Приложение 7. Методика определения запаса поперечной устойчивости от опрокидывания в кривых транспортеров с числом осей 12 и более

Приложение 7

(к п. 7.10)

Методика определения запаса поперечной устойчивости от опрокидывания в кривых транспортеров с числом осей 12 и более

В данном Приложении рассматриваются две группы транспортеров с числом осей 12 и более.

- Не оборудованные водильными устройствами:

- сочлененные

грузоподъемностью 300 т, ТСЧ-300, 20-осный, тип 3993;

грузоподъемностью 240 т, ТСЧ-240, 16-осный, тип 3992;

грузоподъемностью 220 т, ТСЧ-220, 16-осный, тип 3991;

- сцепные

грузоподъемностью 340 т, ТСЦ-340, 24-осный, тип 3976-3977;

отдельная секция ТСЦ-340, грузоподъемностью 170 т, (3976 или 3977);

грузоподъемностью 240 т, ТСЦ-240,16-осный, тип 3974;

- площадочные

грузоподъемностью 130-150 т, 12-осные, типов 3915, 3916, 3917, 3918;

грузоподъемностью 180-220 т на тележках ВТЗ, 16-осные, типов 3923, 3922, 3926;

грузоподъемностью 220 т на тележках ВТЗ, 16-осные, тип 3925;

грузоподъемностью 200-225 т на тележках ЦНИИ-ХЗ, 16-осные, типов 3927, 3928, 3929.

- Оборудованные водильными устройствами

- сочлененные

грузоподъемностью 500 т, 32-осные ТСЧ-500К, тип 3998;

грузоподъемностью 400 т, 28-осные ТСЧ-400, тип 3996;

грузоподъемностью 300 т, 20-осные ТСЧ-300М, тип 3994:

а) с внутренним ведением;

б) с внешним ведением;

- сцепные

грузоподъемностью 480 т, 32-осные ТСЦ-480, тип 3978-3979;

16-осные отдельные секции ТСЦ-480 грузоподъемностью 240 т, тип 3978 и 3979.

1. Методика расчета коэффициентов запаса поперечной устойчивости от опрокидывания в кривых основана на вычислении суммарных опрокидывающих и восстанавливающих моментов и их отношений по формулам:

1.1. Для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами:

            (1)           (2)           (3)

           М             М             М

            оп            оп            оп

     эта = -----,  эта = -----,  эта = -----,                         (1)

        1   (1)       2    (2)          (3)

           М              М            М

            вос            вос          вос

где эта      - коэффициент  запаса  устойчивости   относительно   головки

       1       рельса;

    эта      - коэффициент  запаса у стойчивости относительно  скользунов

       2       надрессорных балок;

    эта      - коэффициент  запаса  устойчивости   относительно   головки

       3       рельса  при  остановке в кривой с максимальным возвышением

     (1)  (2)  наружного рельса;

    М  , М   - суммарные    опрокидывающие     моменты     соответственно

     оп   оп   относительно  головки  рельса  и  скользунов  надрессорных

               балок, тсм;

     (1)  (2)

    М  , М   - суммарные   восстанавливающие    моменты    соответственно

     вос  вос  относительно  головки  рельса  и  скользунов  надрессорных

               балок, тсм;

     (3) (3)

    М , М    - соответственно опрокидывающий и восстанавливающий  моменты

     оп  вос   при  остановке  в  кривой   с   максимальным   возвышением

               наружного рельса, тсм.

Устойчивость от опрокидывания в кривых груженых транспортеров без катковых опор обеспечивается при условиях:

     эта <= 0,67; эта <= 0,67; эта <= 0,67.                           (2)

        1            2            3

1.2. Для транспортеров, оборудованных водильными устройствами:

            (1)           (2)

           М             М

            оп            оп

     эта = -----,  эта = -----,                                       (3)

        1   (1)       2    (2)

           М              М

            вос            вос

Устойчивость от опрокидывания в кривых груженых транспортеров, оборудованных катковыми опорами, обеспечивается при условиях:

     при V = 5 км/ч   эта  и эта  <= 0,83;

                         1      2

     при V > 5 км/ч   эта  и эта  <= 0,67.                            (4)

                         1      2

2. Для расчетов устойчивости транспортеров от опрокидывания в кривых применяются параметры, обозначения которых приведены в табл. П.7.1.

