamchiliklarni aniqlash va yuklarni saqlash uchun minimal xarajatlarga ega bo'lgan avtoulovlardan oqilona foydalanishni ta'minlashga imkon beradi.
Kalit so'zlar. Yuk, mahkamlash, joylashtirish, vagon, uslubiyot, texnik holat, o'lcham, og'irlik markazi, hujjat, formulalar.
ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ МЕТОДИКИ РАСЧЁТА КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ НА ВАГОНЕ ПО ТУ
ТУРАНОВ Х.Т. - д.т.н., профессор
Ефшкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (ТашИИТ)
100167, Узбекистан, Ташкент, ул. Адылхаджаева, 1
Тел. +998 (90) 937 46 70
E-mail: [email protected]
РУЗМЕТОВ Я.О. - к.т.н, проректор
Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (ТашИИТ)
100167, Узбекистан, Ташкент, ул. Адылхаджаева, 1
Тел. +998(90) 374 81 29
E-mail: [email protected]
Аннотация. Объектом исследования в статье является груз, в частности крепление грузов на вагоне. В настоящее время размещение грузов согласно существующим техническим условиям не рационально, а в
52
Х. Туранов, Я. Рузметов
некоторых случаях не отвечает безопасности движения поездов и сохранности грузов. Анализ методики расчёта размещения и крепления грузов согласно предлагаемым техническим условиям на открытом подвижном составе позволит выявить недостатки и обеспечить рациональное использование вагонов с минимальными затратами на крепление грузов.
Ключевые слова. Груз, крепление, размещение, вагон, методика, техническое условие, величина, центр тяжести, документ, формула.
ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование условий перевозок грузов, осуществляемых на открытом подвижном составе, является одной из целенаправленных мер на пути к привлечению дополнительных грузопотоков. Доставка этих изделий отличается наибольшей трудоемкостью и повышенными денежными затратами, так как требуются специально разработанные схемы их погрузки и крепления в вагонах.
Проблемам крепления грузов на вагоне на железнодорожном транспорте посвящены ряд работ [1 - 16].
Проанализируем методику расчёта размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе (в дальнейшем на вагоне) согласно Техническим условиям (ТУ) [11, 22].
ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ МЕТОДИКИ РАСЧЁТА
Ниже перечислены недостатки методики расчета по ТУ.
1. В Приложение 14 к СМГС совершенно недопустимым является приведение физических величин в устаревшей системе МКГСС (см. п. 7 Общего положения. - С. 3), использование которых в настоящее время недопустимо ни в научной ни учебной литературе. Кроме того, рекомендованные схемы размещения и крепления грузов вовсе не соответствуют конструкции открытого подвижного составе (далее на вагоне) нынешнего поколения.
2. Помимо того, в Приложение 14 к СМГС отмечено, что размещение и крепление грузов, не предусмотренных настоящими Правилами, должно выполняться в соответствии с действующими на железной дороге отправления Местными техническими условиями (далее - МТУ) или схемами размещения и крепления грузов (далее - НТУ), разработанными в соответствии с требованиями настоящих Правил (см. п. 1 Гл. I Приложение 14 к СМГС, - С. 4). Однако, специально оговоримся, что эти понятия не имеют научного обоснования, потому и являются надуманными (см. п. 7).
3. В Приложение 14 к СМГС также отмечено, что допускаемая величина смещения ЦТгро в продольном направлении 1см (относительно поперечной плоскости симметрии) при погрузке груза и при проверках в пути следования определяются в соответствии с табл. 9 в зависимости от общей массы груза на вагоне. Аналогично этому допускаемая величина смещения ЦТгр° в поперечном направлении Ьсм (относительно продольной плоскости симметрии) при погрузке груза и при проверках в пути следования определяются в соответствии с табл. 10 в зависимости от общей массы груза на вагоне и высоты общего центра тяжести вагона с грузом над УГР (см. п. 4 Приложение 14 к СМГС. - С. 15-16).
Таким образом, в официальном нормативно-правовом документе (ТУ) допускаются сдвиги грузов как вдоль, так и поперёк вагона до его отправления. Причём величина этих сдвигов достигают от 60 до 300 мм вдоль вагона и от 60 до 170 мм - поперёк вагона. Такие сдвиги груза в принципе недопустимы, поскольку в этом случае произойдут выворачивания упорных средств крепления и провисания элементов крепления противоположного направления, а элементы крепления одного направления, как показывают результаты наших исследований, будут полностью разрушены. Таким образом, допустимость перемещений создают потенциально опасную ситуацию, угрожающую безопасности движения и сохранности деталей подвижного состава, а также к перегрузу буксовых узлов (приводящих к их перегреву), надрессорных балок и боковых рам тележек вагона (например, передних по ходу движения тележек). Негативные последствия размещения общего центра масс грузов как вдоль, так и поперёк вагона аналитически обоснованы в [13 - 20].
