5. Проверка устойчивости груза на атс.

Условия устойчивости груза от поступательных перемещений вдоль АТС

 , (19)

поперек АТС

 . (20)

Условия устойчивости груза от опрокидывания груза вдоль и поперек АТС определяются соотношением опрокидывающего и восстанавливающего моментов сил, которые определяются по расчетным схемам с учетом коэффициента запаса устойчивости, который принимается равным 1,25. условие устойчивости груза от опрокидывания вдоль АТС выполняется, если фактический коэффициент устойчивости

(21)

поперек АТС

, (22)

где – расстояние от проекции ЦТ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек АТС, м;

– высота ЦТ груза над полом АТС или плоскостью подкладок, м;

– высота упорного бруска, м;

– высота приложения ветровой нагрузки, м.

В случаях, если условия (19) - (22) не выполняются, груз необходимо закрепить от соответствующих перемещений или опрокидывания.

6. Выбор способа крепления груза.

В большинстве случаев крепление проволочными растяжками и обвязками. В таблице 9 приведены рекомендации по креплению грузов.

Таблица 9 – Способы крепления грузов.

Вид груза	Перемещения	Крепления
Штучные с плоскими опорами Цилиндрической формы На колесах Однородные, уложенные штабелями Длинномерные	Поступательное перемещение вдоль и поперек АТС. Опрокидывание вдоль и поперек АТС. Поступательное перемещение вдоль и поперек АТС. Перекатывание вдоль и поперек АТС. Перекатывание вдоль и поперек АТС. Поступа- тельное перемещение вдоль и поперек АТС. Продольное перемещение вдоль и поперек АТС и поперечный развал штабеля. Продольное и поперечное перемещения, опрокидывание вдоль и поперек АТС.	Торцовые и боковые стойки, бруски, растяжки, обвязки. Торцовые и боковые стойки, бруски, растяжки, обвязки. Бруски, растяжки Боковые стойки, обвязки, щиты, прижимы Растяжки, обвязки, прижимы, подкосы, упоры.

7. Расчет крепления груза.

Величина продольного  и поперечного  усилий, которые должны воспринимать креплением груза от поступательных перемещений

 , (23)

 . (24)

Эти усилия могут воспринимать как креплениями одного вида, так и сочетанием нескольких видов креплений:

 (25)

 , (26)

где – величина продольного или поперечного усилия, воспринимаемая соответственно растяжками, брусками, обвязками и др., кН.

Усилия в растяжках с учетом увеличения сил трения от вертикальных составляющих усилия в креплении определяются по формулам:

для I сочетания сил:

; (27)

для II сочетания сил:

; (28)

где , – количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении;

– угол наклона растяжки к полу АТС;

, – соответственно углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной и поперечной осями АТС.

Рисунок 2 - Схема нахождения , , .

, (29)

, (30)

, (31)

, (32)

, (33)

, (34)

, (35)

, (36)

Количество нитей проволоки в растяжке определяется по большому усилию . Если растяжка предназначена для работы только в одном направлении, ее рассчитывают для условий действия сил только первого и ли только второго сочетания. Целесообразно комбинированное крепление грузов, например, от продольных сдвигов – растяжками, а от поперечных – брусками.

Бруски к полу крепятся гвоздями, болтами и т. д. Количество гвоздей для крепления бруска определяется из выражений:

Диаметр и количество нитей в каждой растяжке (обвязке) принимаются в соответствии с таблицей 10.

Таблица 10 – Допускаемые усилия в растяжках.