3. Суммарный опрокидывающий момент относительно головки рельса определяется по формуле:

            (1)

      M  = M   + M + М + М + M + M + M + M + M + M  .                 (5)

       оп   1     2   3   4   5   6   7   8   9   10

Таблица П.7.1

Наименование параметра	Обозначение	Размерность
1	2	3
Вес тары транспортера	Q_т	тс
Вес грузонесущих балок транспортера с навесным оборудованием*(1)	Q_нб	тс
Вес груза общий	Q_гр	тс
Суммарная вертикальная жесткость рессорного подвешивания транспортера	Ж_Сигма	тсм
Поперечное расстояние между осями комплектов рессорного подвешивания тележек транспортера	b_р	м
Расстояние между кругами катания колеса	2S	м
Поперечное расстояние между осями проушин (упоров) несущих консолей сочлененных транспортеров	В	м
Высота точки приложения равнодействующих сил ветра тары транспортера над уровнем головки рельсов (УГР)	h_т	м
Высота центра тяжести груза над уровнем головки рельса (УГР)	h_цт	м
Высота точки приложения равнодействующей силы ветра, действующей на грузы, общая	h	м
Высота центра тяжести тары транспортера над уровнем головки рельсов (УГР)	Н(в)_цт	м
Площадь наветренной поверхности тары транспортера	S_пт	м2
Площадь наветренной поверхности груза, общая	S_п	м2
Длина груза	L	м
Число колес транспортера	n_к	-
Продольное смещение центра тяжести грузов, общее, относительно вертикальной плоскости, в которой находится поперечная ось симметрии транспортера	l_см	м
Поперечное смещение центра тяжести грузов, общее, относительно вертикальной плоскости, в которой находится продольная ось симметрии транспортера	b	м
Коэффициент запаса поперечной устойчивости от опрокидывания в кривой
относительно головки рельса	эта_1	-
относительно скользунов надрессорных балок	эта_2	-
при остановке в кривой с максимальным возвышением наружного рельса	эта_3	-
Статическая осевая нагрузка	Р_ст	тс
Радиус кривой	R	м
Критический радиус кривой	R_kp	м
Возвышение наружного рельса в кривой	Дельта h	м
Скорость движения транспортера	V	км/ч
Поперечный ход катковых опор несущих консолей в кривой	q_R	мм
Поперечный ход катковых опор несущих консолей в кривой критического радиуса	q_Rmax	мм

Примечание:

*(1) для сцепных транспортеров с турникетами.

Слагаемые суммарного опрокидывающего момента М_1 - М_10 определяются через численные значения констант, приведенных в табл. П.7.2 для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами, и в табл. П.7.3 для транспортеров, оборудованных водильными устройствами.

М_1 - момент, обусловленный выборкой зазора в колее с учетом максимального износа гребней колес:

     M  = 0,03 Q   + A ,                                              (6)

      1         гр    1

М_2 - момент, обусловленный выборкой зазоров в скользунах грузонесущих и промежуточных балок транспортера.

     М  = В Q  h   - B Q   + В .                                      (7)

      2    1 гр цт    2 гр    3

М_3 - момент, обусловленный кручением промежуточных балок транспортера относительно его продольной оси:

а) для транспортеров без катковых опор

     М = C Q  h   + Ch   - C Q   + С ;                                (8)

      3   1 гр цт     цт    2 гр    3

б) для транспортеров с катковыми опорами

     М  = С Q  h   - С Q   + С .                                      (9)

      3    1 гр цт    2 гр    3

М_4 - момент от действия центробежной силы в кривой:

            2

           V

     M  = ---(0,00787 x Q  h  + D ).                                 (10)

      4    R             гр цт   1

M_5 - момент от действия ветровой нагрузки.