4. В методике расчёта крепления груза (см. пп. 11.2 Приложение 14 к СМГС. - С. 48-51) при определении продольной, поперечной и вертикальной силы и силы трения прияты разные единицы измерения для нахождения их удельных величин, например, где-то тс/т, а где-то кгс/т. Причём величина продольной силы всегда получается меньше, чем 1,20 (где О - сила тяжести груза). При определении силы трения вместо коэффициента трения скольжения принят коэффициент трения сцепления (т. е. в покое).
Кроме того, замечено, что при каждом переиздании официального документа (ТУ и Приложение 14 к СМГС) формулы для определения сил представляются в разных видах. Хотя общеизвестно, что любая формула выводится один раз и никогда не должна подвергаться никаким видоизменениям.
5. Основные формулы (34) и (35) ТУ (или (39) и (40) Приложение 14 к СМГС) являются некорректными, поскольку в них упругие силы во всех элементах крепления имеют одно и то же значение (одну цифру) независимо от геометрии креплений. Так, например, формула (34) и (35) ТУ (или (39) и (40) Приложение 14 к СМГС), где упругие силы во всех элементах крепления имеют одно и то же значение (одну цифру) независимо от геометрии креплений, имеет вид:
Я
пР =_
Р пПР
пр
£ (ц вт а. + СОБ а. СОБ р^.)
(39)
г=1
1ПР
где '»рг
- количество элементов крепления, шт.; ц - коэффициент трения сцепления, принимаемый по
справочным данным или по ТУ; а,- и Рпрг - углы, характеризующие геометрию креплений (см. рис. 3), град.;
ЯР = П
А^.
£ (ц бш а, + СОБ а, Бт Рп,)
(40)
г=1
П п
где ,1р, - количество элементов крепления, шт.;
ц - коэффициент трения сцепления, принимаемый по справочным данным или по ТУ;
г и рш- - углы, характеризующие геометрию крепления (см. рис. 4, 5), град.
Особо отметим, что они выведены без учёта физико-геометрических параметров крепления груза (Е, п, ёг и /¿), без учёта предварительных усилий проволоки креплений и скольжения груза относительно пола вагона (/) и без нахождения сдвига груза вдоль Ах и поперёк Ау вагона.
В итоге, указанные формулы ТУ выведены без определения удлинения АД- каждого г -ого упругого элемента крепления. Потому и эти формулы не отвечает физическому смыслу решаемой технической задачи, поскольку независимо от геометрии крепления (разной длины г -х упругих элементов крепления) значение усилия в любом упругом элементе (растяжка или обвязка) крепления получается равным одному и тому же числу, что не соответствует действительности. Это глубоко ошибочный результат. Однако, несмотря на очевидность допущенных ошибок метода расчета, к сожалению, формулами (34) и (35) ТУ (или (39) и (40) Приложение 14 к СМГС) обязаны пользоваться все без исключения расчётчики при разработке нормативной документации грузов, непредусмотренных в ТУ (НТУ). Особо отметим, что указанными формулами широко пользуются при чтении учебной дисциплины «Грузоведение» для студентов вузов железнодорожного транспорта и при выполнении студентами расчётно-графических работ, что в принципе недопустимо и вредно для транспортной науки и высшего профессионального железнодорожного образования.
6. Обозначение е в формуле (49) Приложение 14 к СМГС, по которым рассчитывают высоту упорного бруска от перекатывания поперёк вагона является ошибочным. Так, например, формула (50) Приложение 14 к СМГС вместо
Г Л
е = 1,25
а
+ ■
Ж
1000 о
(50)
гр у
должна иметь вид:
Г
е = 1,25
Жп
ап + —
п Ор
1 - а„
(50 а)
V у
7. Основные формулы (51) и (52) Приложение 14 к СМГС, по которым рассчитывают количество гвоздей для закрепления одного упорного бруска также являются ошибочными. Так, например, формулы (51) и (52) Приложение 14 к СМГС вместо
ппр =
гв
1000^пр (1 - ц^а)
п
пр
Яв
<в =
1000( ^п + Ж )(1 - ц^а)
п
пр
Я
( 5 1)
(52)
должны иметь вид:
б
54
Х. Туранов. Я. Рузметов
пр бпр (апр /к }
n_ =
гв n пр R ' (51 а)
Пб 1\в
' W Л
aп + ^ - *п (1 - /к)
п _ V У
Q
гр
Пт =
гв „ пр о ' (52 а)
"б
где / - коэффициент трения качения.