Количество нитей	Допускаемые усилия, кН, на растяжку из проволоки диаметром, мм
	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8
2 3 4 5 6 7 8	2,7 4,2 5,5 6,8 8,4 9,7 11,0	3,5 5,3 7,1 8,8 10,7 12,2 14,0	4,3 6,5 8,6 10,8 12,9 15,1 17,2	5,3 7,8 10,5 13,1 15,8 18,5 21,0	6,2 9,4 12,4 15,5 18,7 21,8 24,8	7,3 11,0 14,7 18,3 22,0 25,6 29,4	8,5 12,7 17,0 21,5 25,2 29,9 34,0	9,7 14,7 19,5 24,4 29,2 34,2 39,0	11,0 16,5 22,0 27,5 33,0 38,5 44,0

при расположении бруска вдоль АТС:

; (37)

при расположении поперек АТС:

, (38)

где , – количество брусков, одновременно работающих в продольном и поперечном направлениях;

– допустимое усилие на один гвоздь (принимаем по таблице 11), кН.

Таблица 11 – Характеристика гвоздей.

Диаметр гвоздя, мм	Длина гвоздя, мм	Допустимая нагрузка на гвоздь при толщине деталей 40 мм и более, кН
5 6 8	120-150 150-200 250	0,75 1,08 1,92

Некоторые грузы от продольного и поперечного смещения крепятся обвязками. Усилия в обвязке определяется по формуле:

, (39)

где – усилие в обвязке от продольных или поперечных смещающих усилий, кН;

– количество обвязок;

– угол наклона обвязки к полу АТС.

Во избежание опрокидывания груз крепится обычно растяжками. Усилия в растяжках определяются по следующим формулам:

• в продольном направлении :

; (40)

• в поперечном направлении (рис. 8):

, (41)

где – угол между проекцией растяжки на продольную вертикальную плоскость и растяжкой;

– угол между проекцией растяжки на поперечную вертикальную плоскость и растяжкой;

, – проекции кротчайшего расстояния от ребра опрокидывания до растяжки соответственно на продольную и поперечную вертикальные плоскости, м.

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 АТС:

; (42)

• поперек АТС:

. (43)

Усилие в обвязке определяется по формуле:

. (39)

Пример выполнения

Расчёт крепления груза с плоской опорой.

1. Параметры груза: - длина м;

- ширина м;

- высота м.

2) Расположение ЦМ от края груза по: - длине 5,0 м;

- ширине 1,5 м.

3) Высота ЦМ над опорной поверхностью 1,5 м.

4) Масса груза т;

Сила тяжести груза кН

5) АТС с характеристиками:

- база 9,72 т;

- тара 20,9 т;

- внутренняя ширина 2,77 м;

- внутренняя длина 13,30 м;

- высота ЦТ АТС в порожнем состоянии – 0,8м;

- заданная расчётная скорость поезда – 100 км/ч.

Расположение груза на подвижном составе.

Размещение и крепление грузов на открытом подвижном составе производится в точном соответствии с ТУ. Размещение груза производится симметрично относительно продольной и поперечной осей платформы, а затем проверяется правильность его размещения и соблюдение габаритов погрузки.

Для данного груза максимальное расстояние от середины АТС до конца груза составляет 4,4 м, что меньше максимально допустимого 8,8 м.

Смещение ЦТ груза в продольном направлении от вертикальной плоскости, в которой лежит поперечная ось платформы составляет:

, (40)

где длина груза, м;

расстояние ЦМ от края груза по длине, м.

мм < 1215 мм

что допускается (см. табл. 2 мет. указаний).

Так как ЦТ груза смещён в продольном направлении, то тележки платформы нагружены неравномерно.

, (41)

, (42)

где база АТС, м.

кН

кН

кН

Разность нагрузок на правую и левую тележки составляет менее 100 кН, 39,61 кН <100кН что соответствует требованиям ТУ.

Максимальный момент возникает в плоскости, проходящей через поперечную ось АТС, он равен:

, (43)

, (44)

, (45)

Н/ ;

м

кНм

В данном случае при ширине груза больше 2700 мм допускаемый изгибающий момент равен 1000 кНм и больше действующего, следовательно, груз размещён в соответствии с требованиями ТУ.

Проверка поперечной устойчивости АТС с грузом.

Проверка поперечной устойчивости АТС с грузом производится в случаях, когда высота ЦТ АТС с грузом более 2,3 м над УГР или боковая наветренная поверхность АТС с грузом более .

