Nк 2 lв S

где n_к - число колес грузонесущего вагона; S = 790 мм – половина расстояния между кругами катания колесной пары вагона колеи 1520 мм.

Дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия центробежных сил и ветровой нагрузки определяется по формуле:

Р_ц + Р_в = ——— [0,075(Q_т +Q_гр^о) Н_цт^о + W_пхh +1000 р], тс (25)

Nк S

где W_п – ветровая нагрузка, действующая на части груза, выступающие за пределы кузова вагона, тс (рассчитывается по формуле (10)); p – коэффициент, учитывающий ветровую нагрузку на кузов и тележки грузонесущих вагонов и поперечное смещение ЦТ груза за счет деформации рессор (таблица 18); h – высота над уровнем головки рельса точки приложения ветровой нагрузки, мм. Точка приложения ветровой нагрузки определяется как геометрический центр наветренной поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов либо боковых стен вагона.

Особенности проверки устойчивости сцепа вагонов с размещенным на нем длинномерным грузом рассматриваются в разделе 11 настоящей главы.

10.4.2 Устойчивость груза в вагоне проверяется по величине коэффициента запаса устойчивости, который определяется по формулам:

– в направлении вдоль вагона (рисунок 31):

Рисунок 31-Варианты расположения упоров от опрокидывания груза

в продольном направлении

l_пр^о

h_пр = —————— (26)

(h_цт - h_у^пр)

– в направлении поперек вагона (рисунок 32):

Рисунок 32-Варианты расположения упоров от опрокидывания груза в поперечном направлении

Q_гр b_п^о

h_п = ————————————––––, (27)

F_п (h_цт -h_у^п) + W_п (h_нп^п -h_у^п)

где l_пр^о, b_п^о - кратчайшие расстояния от проекции ЦТ_гр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм; h_цт - высота ЦТ груза над полом вагона или плоскостью подкладок, мм; h_у^пр, h_у^п - высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм; h_нп^п - высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм; W_п – ветровая нагрузка, тс (рассчитывается по формуле (10)).

Груз является устойчивым и не требует дополнительного закрепления от опрокидывания, если значения h_пр и h_п не менее соответственно: при упругом креплении груза – 1,25, при жестком креплении – 2,0.

Если при упругом креплении груза значение h_пр либо h_п составляет менее 1,25, устойчивость груза должна быть обеспечена соответствующим креплением:

– грузы, значение h_пр либо h_п которых менее 0,8, а также грузы, для которых одновременно h_пр и h_п менее 1,25, следует перевозить с использованием специальных устройств (металлических кассет, каркасов и пирамид), конструкция и параметры которых должны быть обоснованы грузоотправителем расчетами;

– если значение h_пр либо h_п находится в пределах от 0,8 до1,0 включительно, то закрепление груза от поступательных перемещений и от опрокидывания рекомендуется выполнять раздельно, независимыми средствами крепления. При закреплении груза от опрокидывания в поперечном направлении растяжками следует стремиться к их установке таким образом, чтобы проекция растяжки на пол вагона была перпендикулярна к продольной оси вагона, а место закрепления растяжки на грузе находилось на максимальной высоте от уровня пола;

– если значение h_пр либо h_п находится в пределах от 1,01 до 1,25 включительно, допускается закреплять груз от опрокидывания и от поступательных перемещений едиными средствами крепления, воспринимающими как продольные, так и поперечные инерционные силы.

Если при жестком креплении груза значение h_пр либо h_п составляет менее 2,0, устройства жесткого крепления должны быть рассчитаны с учетом дополнительных нагрузок от некомпенсированного опрокидывающего момента.

10.4.3 При закреплении груза растяжками усилие в растяжках от опрокидывания определяется по формулам:

- в продольном направлении (рисунок 33):

Рисунок 33-Углы наклона растяжки для крепления от опрокидывания груза в продольном направлении

n F_пр (h_цт -h_у^пр) - Q_гр l_пр^о

R_пр^о = ——————————————-, тс (28)

n_р^пр (h_р сos a сos b_пр +l_пр^р sin a)

- в поперечном направлении (рисунок 34):

Рисунок 34-Углы наклона растяжки для крепления от опрокидывания груза

в поперечном направлении

n[F_п (h_цт -h_у^п)+W_п (h_нп^п - h_у^п)] - Q_гр b_п^о

R_п^о = —————————————————–––, тс (29)

n_р^пр (h_р сos a сos b_п +b_п^р sin a)

где: a - угол наклона растяжки к полу вагона;

b_пр, b_п - углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и соответственно продольной, поперечной осями вагона;

n_р^пр, n_р^п - число растяжек, работающих в одном направлении;

l_пр^р, b_п^р - расстояния от точки закрепления растяжки на грузе до вертикальных плоскостей, проходящих через ребро опрокидывания соответственно в продольном, поперечном направлениях, мм;

h_р - высота точки закрепления растяжки на грузе относительно уровня пола вагона (подкладок), мм;

n – коэффициент запаса, величина которого принимается: n = 1,0 при h_пр(h_п) = 1,0-1,25; n = 1,25 при h_п (h_пр) < 1,0.

10.5 Выбор и расчет элементов крепления

10.5.1 В зависимости от конфигурации, параметров груза, характера возможных его перемещений и других факторов крепление груза осуществляется растяжками, обвязками, упорными и распорными брусками, ложементами и другими средствами крепления (таблица 19).

10.5.2 Продольное DF_пр и поперечное DF_п усилия, которые должны воспринимать средства крепления, определяют по формулам:

DF_пр = F_пр - F_тр^пр , тс; (30)

DF_п = n (F_п + W_п) - F_тр^п, тс; (31)

где n – коэффициент, значения которого принимается:

– n = 1,0 при разработке ТУ и МТУ;

– n = 1,25 при разработке НТУ.