8. Основные формулы (41) и (42) Приложение 14 к СМГС, по которым рассчитывают усилия в обвязках вовсе являются глубоко ошибочными, поскольку не имеют теоретических обоснований. Так, например, формулы (41) и (42) Приложение 14 к СМГС, как частный случай формул (39) и (40) имеют вид:
№
О пр __пр
г
X Иsin а *
i=1
(41)
R =
Л^п
пр*
X И sin а*
i=1
(42)
8. В ТУ вычисленные значения усилия в элементах крепления груза должны быть меньше, чем допускаемых растягивающих, которых находят по табл. 30 Приложение 14 к СМГС. При этом допустимые значения усилия в упругих элементах креплении [Л,] в ТУ и МТУ в 1,6 раза больше, чем в НТУ. Здесь особо подчеркнём, что для крепления груза в принципе не должны быть никаких отличий между такими понятиями, как Технические условия (ТУ) и Местные технические условия (МТУ) и непредусмотренные технические условия (НТУ) (см. Гл.1, пп. 1.2 [1]), - они являются «надуманными» понятиями. Поэтому такие понятия, как НТУ, ТУ и МТУ, должны быть исключены из нормативно-правовых документов и оставлено лишь одно понятие ТУ.
Подводя итоги обсуждения основных недостатков ТУ, следует выделить, что в [14 - 16, 21, 23 - 25] основательно доказаны научные несостоятельности формул ТУ и Приложение 14 к СМГС [11, 12], по которым должны быть разработаны схемы размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе.
Выводы.
1. В перспективе действующая методика ТУ по размещению и креплению грузов на вагоне должна быть, безусловно, переработана.
2. Новая методика расчёта крепления грузов на вагоне должна быть использована при переработке основной нормативно-технической базы.
3. В случае переиздания действующей методики ТУ по размещению и креплению грузов на вагоне следовало бы организовать семинар для обстоятельного анализа сложившейся ситуации, в которой методика расчета, по нашему мнению, является не состоятельной, более того, ошибочной.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Совершенствование способов размещения и крепления грузов в вагонах / Под ред. А.Д. Малова. Труды ВНИИЖТ. Вып.421. - М.: Транспорт, 1970. - 136 с.
2. Малов, А.Д. Исследование ускорений и перемещений грузов в вагонах / А.Д. Малов // Вестник ВНИИЖТ. 1979. № 4. - С. 50-55 [In Russian: (1970) Malov, A.D. The study of accelerations and movements of goods in wagons / A.D. Malov // Proceedings of ARIRT].
3. Размещение и крепление грузов в вагонах. Справочник / А.Д. Малов, О.И. Михайлов, Г.М. Штейнфер, Г.П. Ефимов. - М.: Транспорт, 1980. - 328 с. [In Russian: (1980) Placement and securing of goods in wagons. Reference book].
4. Основные принципы и требования по креплению укрупненных грузовых единиц (НРБ) // ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС железнодорожный транспорт за рубежом. Серия: I. - М: 1984. Вып. 2 C.13-17., Вып. 5 C.6-10. [In Russian: (1984) Basic principles and requirements for securing large freight units (RSS) // EI / CRIITER MR railway transport abroad. Series: I.].
5. Tumielewiez M. Ladowa nie zabezpieczanie przesyiek miedzynarodowych. Eksplontacija Kiei, 1983. № 10 Richting verladen in Güterwagen/ Dickjobst H. // Deine Bahn. - 1995. - 23. №5. - С. 274-277.
6. Richting verladen in Güterwagen / Dickjobst H. // Deine Bahn. - 1995. - 23. No. 5. - P. 274-277
7. Bebadetechnik and Ldung - Sicherund / Munzert R.// Deine Bahn. - 1998. - 26, №6. - С. 345-348.
8. Zurrmittel zum Verzuren von Lastenl Dolerych V // DNF: Int. Fachzeitschr. Forger, - Lager - and Transporttechn. [DHF: Dtsch/ Hebe - and Forgertechn]. - 1998. - 44, №5 С. 50-60.
9. Nils Anderson, Peter Anderson, Robert Bylander, Sven Sokjer, Petersen and Bob Zether. Equipment for Rational Securing of Cargo on railway Wagons / VINNOVA Report/Rapport VR 2004:05. Available at: http://www.vinnova.se/upload / EPiStorePDF /vr-04-05.pdf.
