MIIT_Razmeschenie_i_kreplenie_gruzov

растяжками из проволоки, соединяющими верхние углы груза и торцевые скобы (п.1.5.3, ф.24, 25).

Крепление от поперечных перемещений производится только растяжками.

Общая величина продольного усилия, которая воспринимается всеми видами крепления, составляет:

FПР FПР FТРПP 29,04 11,7 17,34 тс.

Продольные сдвигающиеся усилия воспринимаются и передаются упорными и распорными брусками на торцевые короткие стойки, установленные в стоечные скобы платформы (рис.18).

Максимальное усилие, выдерживаемое стойкой (табл.15) равняется 2,5тс, следовательно, две стойки могут погасить продольную инерционную силу, величина которой составляет

FПРСТ 2·2,5 5 тс.

Растяжки должны воспринимать около 50% оставшейся продольной инерционной силы, их параметры (диаметр проволоки и число нитей) определяются по выражениям (ф.28, 29) и табл.9. Значения углов (угол наклона растяжки к полу платформы), ПР, П (углы между проекций растяжки на горизонтальную плоскость и продольной и поперечной осями платформы), а также необходимые тригонометрические функции указанных углов определяются на основе геометрических построений (рис.20).

3,4

	ЦТГР			FП
FП	W		ПР
ПР			F	ТР
FППР		QГР

Поперечная ось вагона

D

1,8

A	2,7	C
П	ПР	1,7

B Продольная ось вагона

0,7

Рис. 20. Схема крепления груза растяжками

42

На основе рис.20 определяются следующие величины:

длина проекции растяжки (АВ) на горизонтальную плоскость пола платформы ( АВС)

АВ ( АС)2 (СВ)2 2,72 2,42 3,61 м;

угол наклона растяжки (DB) к полу платформы

(DAB):

sin AD AB 1,83,61 0,498

т.е. = 29°, что меньше 45°; cos = 0,875;

косинус угла между проекцией растяжки на пол вагона в продольном направлении ( АСВ)

cos АС АВ 2,7 3,61 0,748 ;ПР 42 ; П 47 ;

косинус угла П между проекцией растяжки на пол вагона в поперечном направлении

cos П= 0,682.

Усилие в растяжках, возникающее от продольных инерционных сил (ф.28)

RПР			(17,34 5,0)·0,5			6,17		3,51тс.
Р		2(0,45·0,498 0,875·0,748)			1,757
Усилие в растяжках, возникающее от поперечных
инерционных сил (ф.29)
R	П		1,25(9,17 0,72) 7,84				2,75 тс.
Р			2(0,45·0,498 0,875·0,682)

что меньше, чем усилие в растяжках от продольных инерционных сил. Следовательно, расчет растяжек необходимо производить на основе величины продольной инерционной силы.

По табл.9 определяем, что предъявленным требованиям удовлетворяет растяжка из проволоки диаметром 7мм и состоящая из 6 нитей. Максимальное усилие воспринимаемое двумя растяжками составит 3,92·2 = 7,84тс. Оставшаяся часть

43

должна восприниматься упорными и распорными брусками, которые прибиваются к полу платформы гвоздями. Общее количество гвоздей (для крепления брусков с одной стороны груза) определяется по (ф.31) и табл.11

nПР	17,34 5,0 7,84	22 шт.
ГВ	2·108·10 3

Указанное количество гвоздей вбивается равномерно в упорные и распорные брусья в соответствии с требованиями ТУ.

2.2 Расчет крепления грузов цилиндрической формы

Исходные данные для расчета крепления грузов цилиндрической формы принимаются по варианту, заданному преподавателем (прил.2). Ниже приводится пример расчета на основе данных варианта 1.6.

Рис.21. Схема размещения и крепления груза цилиндрической формы:

44

На рис.21 приняты следующие обозначения: 1 – обвязочная полоса; 2 – упорные бруски;

3 – подкладки; 4 – стержень; 5 – скоба вагона; 6 – гайки

К перевозке предъявлен котел цилиндрической формы, имеющий следующие характеристики: масса груза — 31,3т; длина — 12,6м; диаметр — 2,4м; высота центра масс над опорной поверхностью — 1,2м; расстояние от торца котла до центра масс — 5,8м.

