经过测算并按《铁路货物装载加固规则》(简称《加规》)的要求进行计算,计划方案能够经受正常运输过程中各种力的作用,保证运输安全。
1.1准用车型
准用车型为61t(车地板长度为15400mm),或60t木地板平车(平集两用平车、车地板长度为13000mm)。
1.2装载情况
液压支架的装载分为如下两种情况。
①成组车的第1辆必须使用车地板长度为15400 mm的平车,并按上述方案一方法装载。②第2辆、第3辆及以后各辆,可使用车地板长度为13000mm的木地板平车装载,每车延续顺装3台。第1件将支架前端向第1辆车方向突出负重车端梁1000mm,沿负重车车地板纵中心线装载,该件货物重心距车地板横中心线4140mm;第2件延续第1件顺装于中部,该件货物重心距车地板横中心线一侧40mm;第3件延续第2件顺装于车另一端,该件尾端与负重车端梁对齐,货物重心距车地板横中心线4190mm.保证每辆货物的总重心投影落在每一负重车车地板纵横中心线的交叉点上。
1.3加固材料及方法
(1)加固材料。φ15.5mm的钢丝绳(破断拉力不小于126.6kN)、钢丝绳夹头、10号铁线、防磨衬垫、稻草垫。
(2)加固方法。①在每件支架两侧重心等高处,分别用φ15.5的钢丝绳双股拉牵两个大八字形,固定在车侧丁字铁或支柱槽上,每根拉牵线拉紧卡死。②拉牵线与货物或车辆间接触棱角处,采取防磨措施。③用10号镀锌铁线2股将成组车辆两端以内的车钩提杆捆绑牢固。
2方案计算
以装载平车NX 17B为例,根据《加规》附件2计算校核上述计划装载方案一的各项参数。
2.1重车重心高
已知货车、货物自重分别为Q车=22.4t,Q 1=Q 2=Q 3=19t;空车及货物重心自轨面起算高度分别为h车=0.74m,h 1=h 2=h 3=2.141m,则重车重心高H总=(Q车h车+Q 1 h 1+Q 2 h 2+Q 3 h 3)/(Q车+Q 1+Q 2+Q 3)=[22.4×0.74+(19×2.141)×3]/79.4=1746mm经计算装载重车重心高为1746mm<2000mm,无运输限制。
2.2各种力值计算
(1)纵向惯性力。本方案属于柔性加固,货车总重Q总=79.4t,则t 0=0.0012×Q总2-0.32×Q总+29.85=12kN/t每件货物的纵向惯性力T=t 0×Q=12×19=228kN(2)横向惯性力。已知货物重心偏离车辆横中心线距离a 0=4070mm,负重车转向架中心距l=10920 mm,则n 0=2.82+2.2×a 0/l=3.64kN/t每件货物的横向惯性力N=n 0×Q=69.16kN(3)垂直惯性力。已知参数同上,则q垂=3.54+3.78×a 0/l=4.95kN/t每件货物的垂直惯性力Q垂=q垂×Q=94.05kN(4)风力。因该支架迎风面积较小,故忽略不计。
(5)摩擦力。查表可知摩擦系数μ=0.44,则纵向摩擦力=9.8×μQ=81.93kN横向摩擦力=μ×(9.8Q-Q垂)=40.55kN
2.3稳定性能计算
(1)货物倾覆的稳定系数。已知货物重心所在横向、纵向垂直平面至货物倾覆点间距离分别为a=1360mm,b=600mm;货物重心自倾覆点所在水平面起算的高度h=930mm,则倾覆稳定系数纵向η=9.8×Qa/Th=1.19<1.25横向η=9.8×Qb/Nh=1.74>1.25经计算,应采取防止货物纵向倾覆的加固措施。
(2)货物水平移动的稳定性。由于货物的纵向、横向惯性力大于纵向、横向摩擦力,需采取加固措施。加固材料应承受的纵、横向力分别为纵方向:ΔT=T-=146.07kN横方向:ΔN=1.25(N+0)-=45.9kN
2.4加固强度计算
由于货物采取对称拉牵加固,当同一方向有n根拉牵绳时,每根承受的拉力如下。
(1)防止纵、横向位移。当n=4,AC=1.5m,BO=0.8m,BC=0.9m时,S纵=ΔT/nAC×AC 2+BO 2+BC 2=146.07/(4×1.5)×1.5 2+0.8 2+0.9 2=46.83kN S横=ΔN/nBC×AC 2+BO 2+BC 2=45.9/(4×0.9)×1.5 2+0.8 2+0.9 2=24.52kN(2)防止纵向倾覆。当n=2,货物纵向倾覆点至拉牵绳在货物上拴结点所在横向垂直平面间距离。