10. Marten Johanson, Peter Andersson. Equipment for Efficient Cargo Securing and Ferry Fastening of Vehicles / NVF-rapporter / Vägverket, 2004. Available at: http://www.nvfnorden.org/lisalib/getfile.aspx?itemid=1593.
11. Driver's Handbook Cargo Securement. A Cuide to the North American Cargo Securement Standard. Available at : http://www.highwaystarmagazine.com/images /Driver_Handbook.pdf
12. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. - М.: Юртранс, 2003. - 544 с. [In Russian: (2003) Technical conditions for the placement and securing of goods in wagons and containers]
13. Приложение 14 к СМГС «Правила размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах». - М.: Планета, 2008. - 191 с. [In Russian: (2008) Appendix 14 to IRFA "Rules for the placement and securing of goods in wagons and containers".
14. Timukhina E.N. Mathematical modelling of fastening with cargoes displacement transverse wagon. Transport Problems. 2008. Vol. 3. Issue 3. - pp. 65-68.
15.Туранов, Х.Т. Теоретическая механика в задачах грузовых перевозок: монография / Х.Т. Туранов. Новосибирск: Наука, 2009. - 376 с. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2009) Theoretical mechanics in the problems of freight transportation: monograph].
16. Туранов, Х.Т. Взаимодействие открытого подвижного состава и твёрдотельного груза: Учебное пособие для вузов железнодорожного транспорта / Х.Т. Туранов. - М: ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. - 374 с. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2011) Interaction of open rolling stock and solid-state cargo: Textbook for universities of railway transport].
17. Туранов, Х.Т. Пример расчёта поперечного сдвига по новой методике при наличии перпендикулярно расположенных к продольной оси вагона элементов крепления / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление. - 2013. № 9. - С. 11-16. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) An example of the calculation of the transverse shear by the new method in the presence of fastening elements perpendicular to the longitudinal axis of the car].
18. Туранов, Х.Т. Новая методика расчёта крепления груза на вагоне против поперечного сдвига / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление, 2013, №1. - С. 19-25. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) A new methodology for calculating load securing on a car against transverse shear].
19. Туранов, Х.Т. Новая методика расчёта упругих элементов крепления груза на вагоне против продольного сдвига / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление. - 2013. № 2. - С. 17-24. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) A new methodology for calculating the elastic elements of cargo securing on a car against longitudinal shear].
20. Туранов, Х.Т. Пример расчёта упругих элементов крепления груза на вагоне против продольного сдвига / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление. - 2013. № 2. - С. 40-46. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013)An example of calculating the elastic elements of cargo securing on a car against longitudinal shear].
21. Туранов, Х.Т. Пример расчёта крепления груза на вагоне против поперечного сдвига по новой методике / Х.Т. Туранов, О.Ю. Чуйкова, Д.В. Волков // Транспорт: наука, техника, управление, 2013, №3. - С. 16-23. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) An example of the calculation of securing cargo on a car against a transverse shear according to the new method / Kh.T. Turanov, O.Yu. Chuikova, D.V. Volkov].
22. Туранов, Х.Т. Новая методика расчёта упругих и упорных элементов крепления груза на вагоне против поперечного сдвига / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление, 2013, №3. - С. 39-45. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) A new methodology for calculating elastic and thrust elements of cargo securing on a car against a transverse shear].
23. Туранов, Х.Т. Пример расчёта упругих и упорных элементов крепления груза на вагоне против поперечного сдвига по новой методике / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление, 2013, №5. - С. 7-15.
24. Туранов, Х.Т. Методика расчёта поперечного сдвига двух и более параллельно расположенных вдоль вагона груза и усилия в увязках / Х.Т.
25. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление. - 2013. № 5. - С. 35-40. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) The method of calculating the transverse shear of two or more parallel located along the wagon load and effort in linkages].
26. Туранов, Х.Т. Новая методика расчёта упругих и упорных элементов крепления груза на вагоне против продольного сдвига / Х.Т. Туранов // Транспорт: наука, техника, управление, 2013, №6. - С. 3-9. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) A new methodology for calculating elastic and thrust elements of cargo securing on a car against longitudinal shear].
27. Туранов, Х.Т. Пример расчёта поперечного сдвига двух параллельно расположенных вдоль вагона многоярусных грузов и усилия в увязках по новой методике / Х.Т. Туранов, О.В. Молчанова // Транспорт: наука, техника, управление. 2013. №7. - С. 7-14. [In Russian: Turanov, Kh.T. (2013) An example of calculating the transverse shear of two multi-tier cargoes parallel to the wagon and the linking force according to the new method].