     M  = 0,05 x S h + D .                                           (11)

      5           n     2

M_6 - момент, обусловленный поперечным смещением несущих консолей с грузом на катковых опорах:

а) для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами, M_6 = 0;

б) для транспортеров, оборудованных водильными устройствами, за исключением сочлененного транспортера ТСЧ-500К (тип 3998),

          Е  + Е L

           1    2

     М  = ---------(Q   + Е );                                       (12)

      6      R       гр    3

в) для транспортеров ТСЧ-500К (тип 3998) в зависимости от радиуса кривой принимается следующая последовательность вычислений:

в(1)) производится выбор величины максимального поперечного смещения катковых опор q_Rmax в зависимости от параметров груза в соответствии с Техническими условиями эксплуатации ТУЭ-ТСЧ-500К;.

в(2)) вычисление критического радиуса кривой R_кр, т.е. такого значения радиуса, начиная с которого полностью реализуется поперечный ход катковых опор несущих консолей q_Rmax:

             1                    2             2

     R   = ----- 0,125 [(24,66 + L) - (14,66 + L) + 108,16];         (13)

      кр   q

            Rmax

     при R <= R      M  = (Q   + 45)q    ;

               кр     6     гр       Rmax

         R >  Rкр    M  = (Q   + 45)q ,                              (14)

                      6     гр       R

          1                   2             2

где qR = --- 0,125 [(24,66 + L) - (14,66 + L) + 108,16].             (15)

          R

M_7 - момент, обусловленный поперечным перемещением надрессорных балок на рессорах центрального подвешивания.

     M  = G Q   + G .                                                (16)

      7    1 гр    2

М_8 - момент от поперечной горизонтальной составляющей продольной силы в кривых: а) для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами, М_8 = 0; б) для транспортеров, оборудованных водильными устройствами, за исключением сочлененного транспортера ТСЧ-500К (тин 3998),

           G  + G L

            4    5

     M = G ---------;                                                (17)

      8   3    R

в) для транспортеров ТСЧ-500К

     при R <= R     М  = 76,5 q

               кр    8         Rmax

     при R > R      М  = 76,5 q .                                    (18)

              кр     8         R

М_9 - момент, вызванный поперечным смещением центра тяжести обрессоренных частей транспортера и груза, вследствие бокового наклона на рессорном подвешивании (с учетом динамики):

а) для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами:

         Q (Q Q  h  + Q Q  +Q )           Q  h  - Q Q  + Q

          1  2 гр цт   3 гр  4             гр цт   6 гр   7

     M = ----------------------(M + M + M ----------------- +

                    Q            2   3   4   Q  h  + Q

                     5                        гр цт   8

           S h - Q S  + Q

            n     6 n    9

       + M --------------- + M );                                    (19)

          5    S h + Q        7

                n     10

б) для транспортеров, оборудованных водильными устройствами:

          Q (Q Q  h  + Q Q  Q )(Q  + Q  )

           1  2 гр цт   3 гр 4   гр   12

     M  = ------------------------------(M + M +

      9            Q (Q  + Q  )            2   3

                    5  гр   13

           Q  h  - Q Q  + Q      S h - Q S + Q

            гр гр   6 гр   7      n     6 n   9

       + M ----------------- + M -------------- +

          4    Q  h  + Q        5    S h + Q

                гр цт   8             n     10

       + M  + M + Q  M ).                                            (20)

          6    7   11 8

М_10 - момент, вызванный поперечным смещением центра тяжести груза относительно продольной оси симметрии транспортера:

                М  = Q  b.                                           (21)

                 10   гр

Суммарный восстанавливающий момент определяется выражением:

                           21

      (1)                    см      дельта h

     M   = W [W  + Q  (1 - -----)] + -------- (Q  h  + W ).          (22)

      вос   1  2    гр       L          W       гр цт   4

                                         3

Суммарный опрокидывающий момент относительно скользунов надрессорных балок M(2)_оn вычисляется следующим образом:

а) для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами:

                     Q  h  - R Q  + R

      (2)             гр цт   1 гр   2

     M   = М + M + M ----------------- +

      оn    2   3   4    Q  h  + R

                          гр цт   3

              S h - R S + R

               n     1 n   4

         + M  -------------- + M  ;                                  (23)

            5    S h + R        10

                  n     5

б) для транспортеров, оборудованных водильными устройствами:

                     Q  h  - R Q  + R

      (2)             гр цт   1 гр   2

     M   = М + M + M ----------------- +

      оn    2   3   4    Q  h  + R

                          гр цт   3

              S h - R S + R

               n     1 n   4

         + M  -------------- + n  + R M + M  .                       (24)

            5    S h + R        6    6 8   10

                  n     5

Суммарный восстанавливающий момент вычисляется по формуле:

                       21

      (2)                см        дельта h

     M   = [W + Q (1 - -----)] W + -------- (Q  h  + W Q  + W ).     (25)

      вос    5   гр      L      6     W       гр цт   8 гр   9

                                       3

Суммарный опрокидывающий момент М(3)_оn - вычисляется по формуле:

      (3)                      (3)  дельта h

     M  = М + М + М + М + М + M   + ---------(Q  h + W ) + М  ,      (26)

      оn   1   2   3   5   7   9       W       гр цт  4     10

                                        3

           Q  h  - T Q  + T            S h - T S + T

      (3)   гр цт   1 гр   2            n     1 n   4

где  М   = -----------------(M + М + M  ------------- + M ).         (27)

      9            T          2   3   5    S h + T       7

                    3                       n     5

Суммарный восстанавливающий момент М(3)_вос вычисляется по формуле:

                          21

      (3)                   см

     М   = W [W + Q  (1 - -----)]                                    (28)

      вос   1  2   гр       L

где L - база грузонесущей балки площадочных, платформенных  и  колодцевых

        транспортеров.

Расчет коэффициентов запаса устойчивости от опрокидывания производится для критических режимов движения транспортеров:

а) для транспортеров, не оборудованных водильными устройствами, критические режимы движения приведены в табл. П.7.4;

б) для транспортеров, оборудованных водильными устройствами, критические режимы движения приведены в табл. П.7.5.

Таблица П.7.2

Коэффициенты в расчетных формулах для определения опрокидывающих и восстанавливающих моментов транспортеров, не оборудованных водильными устройствами

