Крепления
.doc
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 – Исходные данные для расчета крепления грузов с плоской поверхностью.
Таблица 1 – Параметры груза и его центра масс.
Показатели |
Номер варианта |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Параметры груза: длина, м ширина, м высота, м Расположение ЦМ от края груза: по длине, м по ширине, м Высота ЦМ груза над опорной поверхностью |
8,0 3,4 1,8
3,5 1,7
0,9 |
8,8 3,0 3,0
5,0 1,5
1,5 |
9,6 2,9 2,8
4,5 1,45
2,0 |
10,5 2,4 2,4
6,7 1,2
1,1 |
11,2 2,0 2,5
5,8 1,0
1,2 |
12,0 1,8 2,3
6,5 0,9
1,4 |
12,8 2,6 2,0
5,2 1,3
1,1 |
13,4 1,9 1,9
7,1 0,95
0,6 |
14,0 1,5 3,1
7,5 0,75
1,5 |
Таблица 2 – Дополнительные данные.
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Масса груза, т Тип платформы Скорость движения, км/ч |
26,0 1
90 |
36,3 2
100 |
35,8 1
90 |
25,5 2
100 |
15,1 1
90 |
16,8 2
100 |
22,0 1
90 |
32 2
100 |
30,0 1
90 |
+ПРИЛОЖЕНИЕ 3 – Техническая характеристика платформы.
Тип платформы |
Грузоподъемность, т |
Тара вагона, т |
База вагона, м |
Внутренние размеры |
Высота над уровнем головок рельсов |
Площадь поверхности вагона, подверженная воздействию ветра, м2 |
|||
длина, м |
ширина, м |
центра масс порожнего вагона, м |
геометрического центра поверхности, подверженной воздействию ветра, м |
плоскости пола вагона, м |
|||||
Четырехосная модель 13-401 модернизированная в 1980 г. Четырехосная модель 13-4012 выпуск 1984 г. |
70
71 |
20,9
21,4 |
9,72
9,72 |
13,30
13,30 |
2,77
2,77 |
0,8
0,8 |
1,1
1,1 |
1,32
1,32 |
13,3
13,3 |
6. РАСЧЕТ РАЗМЕЩЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА С ПЛОСКОЙ ОПОРОЙ
К перевозке предъявлен агрегат в ящичной упаковке с параметрами:
длина груза - = 12 м;= 1,8 м; = 2,3 м; центр массы (тяжести) ЦТгр. находится на расстоянии от края груза по длине = 6,5 м, по ширине = 0,9 м, высота ЦТгр. над опорной поверхностью = 1,4 м; масса груза = 32 т. Максимальная скорость движения поезда – 100 км/ч. Схема платформы дана на рис. 1, характеристика – прил. 3. (Исходные данные по вариантам даны в приложении 5, табл. 1 и 2).
Другие обозначения:
- сила тяжести (вес) груза, кН; - продольное смещение ЦТгр. от середины платформы, м; , - соответственно минимальная и максимальная нагрузки на тележки платформы, кН; - разница в нагрузке тележек, кН; - максимальный изгибающий момент в раме вагона, кНм; - распределенная нагрузка на раму вагона от груза (если груз размещен без подкладок) кН/м; [] - допускаемый изгибающий момент в раме вагона, кНм; - высота центра тяжести (ЦТ) вагона с грузом над уровнем головок рельсов (УГР);=, м; - тара платформы, кН; - высота ЦТ платформы над УГР, = 0,8 м; - высота ЦТгр. над УГР; - площадь наветренной поверхности платформы с грузом, м2; - площадь наветренной боковой поверхности платформы, м2; - площадь наветренной боковой поверхности груза, м2; - продольная горизонтальная инерционная сила, Н (кН); - удельная величина , Н/кН; - поперечная горизонтальная инерционная сила, Н (кН); - удельная величина , зависящая от скорости движения поезда, Н/кН; , - соответственно значения при расположении ЦТгр. в вертикальных плоскостях, проходящих через шкворневую балку и середину вагона, Н/кН; - ветровая нагрузка на боковую поверхность груза, кН; - коэффициент обтекаемости, для плоских поверхностей -1, для цилиндрических – 0,5; - сила трения в продольном направлении, кН; - коэффициент трения скольжения опорной поверхности груза по полу платформы или подкладкам, =0,45 для трения дерева по дереву; - сила трения в поперечном направлении, кН; - удельная величина вертикальной инерционной силы , Н/кН; - высота упорного бруска, м; - усилие, сдвигающее груз поступательно в продольном направлении, которое должно быть компенсировано креплениями, кН; - усилие, сдвигающее груз поступательно в поперечном направлении, которое должно быть компенсировано креплениями, кН; - коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль платформы; - коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания поперек платформы; - усилие, возникающее в растяжке от , кН; - число одинаковых растяжек, работающих против поступательного смещения груза поперек платформы; - угол наклона растяжки к полу платформы, град.; - угол между проекцией растяжки на пол платформы и поперечной осью платформы, град.; - угол между проекцией растяжки на пол платформы и продольной осью платформы, град.; - проекция растяжки на продольную ось платформы, м; - проекция растяжки на поперечную ось платформы, м; [] – допускаемое усилие в выбранной по табл. 12 растяжке, кН; - часть , которую заберут на себя выбранные растяжки, кН; - некомпенсированная растяжками и короткими торцевыми стойками часть , которая приходится на гвозди, вбиваемые в упорный и распорные бруски, кН; [] – допускаемое усилие на один гвоздь, кН; - число гвоздей, вбиваемых в упорный и распорные бруски, с одной стороны груза; - общая длина упорного и распорных брусков с одной стороны груза, мм; - длины упорного бруска, мм; - длина распорного бруска, мм; - расстояние между гвоздями, мм; [] – допускаемое минимальное расстояние между гвоздями, мм.
