Транспорт

Рассчёт крепления груза


1. Выбор типа подвижного состава

      Исходя из параметров цистерн, для перевозки  может  быть  использована
четырёхосная платформа грузоподъёмностью  63  т,  имеющая  тележки  ЦНИИ-Х3.
Длина базы 9.72 м, тара [pic]т,  ширина  [pic]м,  длина  [pic]м,  высота  ЦМ
порожней платформы от уровня головок рельсов [pic] м, высота пола  [pic]  м,
площадь боковой поверхности [pic] м2.

                  2. Определение места нахождения ЦМ груза

      Место нахождения общего центра масс груза по длине, ширине и высоте  и
величину его смещения определим по следующим формулам:
      а) в продольном направлении:
                                   [pic],
где [pic]– внутренняя длина  вагона,  мм;  [pic]–  расстояние  от  торцевого
борта вагона  до  вертикальной  плоскости,  в  которой  находится  общий  ЦМ
грузов, мм;
                                   [pic],
[pic],[pic]–  расстояния  от  торцевого   борта   вагона   до   вертикальной
плоскости, в которой находится ЦМ каждого грузового места, мм;  [pic],[pic]–
масса соответствующего грузового места, т;
[pic] мм; [pic];
      б) в поперечном направлении:
                                   [pic],
где [pic]– внутренняя ширина вагона, мм; [pic]–  расстояние  от  продольного
борта вагона  до  вертикальной  плоскости,  в  которой  находится  общий  ЦМ
грузов, мм;
                                   [pic],
[pic],[pic]–  расстояния  от  продольного  борта  вагона   до   вертикальной
плоскости, в которой находится ЦМ каждого грузового места, мм;
[pic] мм; [pic];
      в) в вертикальном направлении:
                                   [pic],
где [pic]– расстояние от пола вагона до горизонтальной плоскости, в  которой
находится общий ЦМ грузов, мм; [pic],[pic]– расстояния  от  пола  вагона  до
горизонтальной плоскости, в которой находится ЦМ  каждого  грузового  места,
мм;
[pic] мм.

                       3. Определение загрузки тележек

      Максимальная нагрузка на тележку вагона  при  наличии  смещения  ЦМ  в
случае размещения груза одним  штабелем  по  длине  вагона  определяется  по
формуле:
                                   [pic],
где [pic]– общая масса груза в вагоне, т; [pic]– база вагона,  мм;  так  как
[pic], то
[pic] т.

       4. Определение устойчивости вагона относительно головки рельса

      Вагон с грузом является устойчивым, если выполняются два условия:
1) высота общего ЦМ груза и вагона [pic]м;
2) общая наветренная поверхность вагона с грузом [pic]м2.
      Общая высота ЦМ груза и вагона определяется по формуле:
                                   [pic],
где [pic]– общая масса груза в вагоне, т; [pic]– масса тары  вагона;  [pic]–
высота над уровнем головки рельса ЦМ порожнего вагона;
[pic] мм; [pic] – условие выполняется.
      Общая наветренная поверхность определяется по формуле:
                                   [pic],
где [pic]–  площадь  боковой  поверхности  платформы,  при  закрытых  бортах
[pic]м2; [pic]– площадь наветренной поверхности груза, м2;
                                   [pic],
где [pic] и [pic]– соответственно длина и высота единицы  груза,  м;  [pic]–
высота бортов платформы, [pic] м;
[pic] м2; [pic] м2; [pic] м2;
[pic] – условие выполняется.
      Вывод: вагон с грузом относительно головки рельса является устойчивым.



                   5. Определение сил, действующих на груз

      На груз действует 2 группы  сил:  сдвигающие  и  удерживающие.  Точкой
приложения всех сил будем  считать  ЦМ  груза.  Точкой  приложения  ветровой
нагрузки примем геометрический центр наветренной поверхности груза.
      Продольную инерционную силу [pic] определим по следующей формуле:
                                   [pic],
где [pic]– удельная величина продольной инерционной силы, тс/т;
                                   [pic],
где [pic],[pic]– удельные величины продольной  инерционной  силы  при  массе
брутто 22 т и 94 т, [pic]тс/т, [pic]тс/т;
[pic] тс/т; [pic] тс/т;
[pic] тс/т; [pic] тс/т.
      Поперечная инерционная сила [pic] определяется по следующей формуле:
                                   [pic],
где [pic]– удельная величина поперечной инерционной силы, тс/т;
                                   [pic],
где [pic]– расстояние от ЦМ  груза  до  вертикальной  плоскости,  проходящей
через поперечную ось вагона, м;
[pic] тс/т; [pic] тс/т;
[pic] тс; [pic] тс.
      Вертикальная инерционная сила [pic] определяется по следующей формуле:
                                   [pic],
где [pic]– удельная величина вертикальной инерционной силы, тс/т;
                                   [pic],
где при опоре груза на один вагон [pic]; [pic]– расстояние от  ЦМ  груза  до
вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м;
[pic]тс/т;
[pic]тс/т;[pic]тс/т.
      Ветровая нагрузка W определяется по следующей формуле:
                                   [pic];
[pic] тс; [pic] тс.
      Сила трения [pic],  действующая  на  груз  в  продольном  направлении,
определяется по формуле (подкладки прибиты к полу):
                                   [pic],
где [pic]– коэффициент трения стали по дереву, [pic];
[pic] тс.
      Сила трения [pic],  действующая  на  груз  в  поперечном  направлении,
определяется по формуле:
                                   [pic],
где [pic]– коэффициент, принимаемый [pic];
[pic]тс;
[pic] тс.