Наимено- вание коэффи- циентов	Сочленные транспортеры, модель, тип				Сцепные транспортеры, модель, тип			Площадные транспортеры, модель, тип
	ТСЧ-300 (3993)	ТСЧ-240 (3992)	ТСЧ-220 (3991)		ТСЦ-340 (3976- 3977)	ТСЦ-170 (секция) (3976 или 3977)	ТСЦ-240 (3974)	г.п. 130 - 150т (3915- 3918)	г.п. 200, 220 т (3922, 3926, 3923)	г.п. 200, 200, 225 т (3927, 3929, 3928)	г.п. 220 т (3925)
			с несущей балкой	без несущей балки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
A_1	4,419	3,294	3,55	3,2517	4,98	2,49	3,048	3,33	4,92	3,579	3,807
B_1	0,085	0,075	0,075	0,075	0,068	0,068	0,033	0,05	0,05	0,045	0,0186
В_2	0,1121	0,081	0,1033	0,1033	0,0716	0,0716	0,0334	0,058	0,0563	0,0503	0,021
В_3	7,3831	3,3744	3,036	3,5575	-0,0961	-0,481	-0,2703	-0,126	-0,6643	0,3135	-0,1794
C_1	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,01	0,043	0,043	0,043	0,043
С	0	0	0	0	0	0	0	3,141	4,116	2,9581	3,206
С_2	0,0126	0,0119	0,0119	0,0119	0,0199	0,0199	0,008	0,0451	0,0444	0,0474	0,0424
С_3	0,7546	0,3747	0,4129	0,4635	0,0882	0,0441	0,0124	-3,291	-4,26	-3,2456	-3,161
D_1	1,8422	1,072	1,2676	1,2106	1,0315	0,5157	0,5354	0,7858	1,0707	0,8445	0,7785
D_2	9,657	5,46	3,5	3,525	1,8	0,9	1,48	1,92	3,618	3,4375	1,763
G_1	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
G_2	2,106	1,556	1,698	1,4958	2,272	1,136	1,3334	1,74	2,58	1,746	1,834
Q_1	1,3	1,2544	1,3	1,3	1,2544	1,2544	1,2544	1,2544	1,2544	1,2544	1,2544
Q_2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Q_3	-0,55	-0,51	-0,51	-0,51	-0,61	-0,61	-0,61	-0,61	-0,61	0,51	-0,61
Q_4	156,897	83,635	101,88	99,4707	43,168	21,584	10,0005	28,71	41,28	48,015	26,593
Q_5	8186,96	6400	6632,474	6632,474	21630	10815	14400	6400	14400	6400	14416
Q_6	0,55	0,51	0,51	0,51	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,51	0,61
Q_7	153,192	80,154	100,725	98,6349	29,88	14,94	6,096	32,19	36,08	46,527	21,573
Q_8	234,207	136,152	161,16	153,914	131,14	65,57	68,072	99,9	136,12	107,37	98,982
Q_9	152,44	82,68	44,5	46,53	8,55	4,275	7,03	18,88	39,42	40,7	9,03
Q_10	193,14	109,2	70	70,5	36	18	29,6	38,4	72,36	68,75	35,26
W_1	0,79	0,79* 0,747**	0,79* 0,747**	0,79* 0,747**	0,79* 0,747**	0,79* 0,747**	0,79* 0,747**	0,79	0,79	0,79* 0,747**	0,79
W_2	147,3	109,8	118,5	108,39	166,0	83,0	101,6	111,0	164,0	119,3	126,9
W_3	1,55	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55	1,55	1,55* 1,46**	1,55
W_4	234,207	136,152	161,16	153,914	131,14	65,57	68,072	99,9	136,12	107,37	98,982
R_1	0,88	0,85	0,85	0,85	1,05	1,05	1,05	0,92	0,85	0,85	0,993
R_2	104,583	42,822	60,435	61,7823	43,16	-21,58	-38,608	-2,22	-3,28	5,965	-27,0297
R_3	234,207	136,152	161,16	153,914	131,14	65,57	68,072	99,9	136,12	107,37	98,982
R_4	128,02	65,0	27,5	30,55	-11,25	-5,625	-9,25	8,96	26,46	22,0	-7,439
R_5	193,14	109,2	70,0	70,5	36,0	18,0	29,6	38,4	72,36	68,75	35,26
W_5	105,3	77,8	84,9	74,79	113,6	56,8	66,67	87,0	129,0	87,3	91,7
W_6	0,762	0,76	0,76	0,76	0,635	0,635	0,635	0,76	0,635	0,76	0,637
W_8	0,88	0,85	0,85	0,85	1,05	1,05	1,05	0,92	0,85	0,85	0,993
W_9	122,148	57,183	73,014	74,0421	-6,816	-3,408	-19,3343	1,74	10,32	18,333	-8,528
T_1	0,55	0,51	0,51	0,51	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,51	0,61
T_2	156,897	83,635	101,88	99,4707	43,168	21,584	10,0005	28,71	41,28	48,015	26,593
Т_3	8186,96	6632,474	6633,474	6632,474	22415,69	11207,84	14923,07	6632,474	14923,06	6632,474	14939,65
Т_4	152,44	82,68	44,5	100,8202	8,55	4,275	7,03	18,88	18,88	40,7	9,03
T_5	193,14	109,2	70,0	128,0256	36,0	18,0	29,6	38,4	38,4	68,75	35,26

Примечание:

* - при ширине колеи 1520 мм;

** - при ширине колеи 1435 мм.

Таблица П.7.3

Коэффициенты в расчетных формулах для определения опрокидывающих и восстанавливающих моментов транспортеров, оборудованных водильными устройствами