W_п рассчитывается по формуле (10); F_тр^пр и F_тр^п – в соответствии с 10.3 настоящей главы.

Эти усилия могут восприниматься как одним, так и несколькими видами крепления:

DF_пр = DF_пр^р + DF_пр^б + DF_пр^об, (32)

DF_п = DF_п^р + DF_п^б + DF_п^об, (33)

где DF_пр^р, DF_п^р, DF_пр^б, DF_п^б, DF_пр^об, DF_п^об – части продольного или поперечного усилия, воспринимаемые соответственно растяжками, брусками, обвязками и др.

Для крепления грузов от продольного смещения предпочтительно применять средства крепления одного типа.

Таблица 19-Рекомендации по выбору элементов и средств крепления различных грузов

Грузы	Возможные Перемещения груза	Рекомендуемые элементы и средства крепления
Штучные с плоскими опорами	Поступательные продольные и поперечные перемещения	Упорные, распорные бруски; растяжки, обвязки.
Опрокидывание продольное, поперечное	Растяжки, обвязки; упорные бруски; кассеты, каркасы, пирамиды и пр.
С плоским опорами размещаемые штабелями	Поступательные продольные и поперечные перемещения всего штабеля или отдельных единиц	Упорные, распорные бруски; увязки, растяжки, обвязки; щиты ограждения; стойки; кассеты.
Длинномерные	Продольные и поперечные поступательные перемещения	Растяжки, обвязки; турникетные опоры, стойки.
Поперечное опрокидывание	Обвязки, растяжки; подкосы, упорные бруски; ложементы.
Цилиндрической формы, размещаемые на образующую	Продольное (поперечное) поступательное перемещение	Упорные, распорные бруски; растяжки, обвязки.
Перекатывание поперек (вдоль) вагона	Упорные бруски, ложементы; Обвязки, растяжки.
На колесном ходу	Перекатывание вдоль (поперек) вагона	Упорные бруски; растяжки; многооборотные колесные упоры (башмаки)
Продольное, поперечное поступательное перемещение	Упорные, распорные бруски; растяжки.

10.5.3 При закреплении груза растяжками (рисунок 35)

Рисунок 35-Расчетная схема продольных и поперечных усилий в растяжке

величину возникающих в растяжках усилий (с учетом увеличения сил трения от вертикальных составляющих определяют по формулам):

– от сил, действующих в продольном направлении:

DF_пр

R_р^пр = —————————————––––, тс (34)

Σ(n_р^пр_i (m sin a_i + cos a_i cos b_{пр i}))

– от сил, действующих в поперечном направлении:

DF_п

R_р^п = ————————————––––, тс (35)

Σ(n_р^п_i (m sin a_i + cos a_i cos b_{п i}))

где: R_р^пр, R_р^п - усилия в растяжке;

n_р^пр_i, n_р^п_i - количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении, расположенных под одинаковыми углами a_i, b_прi, b_пi;

a_i - угол наклона i-той растяжки к полу вагона;

b_прi, b_пi – углы между проекцией i-той растяжки на пол вагона и, соответственно, продольной, поперечной плоскостями симметрии вагона;

m – коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона (подкладок).

В случае, когда растяжки используются для закрепления груза одновременно от смещения и опрокидывания, растяжки должны рассчитываться по суммарным усилиям (R_р^пр + R_пр^о) и (R_р^п + R_п^о).

Количество нитей в растяжке или ее сечение определяется по большему усилию(R_р^пр + R_пр^о) или (R_р^п + R_п^о) в соответствиис таблицами 20 и 21 настоящей главы.

Таблица 20-Допускаемые растягивающие нагрузки (кгс) на проволочные элементы крепления в зависимости от диаметра проволоки и числа нитей

В случае, когда для крепления груза в каком-либо направлении используются проволочные растяжки, отличающиеся по длине более чем в два раза, расчет параметров растяжек следует производить по уточненной методике (приложение № 8 к настоящей главе).

10.5.4 Площадь сечения растяжек и обвязок, за исключением проволочных, определяют по формуле:

R

S = ———, см² (36)

[ s]

где R, кгс – нагрузка на растяжку, обвязку; [ s ] - допускаемое напряжение при растяжении, значение которого принимают в зависимости от марки стали по таблице 21.

Таблица 21-Допускаемые напряжения стальных элементов крепления по видам деформации

Виды деформации	Марка стали (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-74, ГОСТ 6713-75)	Допускаемые напряжения, кгс/см2
Растяжение	Ст. 3 и сталь20
Сталь 30
Изгиб	Ст. 3 и сталь 20
Ст. 5 и сталь 30
Срез	Ст. 3 и сталь 20
Смятие	Ст. 3 и сталь 20
Растяжение для болтов	Ст. 3 и сталь 20

10.5.5 При закреплении груза (за исключением грузов цилиндрической формы) от смещения деревянными брусками количество гвоздей для крепления каждого бруска к полу вагона определяют по формулам:

– от продольного смещения

DF_пр

n_гв = ————; (37)

n_б^пр R_гв

– от поперечного смещения

DF_п

n_гв = ————; (38)

n_б^п R_гв

где n_б^пр, n_б^п - количество упорных брусков, одновременно работающих в одном направлении; R_гв, кгс – допускаемое усилие на один гвоздь (принимается по таблице 22).

Таблица 22 - Допускаемые усилия на гвозди

Диаметр гвоздя, мм	Длина гвоздя, мм	Допускаемое усилие, кгс
5,0	120-150
6,0	150-200
8,0

10.5.6 При закреплении груза от продольного и поперечного смещения обвязками усилие в одной обвязке определяют по формулам:

– от продольного смещения

DF_пр

R_об ^пр = ——————, тс (39)