Для перевозки данного груза предлагается платформа типа 2 (модель 13–4012); ее характеристика (см. приложение 3) составляет: масса тары — 21,4т; база — 9,72м; длина платформы — 13,3м; высота центра тяжести в порожнем состоянии — 0,8м; высота пола платформы — 1,32м; скорость поезда — 100км/ч.

Размещение груза (рис.21) производится симметрично относительно продольной и поперечной осей вагона.

Проверка правильности размещения изделия в вагоне, согласно п.1.4, показала:

масса груза не превышает грузоподъемности вагона

— 31,3 < 71т;

выход груза за пределы платформы отсутствует;

центр тяжести груза располагается на линии пересечения продольной и поперечной плоскостей симметрии вагона;

центр тяжести груза смещен в продольном направлении от вертикальной плоскости, в которой лежит поперечная ось платформы, на величину:

С ГР 2 ЦТ 12,6 2 5,8 0,5 м,

что при массе груза 31,3т согласно ТУ, допускается

(см. табл.1, п.1.4):

С 500 1970 мм;

груз размещается на подкладках и крепится упорными брусками и обвязками;

45

тележки загружены неравномерно, при этом

С

0,5

Q

Q

31,3 0,5

17,26 тс,

С

max

ГР

9,72

В

					0,5
		Qmin 31,3 0,5				14,04 тс.
					9,72
	Разность погрузок составляет 17,26 – 14,04 = 3,22 < 10т.
	Таким образом, выбранная схема размещения котла
	соответствует ТУ.
	Груз	размещен на
	двух	поперечных
	подкладках.		Сечение
	подкладок	принимаем
	равным 200 150мм, при
	длине 2770мм. В каждой
	подкладке		делается
	выемка по	форме котла
	(рис.22)	для	более	Рис.22. Схема для расчета глубины
	равномерной		передачи
						выемки
	нагрузки.		Глубина

выемки зависит от давления на подкладку. Расчет производится на максимальную, нагрузку с учетом вертикальной инерционной силы (п.1.4):

QПОД (Q		F )·(0,5	С		В	) ;
max	ГР	В

		5·500·10 6	2,14
F 0,25				·31,3	0,321·31,3 10,05 тс.
В			31,3
Тогда
	QПОД	(31,3 10,05)·(0,5 0,5			9,72) 22,80 тс.
	max
Проекция площади			опирания		котла на подкладку

находится с учетом допускаемого напряжения на смятие

[СМ] = 30кгс/см2 (табл.10).

46

			QПОД			22.80·103	760 см2.
S			max
	0		[ СМ
				]		30

При ширине подкладки ВП = 20 см поперечник выемки в подкладке для опирания котла составит:

0 S0 760 38 см = 0,38м. ВП 20

Глубину выемки определим (см. рис.22) из выражения:

	D			D	2			0	2
hB	H			H
	2			2
						2

		2,4	2		0,38	2
1,2							0,02 м = 20мм
		2			2

Проверка габаритности погрузки производится путем сопоставления координат наиболее критических точек груза:

по высоте от УГР — 2650мм (1320 + (150 – 20) + 1200); по ширине от оси по пути — 1200 мм и прил.3 показала, что груз находится в пределах габарита погрузки.

Общая высота центра массы вагона с грузом определяется по (ф.13):

H			21,4·0,8 31,3(1,32 0,15 0,02 1,2)		1,91 2,3м;
	ЦТ
		21,4		31,3

Общая наветренная поверхность вагона и груза:

SB 13 2,4·12,6 43,24 м2 < 50м2.

Следовательно, устойчивость платформы с грузом обеспечивается.

Силы, действующие на груз, определены по формулам п.1.5, табл.6

Продольная инерционная сила

				31,3(1,2 0,97)
	FПР	1,2			31,3	34,43 тс.
				72

47

Поперечная инерционная сила

				0,44
	FП	0,33			0,5 31,3	11,03 тс.
				9,72

Вертикальная инерционная сила

		5·0,5·10 3		2,14
F 0,25					·31,3	10,05 тс.
В				31,3

Сила ветра

W = 50·10-3·0,5·2,4·12,6 = 0,756 тс.

Сила трения в продольном направлении

FТРПР 0,4·31,3 12,52 тс,

где 0,4 – коэффициент трения металла котла по дереву. Сила трения в поперечном направлении

FТРП 0,4·31,3(1,000 0,321) 12,52·0,679 8,5 тс.