Прежде, чем выполнять расчеты, груз нужно разместить на платформе, т.е. предварительно выполнить рисунок или чертеж размещения груза в трех проекциях (см. прил 4).
= , где = 10 кН/т; = 32*10 = 320 кН;
= /2 - ; = |12000/2 – 6500| = 500 мм;
= (0,5 - / ), где - база платформы, мм;
= 320/(0,5 – 500/9720) = 144 кН;
= (0,5 + / ), = 320(0,5 + 500/9720) = 176,5 кН;
= - ; = 176,5 – 144 = 32,5 кН, что меньше допускаемой разницы в нагрузке тележек [] = 100 кН;
Так как > , то определяетя по выражению 5г (рис. 4г)
= ()2/8, = / ( 5г )
= 320*9,722/(8*12) = 315 кНм.
Если < , то определяется по выражению 5д м. у. (рис. 4д).
= (4а +)/8; а = (-)/2; ( 5д ).
Ширина распределения нагрузки
,
где – ширина груза в местах передачи усилия, мм;
– высота поперечной подкладки, мм.
При скорости движения поезда 100 км/ч и ширине распределения нагрузки = == 1800 мм [] = 990 кНм < [] 315 < 990.
= (4а +)/8; а = (-)/2; ( 5д )
При скорости движения поезда 100 км/ч и ширине распределения нагрузки = == 1800 мм [] = 990 кНм < [] 315 < 990.
Так как груз по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, расстояние от середины платформы до всех крайних точек равно /2 1800/2 = 900 мм, что меньше ширины габарита погрузки на высоте от УГР до 4000 мм. Координаты верхней точки груза [ширина, высота] [ 900, 1320 + 2300] [900 + 3620], где 1320 – высота над УГР пола платформы. Следовательно груз не выходит за очертания габарита погрузки. (см. прил. 1).
= (+)/(+), = 1320 + ,
= [214*0,8 + 320(1,32 + 1,4)]/(214 + 320) = 2,03 м < 2,3 м.
Площадь наветренной поверхности платформы с грузом
= + , = , = 13,3 + 12*2,3 = 41 м2 < 50 м2, следовательно, платформа с грузом устойчива от опрокидывания и дополнительной проверки устойчивости платформы с грузом по условию (выражение 7 м. у.) не требуется.
= , = 1200 – 0,319, = 1200 – 0,319*320 =
= 1098 Н/кН, = 1098*320 = 351360 Н 351,4 кН.
= , = + 2(-)/,
= 330 + 2(550 – 330)*0,5/9,72 = 353 Н/кН ( при скорости 100 км/ч),
При скорости 90 км/ч принимаются другие значения и из табл. 8 м. у.:
= 280 Н/кН; = 500 Н/кН.
= 353*320 = 112960 Н 113 кН.
= 0,5, где 0,5 кН/м2 – удельная величина ветровой нагрузки;
= 0,5*1*12*2,3 = 13,8 кН.
= ; = 0,45*320 = 144 кН;
= (1000 - );
= 250 + 5+21400/ (для скорости 100 км/ч;
При скорости 90 км/ч = 200 + 5+19000/.
= 250 + 5*0,5 + 21400/320 = 319,4 кН;
= 0,45*320*(1000 – 319,4) = 98006 Н = 98 кН;
= - = 351,4 – 144 = 207,4 кН;
= 1,25(+) - ;
= 1,25(113 + 13,8) – 98 = 60,5 кН;
= /(-), где - меньшее расстояние от ЦТгр до края груза вдоль вагона, м; = - = 12 – 6,5 = 5,5 м;
= 320*5,5/351,4(1,4 – 0,1) = 3,85 > 1,25 – груз не будет опрокидываться вдоль вагона.
= /[(-) + (- ], где = 0, т. к. груз не закреплен брусками от поступательного смещения и опрокидывания поперек вагона; - высота приложения ветровой нагрузки, = /2 = 2,3/2 = 1,15 м; - меньшее расстояние по ширине от ЦТгр до края груза (если груз не шире платформы) и до края платформы (если груз шире платформы), м;