7. Оценка запаса устойчивости груза, выбор и расчет крепления
Грузы при перевозках могут быть подвержены следующим видам перемещений: поступательным перемещениям (сдвигам) вдоль и поперек вагона, опрокидыванию и перекатыванию.
Выбор типа крепления груза производится в зависимости от его конфигурации на основании данных, приведенных в табл. 5
Таблица 5
Грузы |
Перемещения |
Крепления |
Штучные и тяжеловесные с плоскими опорами |
Поступательные перемещения вдоль и поперек
Опрокидывание вдоль и поперек вагона |
Торцовые и боковые стойки, бруски, растяжки и обвязки Растяжки и обвязки, подкосы, каркасы, пирамиды |
Цилиндрические формы |
Поступательные перемещения вдоль и поперек вагона Перекатывание вдоль и поперек вагона |
Торцовые и боковые стойки, растяжки и обвязки
Бруски, растяжки, обвязки |
На колесах |
То же Поступательные перемещения вдоль и поперек вагона |
Бруски, растяжки То же
|
Однородные, уложенные штабелями |
Продольные перемещения вдоль вагона и поперечный развал штабеля |
Боковые стойки, обвязки, щиты, прижимы |
Длинномерные |
Продольные и поперечные перемещения, опрокидывание поперек вагона |
Обвязки, растяжки, прижимы, подкосы, упоры |
Груз от поступательных перемещений закрепляют растяжками, упорными и распорными брусками, обвязками и другими приспособлениями.
Продольное
и поперечное
усилия, которые должны восприниматься
креплением, определяются по формулам:
(13)
,
(14)
где |
|
коэффициент, значения которого принимаются равными 1,0 при разработке способов размещения и крепления грузов, включаемых в сетевые или местные технические условия, и 1,25 для способов перевозки грузов, утверждаемых отделениями дорог. |
-Для заданного груза величины усилий, воспринимаемых средствами крепления составят
Эти усилия могут восприниматься как одним видом крепления, так и сочетанием нескольких видов:
;
(15)
,
(16)
где
,
,
,
,
,
- доли продольного или поперечного
усилия, воспринимаемые соответственно
растяжками, брусками, обвязками и т.д.
Для заданного груза продольное смещение компенсируется растяжками, упорными и распорными брусками и торцовыми стойками. Поперечное смещение компенсируется только растяжками.
Усилие в растяжках при расчете крепления грузов с учетом увеличения сил трения от вертикальных составляющих усилия в креплении определяется по формулам:
- в продольном направлении
;
(17)
- в поперечном направлении
,
(18)
где |
|
соответственно продольное и поперечное усилие в растяжке; |
|
|
количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении; |
|
|
угол наклона растяжки к полу вагона (рис.4); |
|
|
углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной и поперечной осями вагона (рис.4). |
,
-
,
-
-
,
-Количество нитей проволоки в растяжке определяется по большему усилию. Если растяжка предназначена для работы только в одном направлении (продольном или поперечном), ее рассчитывают для условий действия сил только первого или второго сочетания. Целесообразно комбинированное крепление грузов, например, от продольных сдвигов – растяжками, а от поперечных – брусками.
Крепление заданного
груза от продольных и поперечных
перемещений производится растяжками
из проволоки диаметром 8 мм в 8 нитей
(допускаемая нагрузка на одну такую
растяжку
по табл. 6).
Таблица 6
Число нитей |
Допускаемое усилие, кгс, на крепление из проволоки диаметром, мм |
|||||||||
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,3 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
8,0 |
|
2 |
270/ 440 |
350/ 560 |
430/ 680 |
530/ 840 |
620/ 980 |
680/ 1080 |
730/ 1150 |
850/ 1350 |
970/ 1550 |
1100/1750 |
3 |
405/ 660 |
525/ 840 |
645/ 1020 |
795/ 1260 |
930/ 1460 |
1020/1620 |
1095/1725 |
1275/2025 |
1455/2325 |
1650/2625 |
4 |
540/ 880 |
700/ 1120 |
860/ 1360 |
1060/1680 |
1240/1960 |
1360/2160 |
1460/2300 |
1700/2700 |
1940/3100 |
2200/3500 |
5 |
675/ 1100 |
875/ 1400 |
1075/1700 |
1325/2100 |
1550/2450 |
1700/2700 |
1825/2875 |
2125/3375 |
2425/3875 |
2750/4375 |
6 |
810/ 1320 |
1050/1680 |
1290/2040 |
1590/2520 |
1860/2940 |
2040/3240 |
2190/3450 |
2550/4050 |
2910/4650 |
3300/5250 |
7 |
945/ 1540 |
1225/1960 |
1505/2380 |
1855/2940 |
2170/3430 |
2480/3780 |
2555/4025 |
2975/4725 |
3395/5425 |
3850/6125 |
8 |
1080/1760 |
1400/2240 |
1720/2720 |
2120/3360 |
2480/3920 |
2720/4320 |
2920/4600 |
3400/5400 |
3880/6200 |
4400/7000 |
Примечание: 1. числитель – для способов крепления, утвержденных отделениями дорог;
2. знаменатель – для способов крепления, используемых в сетевых и местных технических условиях.
