Рассчёт кріплення груза

1. Вибір типу рухомого состава.

З параметрів цистерн, для перевезення можна використовувати четырёхосная платформа грузоподъёмностью 63 т, має візки ЦНИИ-Х3. Довжина бази 9.72 м, тара [pic]т, ширина [pic]м, довжина [pic]м, висота ЦМ пустої платформи від рівня головок рейок [pic] м, висота статі [pic] м, площа бічний поверхні [pic] м2.

2. Визначення місця перебування ЦМ груза.

Місце знаходження спільної центру мас вантажу за довжиною, ширині і висоті та величину його усунення визначимо за такими формулам: а подовжньому направлении:

[pic], де [pic]- внутрішня довжина вагона, мм; [pic]- відстань від торцевого борту вагона до вертикальної площині, у якій перебуває загальний ЦМ вантажів, мм;

[pic], [pic],[pic]- відстані від торцевого борту вагона до вертикальної площині, у якій перебуває ЦМ кожного вантажного місця, мм; [pic],[pic]- маса відповідного вантажного місця, т; [pic] мм; [pic]; б) в поперечному направлении:

[pic], де [pic]- внутрішня ширина вагона, мм; [pic]- відстань від подовжнього борту вагона до вертикальної площині, у якій перебуває загальний ЦМ вантажів, мм;

[pic], [pic],[pic]- відстані від подовжнього борту вагона до вертикальної площині, у якій перебуває ЦМ кожного вантажного місця, мм; [pic] мм; [pic]; в) в вертикальному направлении:

[pic], де [pic]- відстань від статі вагона до горизонтальній площині, у якій перебуває загальний ЦМ вантажів, мм; [pic],[pic]- відстані від статі вагона до горизонтальній площині, у якій перебуває ЦМ кожного вантажного місця, мм; [pic] мм.

3. Визначення завантаження тележек.

Максимальна навантаження візок вагона за наявності усунення ЦМ в разі розміщення вантажу одним штабелем за довжиною вагона визначається по формуле:

[pic], де [pic]- загальна маса вантажу на вагоні, т; [pic]- база вагона, мм; оскільки [pic], то [pic] т.

4. Визначення стійкості вагона щодо голівки рельса.

Вагон із вантажем є усталеним, якщо виконуються дві умови: 1) висота загального ЦМ вантажу і вагона [pic]м; 2) загальна наветренная поверхню вагона із вантажем [pic]м2.

Загальна висота ЦМ вантажу і вагона визначається по формуле:

[pic], де [pic]- загальна маса вантажу на вагоні, т; [pic]- маса тари вагона; [pic]- висота над рівнем голівки рейки ЦМ порожнього вагона; [pic] мм; [pic] - умова выполняется.

Загальна наветренная поверхню визначається по формуле:

[pic], де [pic]- площа бічний поверхні платформи, при закритих бортах [pic]м2; [pic]- площа навітряного поверхні вантажу, м2;

[pic], де [pic] і [pic]- відповідно довжина і висота одиниці вантажу, м; [pic]- висота бортів платформи, [pic] м; [pic] м2; [pic] м2; [pic] м2; [pic] - умова выполняется.

Висновок: вагон із вантажем щодо голівки рейки є устойчивым.

5. Визначення сил, діючих на груз.

На вантаж діє 2 групи сил: сдвигающие і утримують. Точкою докладання всіх сил вважатимемо ЦМ вантажу. Точкою докладання вітрової навантаження приймемо геометричний центр навітряного поверхні груза.

Подовжню інерційну силу [pic] визначимо за такою формуле:

[pic], де [pic]- питома величина подовжньої інерційної сили, тс/т;

[pic], де [pic],[pic]- удільні величини подовжньої інерційної сили при масі брутто 22 т і 94 т, [pic]тс/т, [pic]тс/т; [pic] тс/т; [pic] тс/т; [pic] тс/т; [pic] тс/т.

Поперечна інерційна сила [pic] визначається за такою формуле:

[pic], де [pic]- питома величина поперечної інерційної сили, тс/т;

[pic], де [pic]- відстань від ЦМ вантажу до вертикальної площині, що проходить через поперечну вісь вагона, м; [pic] тс/т; [pic] тс/т; [pic] тс; [pic] тс.

Вертикальна інерційна сила [pic] визначається за такою формуле:

[pic], де [pic]- питома величина вертикальної інерційної сили, тс/т;

[pic], де за опорі вантажу однією вагон [pic]; [pic]- відстань від ЦМ вантажу до вертикальної площині, що проходить через поперечну вісь вагона, м; [pic]тс/т; [pic]тс/т;[pic]тс/т.

Вітрова навантаження W визначається за такою формуле:

[pic]; [pic] тс; [pic] тс.

Сила тертя [pic], діюча на вантаж в подовжньому напрямі, визначається за такою формулою (підкладки прибиті до підлоги до полу):

[pic], де [pic]- коефіцієнт тертя стали з дерева, [pic]; [pic] тс.

Сила тертя [pic], діюча на вантаж в поперечному напрямі, визначається по формуле:

[pic], де [pic]- коефіцієнт, який приймає [pic]; [pic]тс; [pic] тс.

6. Визначення стійкості вантажу від сдвига.

Вантаж вважається стійким від зсуву вздовж вагона, якщо виконується условие:

[pic].