Проверка устойчивости груза относительно перемещений вдоль вагона показывает, что в продольном направлении груз неустойчив и требует крепления, так как:

FТРПР FПР ; 12,52 34,4 тс

Запас устойчивости груза против опрокидывания относительно пола платформы в продольном и перекатывания в поперечном направлениях определяется по формулам (20) и

(21):

в продольном:

ПР 5,81,2 4,83 1,25 ;

в поперечном, с учетом действия вертикальной инерционной силы

	П		(Q	F )b0
			ГР	В П
			FП (hЦТ hУ ) W (hW hУ )
		(31,3 10,05)·0,58			1,09		1,25 .
	10,05(1,2 0,15) 0,756(1,2 0,15)

48

Здесь

величина

b0

—

расстояние до ребра

П

перекатывания определяется (см. рис.22):

D 2

D

2

bП0

1,22 1,052

H

H

hУ

0,58 м

2

2

Выбор способа крепления груза производится на основе выше приведенных расчетов. Вдоль платформы груз перекатываться не может, так как запас устойчивости более

1,25.

В продольном направлении груз имеет возможность перемещаться. В поперечном направлении груз может перекатываться. Крепление выполняется (см. рис.21) от продольных сдвигов четырьмя металлическими обвязками, а от перекатывания — упорными брусками 2 в сочетании с обвязками. Упорные бруски прибиваются гвоздями к поперечной подкладке 3.

По конструкции обвязка (см. рис.21. узел А) состоит из металлической полосы 1 и стержня с резьбой 4, соединенных сваркой. Борта платформы в месте установки обвязок открывают и закрепляют установленным порядком. Стержень с резьбой вставляют в отверстие скобы 5 и соответствующим образом закрепляют, одновременно натягивая полосу до плотного прилегания к поверхности груза гайками 6.

Расчет крепления от перемещений вдоль вагона производится с учетом продольной инерционной силы и продольной силы трения

FПР 34,4 12,52 21,88 тс

Отсюда усилие в каждой из обвязок определяется по

	формуле (33)
	RОБ	21,88	6,98	тс,
		2·4·0,4·0,98

где – угол наклона обвязки к полу вагона, = 84°.

49

Принимаем обвязку из полосовой стали (Ст. 3) с допускаемым напряжением [ ] = 1650кгс/см2, тогда сечение обвязки:

				R		6,98·103	4,2 см2
	S			ОБ
		ОБ				1650

По этому сечению и прил.5 подбираем полосу с размерами 60 7мм.

Минимальное сечение стержня по внутреннему диаметру резьбы при допускаемом растяжении для болтов [ ] = 1400 кгс/см2 составит

				R		6,98·103	5,0 см2
	S			ОБ
		С				1400

Отсюда внутренний диаметр болта должен быть не менее

d				4 SС				4·5,0		2,52 см
	ВН
								3,14

Принимаем стержень с внутренним, диаметром резьбы

по ГОСТ 1713–72 dBH = 26мм.

Длину сварного шва для крепления стержня к полосовой обвязке определяем по формуле:

	Ш		R			6,98·103	17,0 см
			ОБ
			2·0,7·hШ	[ ]		2·0,7·0,4·950·0,77

При расчете длины сварного шва принимаем толщину катета hШ, = 0,4см, [ ] = 950кгс/см2, = 0,77.

От перекатывания в поперечном направлении груз удерживается упорными брусками, которые укладываются вплотную к грузу с обеих сторон, и обвязками. Для крепления упорных брусков к подкладке рассчитываем необходимое число гвоздей диаметром 6 мм (в штуках) по (ф.39)

nГВ	Q	(ctg		П	)		31,3(0,55 0,4)·103	11 шт,
	ГР
		nП R	ГВ				4·108
		Б

при ctgП = 0,55.

50

		Усилия в обвязках, возникающих от действия
	поперечных сил, определяются по (ф.41, рис.17)
	R	1,25 11,03(1,2 0,15) 0,756(1,2 0,15) 31,3·0,58	0,34 тс
		4·1,87

Отрицательный знак говорит, о том, что от поперечных сил дополнительных усилий в обвязках не возникает, следовательно не требуется и дополнительное крепление.

51