                 6. Определение устойчивости груза от сдвига

      Груз считается устойчивым от сдвига  вдоль  вагона,  если  выполняется
условие:
      [pic]
      [pic] – условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига
вдоль вагона. Сила [pic], которая воздействует на крепление, определяется
по формуле:
      [pic];
      [pic] тс.
      Груз считается устойчивым от сдвига поперёк вагона,  если  выполняется
условие:
                                   [pic],
где n – коэффициент местных ТУ, для Зап.-Сиб. ж.д. n=1.25;
      Для первой цистерны: [pic] – условие не выполняется, груз необходимо
закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила [pic], которая воздействует на
крепление, определяется по формуле:
      [pic];
      [pic] тс.
      Для второй цистерны: [pic] – условие не выполняется, груз необходимо
закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила [pic], которая воздействует на
крепление, определяется по формуле:
      [pic];
      [pic] тс.



                      7. Определение размеров подкладок

      Сечение  подкладок  принимаем  равным  100*200   мм,   длину,   равную
внутренней ширине платформы, – 2870 мм.  Определим  площадь  соприкосновения
подкладки с цистернами.
      Суммарная расчётная нагрузка на подкладку составит:
                                   [pic];
[pic]; [pic].
      Проекция необходимой площади опирания цистерны на подкладку:
                                   [pic],
где [pic] МПа – допускаемое напряжение смятия для ели и сосны;
[pic]м2; [pic]м2.
      Поперечник выемки [pic]  по  продольной  оси  подкладок  определим  по
формуле:
                                   [pic],
где [pic]м – принятая ширина подкладки.
      Глубина выемки [pic] равна:
                                   [pic],
где  [pic]–  радиус  цистерны,  м;  [pic]–  расстояние   от   подкладки   до
горизонтальной плоскости, проходящей через ЦМ груза.
                                [pic], [pic].
[pic]м, [pic]м;
[pic], [pic],
[pic], [pic];
[pic]м, [pic]м.

                           8. Выбор типа крепления

      В соответствии с  п.  1  главы  6  Технических  условий  размещения  и
крепления грузов в вагонах и  контейнерах  закрепим  данный  груз  следующим
образом.
      Для предотвращения сдвига в продольном направлении цистерны закрепим с
торцовых сторон двумя упорными и двумя распорными брусками сечением  200*200
мм. Суммарное число  гвоздей  для  крепления  упорных  и  распорных  брусков
определим по формуле:
                                   [pic],
где [pic]– коэффициент трения между упорным бруском и полом  вагона;  [pic]–
количество брусков, одновременно  работающих  в  одном  направлении;  [pic]–
допускаемое усилие на один гвоздь, для гвоздей диаметром 8 мм и  длиной  250
мм [pic] тс.
[pic] гв.; [pic] гв.
Число гвоздей крепления распределяется по  количеству  используемых  брусков
равномерно.
      Грузы цилиндрической формы подвержены перекатыванию. Их закрепляют  от
перекатывания совместно упорными брусками и обвязками. На  каждую  подкладку
вплотную к грузу с обеих  сторон  уложим  упорные  бруски  шириной  200  мм,
длиной до конца подкладки и  высотой  80  мм.  Упорные  бруски  и  подкладки
крепим к полу платформы восемью гвоздями  длиной  250  мм.  Первую  цистерну
закрепим пятью обвязками, вторую цистерну закрепим двумя обвязками.
      Продольные и поперечные усилия  в  обвязках  рассчитаем  по  следующим
формулам:
                                [pic], [pic],
где D  –  диаметр  цистерны,  мм;  [pic]–  кратчайшее  расстояние  от  ребра
опрокидывания  до  проекции  ЦТ  на  горизонтальную  плоскость,  мм;  [pic]–
перпендикуляр от ребра опрокидывания на обвязку  или  растяжку,  мм;  [pic]–
количество  обвязок;  [pic]–  расстояние  от  пола  вагона   или   плоскости
подкладок до точки приложения ветровой нагрузки, мм; [pic]– высота упора  от
пола вагона или плоскости подкладок, мм;
[pic] тс;
[pic] тс;
[pic] тс;
[pic] тс.
      Отрицательный знак в полученном  результате  говорит  о  том,  что  от
поперечных   сил   дополнительных   усилий   в   обвязках   не    возникает.
Следовательно, дополнительного крепления не требуется.
      Площадь сечения полосовых обвязок определим по формуле:
                                   [pic],
где R – нагрузка  на  обвязку,  кгс;  [pic]  –  допускаемое  напряжение  при
растяжении, для Стали 30 [pic] кгс/см2.
[pic] см2; [pic] см2.
      Исходя из полученного результата, выберем следующий тип  обвязок:  для
первой цистерны - полосовые обвязки сечением 4*30 мм; для второй цистерны  –
полосовые обвязки сечением 6*40 мм.

               9. Определение расчётной степени негабаритности

      1.  Определим  высоты  наиболее  выступающей   в   бок   точки   груза
относительно уровня головки рельса:
                                   [pic],
где [pic]– высота пола над УГР, мм;  [pic]–  высота  подкладки,  мм;  [pic]–
высота наиболее выступающей в бок точки груза над уровнем подкладок, мм.
[pic] мм; [pic] мм.
      2. Определим ширину габарита погрузки [pic] на высоте [pic]:
[pic] мм; [pic] мм.
      3. Сравним ширину груза [pic] и ширину габарита погрузки [pic]:
                                    [pic]
Для первой цистерны: [pic]
Для второй цистерны: [pic] – оба груза вписываются  в  габарит  погрузки  на
прямом горизонтальном участке пути.
      4. Определим отношение длины груза к базе вагона:
                                   [pic];
[pic] – груз недлиномерный  и  вписывается  в  габарит  погрузки  на  кривых
участках пути.


смотреть на рефераты похожие на "Рассчёт крепления груза"