3.5. Выбор и расчет элементов крепления

В зависимости от конфигурации, параметров груза, характера возможных его перемещений и других факторов крепление грузов осуществляется растяжками, обвязками, упорными и распорными брусками, ложементами и другими средствами крепления (таблица 4).

Таблица 4 – Рекомендации по выбору элементов и средств крепления

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 и т.д.
Цилиндрической формы, размещаемые на образующую	Продольное (поперечное) поступательное перемещение	Упорные, распорные бруски; растяжки, обвязки
	Перекатывание поперек (вдоль) вагона	Упорные бруски, ложементы; обвязки, растяжки

3.5.1. Расчет усилий в креплениях

Продольное ΔF_пр и поперечное ΔF_п усилия, которые должны воспринимать средства крепления, определяют по формулам:

, тс (3.21)

, тс (3.22)

где n – коэффициент, значение которого принимаются:

n = 1,0 при разработке сетевых и местных технических указаний;

n = 1,25 при разработке технических указаний для нерегулярных перевозок;

Усилия могут восприниматься как одним, так и несколькими видами крепления:

ΔF_пр = ΔF^р_пр+ ΔF^б_пр+ ΔF^об_пр, (3.23)

ΔF_п = ΔF^р_п+ ΔF^б_п+ ΔF^об_п, (3.24)

где ΔF^р_пр, ΔF^р_п, ΔF^б_пр, ΔF^б_п, ΔF^об_пр, ΔF^об_п – части продольного или поперечного усилия, воспринимаемые соответственно растяжками, брусками, обвязками и др.

1. Здание:

для продольного усилия

ΔF_пр= 6,84 – 2,7 = 4,14 тс

Определим усилия, которые должны воспринимать растяжки, т.е.

ΔF_пр= ΔF^р_пр+ ΔF^б_пр=> ΔF^р_пр= ΔF_пр- ΔF^б_пр;

ΔF^б_пр=n_гв·n^пр_б·R_гв;

Примем: количество гвоздей в одном бруске n_гв= 10 шт, количество брусковn^пр_б= 2, допускаемая нагрузка на гвоздьR_гв= 0,108 тс.

ΔF^б_пр= 10 · 2 · 0,108 = 2,16 тс;

ΔF^р_пр= 4,14 – 2,16 = 1,98 тс;

для поперечного усилия

ΔF_п= 1,25 (3,01+ 0,532) – 1,652 = 2,78 тс.

ΔF_п= ΔF^р_п, т.к. в нашем примере от поперечных смещений груз будут удерживать только растяжки, то ΔF^р_п= 2,78 тс.

2) Трансформаторные станции:

для продольного усилия

ΔF_пр= 13,68 – 4,8 = 8,88 тс

Определим усилия, которые должны воспринимать растяжки, т.е.

ΔF_пр= ΔF^р_пр+ ΔF^б_пр=> ΔF^р_пр= ΔF_пр- ΔF^б_пр;

ΔF^б_пр=n_гв·n^пр_б·R_гв;

Примем: количество гвоздей в одном бруске n_гв= 10 шт, количество брусковn^пр_б= 1, допускаемая нагрузка на гвоздьR_гв= 0,108 тс.

ΔF^б_пр= 10 · 1 · 0,108 = 1,08 тс;

ΔF^р_пр= 8,88 – 1,08 = 7,72 тс;

для поперечного усилия

Тр. ст. 1 ΔF_п= 1,25 (2,288+ 0,288) – 0,966 = 2,254 тс.

ΔF_п= ΔF^р_п;

ΔF^р_п= 2,254 тс.

Тр. ст. 2 ΔF_п= 1,25 (1,836+ 0,288) – 0,987 = 1,668 тс.

ΔF_п= ΔF^р_п;

ΔF^р_п= 1,668 тс.

Тр. ст. 3 ΔF_п= 1,25 (1,38+ 0,288) – 1,006 = 1,079 тс.

ΔF_п= ΔF^р_п;

ΔF^р_п= 1,079 тс.

3.5.2. Расчет усилий, возникающих в растяжках

При закреплении груза растяжками (рис. 3.10) величину возникающих в растяжках усилий определяет по формулам:

• от сил, действующих в продольном направлении:

тс; (3.25)

• от сил, действующих в поперечном направлении:

тс, (3.26)

где n^пр_рi, n^п_рi – количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении и расположенные под одинаковыми углами α_i, β_прi, β_пi;

α_i – угол наклона i-той растяжки к полу вагона;

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

Количество нитей в растяжке и их диаметр определяется по большему усилию в соответствии с табл.20 [5].

Рисунок 3.9 – Углы наклона растяжки для крепления опрокидывания

Учитывая, что растяжки могут быть расположены под разными углами, данные для расчета усилий в растяжках удобно сводить в таблицу.

Таблица 5 – Таблица функций углов растяжек

№ п/п	Длина проекции по продольной оси вагона, DC	Длина проекции по попереч-ной оси, BD	Длина горизонтальной проекции, ВС	Высота перепада, АВ	Sin α АВ/АС	Cos α ВС/АС	Cos βпр	Cos βп BD/BC	Длина растяж-ки, АС
1	2460	135	2464	2800	0,7508	0,6606	0,9971	0,0548	3732
2	1620	135	1626	2800	0,8648	0,5021	0,9973	0,0830	3240
3	1580	135	2271	2800	0,8701	0,4928	0,9974	0,0851	3220
4	920	135	938	2800	0,9490	0,3152	0,9886	0,1452	2953
5	2410	135	2417	2800	0,7574	0,6529	0,9978	0,0559	3699
6	1710	135	1720	2800	0,8527	0,5224	0,9969	0,0787	3286
7	2990	185	2999	2400	0,6252	0,7804	0,9982	0,0618	3841
8	2310	185	2322	2400	0,7194	0,6946	0,9970	0,0798	3339

Рисунок 3.10 – Крепление груза растяжками

Т.к. данный груз прямоугольный и расположен на вагоне равномерно, то длина и расположение растяжек со стороны «А» такие же, что и со стороны «Б». Поэтому достаточно будет рассчитать диаметр и количество нитей только по одной стороне.

В продольном направлении при сдвиге трансформаторных станций вправо работают растяжки №2, №4, №6,

для здания - №8

;

при сдвиге трансформаторных станций влево работают растяжки №1, №3, №5

для здания - №7

.

В поперечном направлении работают те же растяжки. Усилия в растяжках:

для здания

тс

для трансформаторных станций

Наибольшее усилие в растяжках для здания составляет 3,76 тс или 3760 кгс, для трансформаторных станций – 3,22 тс или 3220 кгс. По табл. 20 [5] выбираем количество нитей и диаметр проволоки. Для крепления здания при нерегулярной перевозке нам потребуются растяжки из проволоки диаметром 8,0 мм из 7 нитей, для крепления трансформаторных станций – из проволоки диаметром 8 мм из 6 нитей. Для закрепления трех упорных брусков нам понадобится 20 гвоздей диаметром 6,0 мм с допускаемым усилием 108 кгс.

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

- от продольного смещения

, тс; (3.27)

- от поперечного смещения

, тс, (3.28)

где n_об – количество обвязок.