计算重车重心高用N16型平车(载重60t,自重20t,自轨面重心高度730mm,车底板高1210mm)装运一件重38t货物(重心高1.48m)。计算:(1)计算该重车重心高度H;(2)若H超过规定,用一件重14t的货物配重,计算该配重货物自支重面的重心高度不得超过多少?
计算重车重心高
用N16型平车(载重60t,自重20t,自轨面重心高度730mm,车底板高1210mm)装运一件重38t货物(重心高1.48m)。计算:
(1)计算该重车重心高度H;
(2)若H超过规定,用一件重14t的货物配重,计算该配重货物自支重面的重心高度不得超过多少?
题目解答
答案
解:(1)重车重心高:
H=(Q车h车+Q货h货) ÷ (Q车+Q货)
=[20×730+38×(1480+2110)] ÷(20+38)= 2014mm
(2)H=2014mm>2000mm,需配重以降低重心。
h配=2000 - Q总(H-2000)÷Q配
=2000 -(20+38)×(2014-2000) ÷ 14 = 1942mm
即该配重货物自支重面重心高最大不应超过:1942-1210=732mm
解析
考查要点:本题主要考查铁路运输中重车重心高度的计算及配重调整方法,涉及重心高度公式的应用和配重计算的原理。
解题核心思路:
- 第一问:利用加权平均法计算重车重心高度,需注意货物重心高度是自轨面的高度,需将货物重心高度与车底板高度相加。
- 第二问:当重心过高时,通过配重法调整,需保证调整后的总重心高度不超过规定值,需建立方程求解配重货物的重心高度限制。
破题关键点:
- 单位统一:所有长度单位需转换为毫米。
- 货物重心高度计算:货物重心高度是自轨面的高度,需包含车底板高度。
- 配重公式推导:通过总重心高度公式反推配重货物的重心高度。
第(1)题
确定货物重心高度
货物重心高为$1.48\ \text{m}$,车底板高为$1210\ \text{mm}$,因此货物重心自轨面高度为:
$h_{\text{货}} = 1210 + 1480 = 2690\ \text{mm}$
应用重心公式
重车重心高度公式为:
$H = \frac{Q_{\text{车}} h_{\text{车}} + Q_{\text{货}} h_{\text{货}}}{Q_{\text{车}} + Q_{\text{货}}}$
代入数据:
$H = \frac{20 \times 730 + 38 \times 2690}{20 + 38} = \frac{14600 + 102220}{58} = \frac{116820}{58} \approx 2014\ \text{mm}$
第(2)题
建立配重方程
调整后总重心高度需满足$H_{\text{新}} \leq 2000\ \text{mm}$,总重量为$Q_{\text{总}} = 20 + 38 + 14 = 72\ \text{t}$。设配重货物重心高度为$h_{\text{配}}$,则:
$\frac{(20 \times 730 + 38 \times 2690 + 14 \times h_{\text{配}})}{72} = 2000$
解方程求$h_{\text{配}}$
整理方程:
$20 \times 730 + 38 \times 2690 + 14h_{\text{配}} = 2000 \times 72$
计算得:
$14h_{\text{配}} = 144000 - 116820 = 27180 \implies h_{\text{配}} = \frac{27180}{14} \approx 1942\ \text{mm}$
求配重货物自身重心高度
配重货物重心自支重面高度为:
$h_{\text{配}} - 1210 = 1942 - 1210 = 732\ \text{mm}$