[pic] - умова не виконується, вантаж необхідно закріпити від зсуву вздовж вагона. Сила [pic], яка впливає на кріплення, визначається по формуле:

[pic];

[pic] тс.

Вантаж вважається стійким від зсуву впоперек вагона, якщо виконується условие:

[pic], де n — коефіцієнт місцевих ТУ, для Зап.-Сиб. ж.д. n=1.25;

Для першої цистерни: [pic] - умова не виконується, вантаж необхідно закріпити від зсуву вздовж вагона. Сила [pic], яка впливає на кріплення, визначається по формуле:

[pic];

[pic] тс.

Для другий цистерни: [pic] - умова не виконується, вантаж необхідно закріпити від зсуву вздовж вагона. Сила [pic], яка впливає на кріплення, визначається по формуле:

[pic];

[pic] тс.

7. Визначення розмірів подкладок.

Перетин подкладок приймаємо рівним 100*200 мм, довжину, рівну внутрішньої ширині платформи, — 2870 мм. Визначимо площа дотику підкладки з цистернами.

Сумарна расчётная навантаження підкладку составит:

[pic]; [pic]; [pic].

Проекція необхідної площі опирания цистерни на подкладку:

[pic], де [pic] МПа — допускаемое напруга смятия для їли і сосни; [pic]м2; [pic]м2.

Поперечник виїмки [pic] по подовжньої осі подкладок визначимо по формуле:

[pic], де [pic]м — прийнята ширина подкладки.

Глибина виїмки [pic] равна:

[pic], де [pic]- радіус цистерни, м; [pic]- відстань від підкладки до горизонтальній площині, що проходить через ЦМ груза.

[pic], [pic]. [pic]м, [pic]м; [pic], [pic], [pic], [pic]; [pic]м, [pic]м.

8. Вибір типу крепления.

Відповідно до п. 1 глави 6 Технічних умов розміщення акцій і кріплення вантажів в вагонах і контейнерах закріпимо даний вантаж наступним образом.

Щоб запобігти зсуву в подовжньому напрямі цистерни закріпимо з торцевих сторін двома упертими і двома распорными брусками перерізом 200*200 мм. Сумарна число цвяхів для кріплення наполегливих і распорных брусків визначимо по формуле:

[pic], де [pic]- коефіцієнт тертя між затятим бруском і підлогою вагона; [pic]- кількість брусків, одночасно що працюють у одному напрямку; [pic]- допускаемое зусилля однією цвях, для цвяхів діаметром 8 мм довжиною 250 мм [pic] тс. [pic] гв.; [pic] гв. Кількість цвяхів кріплення розподіляється за кількістю використовуваних брусків равномерно.

Вантажі циліндричною форми піддаються перекатыванию. Їх закріплюють від перекатывания спільно упертими брусками і обвязками. На кожну підкладку впритул до вантажу по обидва боки укладемо наполегливі бруски шириною 200 мм, довжиною остаточно підкладки і заввишки 80 мм. Завзяті бруски і підкладки кріпимо до підлоги платформи вісьмома цвяхами довжиною 250 мм. Першу цистерну закріпимо п’ятьма обвязками, другу цистерну закріпимо двома обвязками.

Подовжні і поперечні зусилля у обвязках розрахуємо за такими формулам:

[pic], [pic], де D — діаметр цистерни, мм; [pic]- найкоротший відстань від ребра перекидання до проекції ЦТ на горизонтальну площину, мм; [pic]- перпендикуляр від ребра перекидання на обв’язку чи розтяжку, мм; [pic]- кількість обвязок; [pic]- відстань від статі вагона чи площині подкладок до точки докладання вітрової навантаження, мм; [pic]- висота упора від статі вагона чи площині подкладок, мм; [pic] тс; [pic] тс; [pic] тс; [pic] тс.

Негативний знак в отриманому результаті свідчить, що з поперечних сил додаткових зусиль у обвязках немає. Отже, додаткового кріплення не требуется.

Площа перерізу полосовых обвязок визначимо по формуле:

[pic], де R — навантаження обв’язку, кмб; [pic] - допускаемое напруга при розтягненні, для Стали 30 [pic] кгс/см2. [pic] см2; [pic] см2.

З отриманого результату, виберемо наступний тип обвязок: для першої цистерни — смугові обв’язки перерізом 4*30 мм; для другий цистерни — смугові обв’язки перерізом 6*40 мм.

9. Визначення расчётной ступеня негабаритности.

1. Визначимо висоти найбільш виступає у бік точки вантажу порівняно з голівки рельса:

[pic], де [pic]- висота статі над УГР, мм; [pic]- висота підкладки, мм; [pic]- висота найбільш виступає у бік точки вантажу над рівнем подкладок, мм. [pic] мм; [pic] мм.

2. Визначимо ширину габарита навантаження [pic] в розквіті [pic]: [pic] мм; [pic] мм.

3. Порівняємо ширину вантажу [pic] і ширину габарита навантаження [pic]:

[pic] Для першої цистерни: [pic] Для другий цистерни: [pic] - обидва вантажу вписуються в габарит навантаження на прямому горизонтальному ділянці пути.

4. Визначимо ставлення довжини вантажу до бази вагона:

[pic]; [pic] - вантаж недлиномерный і вписується в габарит навантаження на кривих ділянках пути.