Наименование коэффициентов	Сочлененные транспортеры				Сцепные транспортеры
	ТСЧ-500К (3998)	ТСЧ-400 (3996)	ТСЧ-300 м (3994)		ТСЦ-480 (3978-3979)	отдельная секция (3978-3979)
			груз самонесущий	груз несамонесущий
1	2	3	4	5	6	7
А_1	6,792	5,88	4,8	6,09	6,3324	3,1662
B_1	0,042	0,03	0,039	0,039	0,068	0,068
В_2	0,048	0,0346	0,048	0,048	0,0813	0,0813
В_3	6,6184	2,417	4,6873	5,0485	0,1371	0,0686
C_1	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02
C_2	0,0079	0,0152	0,0187	0,0187	0,0205	0,0205
С_3	2,1407	0,6438	0,5762	0,3936	0,3293	0,1647
D_1	2,9271	2,3278	2,4049	2,901	1,4610	0,7305
D_2	16,7674	13,975	7,785	9,169	3,99	1,995
E_1	-	38,3	35,8	35,8	25,3	25,3
Е_2	-	2,5	2,4	2,4	0	0
Е_3	-	58,0	55,4	98,4	83,8	41,9
G_1	0,012	0,012	0,012	0,012	0,02	0,02
G_2	1,944	1,66	1,416	1,932	2,868	1,434
G_3	-	51,6	62,83	62,83	1265,0	1265,0
G_4	-	38,3	35,8	35,8	1	1
G_5	-	2,5	2,4	2,4	0	0
Q_1	1,277	1	1,277	1,277	1,3	1,3
Q_2	1	1	1	1	1	1
Q_3	-0,58	0	-0,5	-0,5	-0,61	-0,61
Q_4	247,215	274,5	194,374	235,028	67,398	33,699
Q_5	22497,8	20313,0	14061,125	14061,125	29877,2	14938,6
Q_6	0,58	0,595	0,518	0,518	0,61	0,61
Q_7	240,453	179,34	222,56	263,291	56,9912	28,496
Q_8	371,765	295,96	305,44	368,445	185,75	92,8752
Q_9	236,515	202,5	109,08	128,472	28,56	14,28
Q_10	335,347	279,5	155,7	183,38	79,8	39,9
Q_11	0,777	0,654	0,741	0,741	0,479	0,479
Q_12	0	0	118,0	161,0	0	0
Q_13	0	0	111,1	154,1	0	0
W_1	0,79* 0,748**	0,79	0,79* 0,748**	0,79** 0,748**	0,79	0,79
W_2	226,4	196,0	160,0	203,0	211,08	105,54
W_3	1,55* 1,46**	1,55	1,55* 1,46**	1,55* 1,46**	1,55	1,55
W_4	371,765	295,96	305,44	368,445	185,75	92,8752
R_1	0,79	0,99	0,75	0,75	1,04	1,04
R_2	192,909	101,92	185,44	216,196	-33,773	-16,8864
R_3	371,765	295,96	305,44	368,445	185,75	92,8752
R_4	200,731	150,8	88,2	103,88	-7,56	-3,78
R_5	335,347	279,5	155,7	183,38	79,8	39,9
R_6	0,696	0,424	0,625	0,625	0,111	0,111
W_5	157,0	113,7975	111,1	154,1	113,4	56,7
W_6	0,725	0,632	0,725	0,725	0,637	0,637
W_8	0,79	0,99	0,75	0,75	1,04	1,04
W_9	214,07	103,92	166,599	196,503	18,936	9,468

Примечание:

* - при ширине колеи 1520 мм;

** - при ширине колеи 1435 мм.

Таблица П.7.4

Критические режимы движения

Радиус кривой, R, м	Скорость, V, км/ч	Возвышение наружного рельса, дельта h, м
150	20	0
250	50	0,01
350	65	0,04
500	80	0,04
700	90	0,03

Таблица П.7.5

Критические режимы движения

Тип транспортера	Тип по единой нумерации МПС	Критические режимы движения
		R, м	V, км/ч	дельта h, м
ТСЧ-500К	3998	150	10	0
		150	10	0,03
		300	40	0,06
		300	60	0,12
		500	70	0,06
		500	80	0,15
ТСЧ-400	3996	150	5	0
		200	10	0,03
		300	15	0
		300	40	0,06
		500	50	0,09
		500	70	0,12
ТСЧ-300М	3994	200	5	0
		200	20	0,03
		350	65	0,15
		500	80	0,15
		800	100	0,15
ТСЦ-480 и его отдельная 16-осная секция	3978-3979	700	90	0,03
		500	80	0,04
		350	65	0,04
		250	50	0,01
		150	20	0