Фактическое усилие, которое воспринимается растяжками, работающими в продольном направлении, определяется по формуле (17)
где
,
.
Согласно табл. 7 допускаемая нагрузка на торцовый борт, кгс, от одного бруска высотой 50-100 мм, установленного напротив стоечной скобы у секции борта, подкрепленного деревянными стойками, составляет 2500 кгс. Тогда усилие, воспринимаемое бортом платформы, подкрепленного двумя торцовыми стойками составит
Таблица 7
Бруски к полу вагона крепятся гвоздями, болтами и т. д. Количество гвоздей для крепления бруска определяется по формулам:
- при расположении бруска вдоль вагона
;
(19)
- при расположении поперек вагона
,
(20)
где |
|
количество упорных или распорных брусков, одновременно работающих в одном направлении; |
|
|
допускаемая нагрузка на один гвоздь, принимается по таблице 8. |
,
-
-Таблица 8
Диаметр гвоздя, мм |
Длина гвоздя, мм |
Допускаемое усилие, кгс, на гвоздь при толщине деталей 40 мм и более |
5,0 |
120-150 |
75 |
6,0 |
150-200 |
108 |
8,0 |
250 |
192 |
Для заданного груза, усилие, воспринимаемое брусками, составит
Упорные и распорные бруски прибиваются к полу платформы гвоздями диаметром 6 мм и длиной 120-150 мм. Количество гвоздей для крепления распорных и упорных брусков определяется
гвоздей в один
брусок.
Общее количество
гвоздей составит
гвоздей.
Усилие, возникающее в растяжках от действия поперечных инерционных сил и сил ветра, определяется по формуле (18)
где
Так как полученное
усилие в растяжках меньше допускаемого
для принятой растяжки (
),
то принятое крепление растяжками
обеспечивает устойчивость груза от
смещения поперек вагона.
Усилие в обвязке для крепления груза, размещаемого на одиночных вагонах или сцепах, от продольного и поперечного смещения, определяется по формуле:
,
(21)
где
- количество обвязок.
Кроме поступательных перемещений грузы в процессе перевозки могут подвергаться опрокидыванию. При этом оценка запаса устойчивости груза от опрокидывания определяется по формулам:
- вдоль вагона
;
(22)
- поперек вагона
;
(23)
где |
|
кратчайшие расстояния от проекции ЦТгр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм; |
|
|
высота центра тяжести груза над полом вагона или плоскостью подкладок; |
|
|
высота соответственно продольного или поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм; |
|
|
высота центра проекции боковой (наветренной) поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм. |
,
-
-
,
-
-Для заданного груза коэффициенты запаса устойчивости от опрокидывания определяются
.
Таким образом, устойчивость груза от опрокидывания вдоль и поперек вагона обеспечивается.
Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания в одном из направлений (продольном или поперечном) находится в пределах 0,8-1,0, то от поступательных перемещений груз рекомендуется удерживать одним типом крепления, например, брусками, а от опрокидывания – другими креплениями, в частности, растяжками. При перевозке грузов, подверженных опрокидыванию поперек вагона, растяжки надо устанавливать так, чтобы проекция растяжки на пол вагона была перпендикулярна к его продольной оси, а место закрепления растяжек на грузе находилось в верхней части груза.
Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль или поперек вагона равен 1,01-1,25, то груз может закрепляться одним креплением от сдвига и опрокидывания, например, растяжками. Число нитей проволоки в растяжке или ее сечение должны определяться по суммарному усилию, возникающему в растяжке от поступательных перемещений и опрокидывания.
Усилие в растяжке в этом случае определяется по формулам:
- в продольном направлении
;
(24)
- в поперечном направлении
,
(25)
где |
|
угол между проекцией растяжки на продольную вертикальную плоскость и растяжкой; |
|
|
угол между проекцией растяжки на поперечную вертикальную плоскость и растяжкой; |
|
|
проекция кратчайшего расстояния от ребра опрокидывания соответственно на продольную и поперечную плоскости; |
|
- |
коэффициент, значения которого принимаются равными 1, если запас устойчивости груза от опрокидывания 1,0 и более; 1,25, если запас устойчивости груза от опрокидывания менее 1,0. |
-
-
,
-Грузы цилиндрической формы и грузы на колесном ходу подвержены перекатыванию. Их закрепление производится брусками и обвязками или растяжками. Количество гвоздей для крепления одного бруска определяется по формулам:
- вдоль вагона
;
(26)
- поперек вагона
.
(27)
Усилие в обвязке определяется по формуле:
,
(28)
где
- число обвязок;
- диаметр груза.