Высота ЦТ АТС с грузом определяется из выражения.

, (46)

где тара АТС, кН;

высота ЦТ АТС над УГР, м.

< 2,3 м

Наветренная поверхность ПЛТ с грузом.

, (47)

где площадь поверхности АТС, подверженная воздействию ветра, ;

площадь боковой поверхности груза, подверженной воздействию ветра, .

< 50

Так как высота ЦТ АТС с грузом более 2,3 м над УГР или боковая наветренная поверхность АТС с грузом более , следовательно, груз размещён в соответствии с требованиями ТУ.

.

Расчёт сил действующих на груз при перевозке.

Продольные, поперечные и вертикальные инерционные силы, сила давления ветра и силы трения при перевозке достигают максимальных значений неодновременно. Точкой приложения продольных, поперечных, и вертикальных инерционных сил является ЦТ груза, точкой приложения равнодействующей силы ветра - геометрический центр площади наветренной поверхности.

Величина продольной инерционной силы вычисляется из выражения.

, (48)

где удельное значение продольной инерционной силы, Н/кН веса груза.

При перевозке груза с опорой на один АТС.

, (49)

где удельное значение продольной инерционной силы, соответственно для АТС массой брутто 22 и 94 т.

н/кН

кН.

Поперечная горизонтальная инерционная сила зависит от скорости движения, типа рессорного подвешивания АТС, способа размещения груза в АТСе и определяется из выражения, V=100 км/ч.

, (49)

где удельная величина поперечной инерционной силы, н/кН;

, (50)

где н/кН, н/кН.

н/кН.

кН.

Вертикальная инерционная сила возникает вследствие колебаний АТС при движении: подпрыгивания, галопирования и боковой качки и зависит от скорости движения и типа рессорного подвешивания.

, (51)

где удельная величина вертикальной инерционной силы, н/кН, вычисляется по формуле:

, (52)

н/кН

кН

Ветровая нагрузка на боковую поверхность груза, подверженную действию ветра, определяется из выражения:

, (53)

где площадь проекции наветренной поверхности груза на продольную вертикальную плоскость, ;

500 н/ - расчётное давление ветра.

кН.

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в продольном направлении, при перевозке груза с опорой на один АТС определяется из выражения:

, (54)

где коэффициент трения скольжения груза по полу АТС. Для трения дерева по дереву – 0,45.

кН

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в поперечном направлении, при перевозке груза с опорой на один АТС с учётом вертикальной инерционной силы определяется из выражения:

, (55)

кН

6.3 Проверка условий в необходимости закрепления груза.

Условие устойчивости груза от поступательных перемещений вдоль АТС.

Так как 114,75<285,35 кН, то условие устойчивости в продольном направлении не обеспечивается.

Условие устойчивости груза в поперечном направлении:

, (56)

Так как 76,088 < 130,35 кН, то в поперечном направлении груз не устойчив.

Условие устойчивости груза от опрокидывания вдоль АТС выполняется, если фактический коэффициент устойчивости:

, (57)

где расстояние от проекции ЦТ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль АТС, м;

высота ЦТ груза над полом АТС, м;

высота упорного бруска.

Таким образом устойчивость груза от опрокидывания в продольном направлении обеспечивается.

Условие устойчивости груза от опрокидывания поперёк АТС выполняется, если фактический коэффициент устойчивости:

, (58)

Устойчивость груза от опрокидывания поперёк АТС обеспечивается.

Расчёт параметров крепления груза.

Величина продольного и поперечного усилий, которые должны воспринимать креплением груза от поступательных перемещений.

, (59)

кН

, (60)

кН

Значения углов наклона растяжки к полу АТС, между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольную (поперечную) ось платформы определяются геометрическими строениями.

Рисунок 3 - Схема нахождения , , .

, h=3 м,

,

м,

таким образом, м,

, ,

, ,

.

Усилие в растяжках, возникающее от продольных инерционных сил:

, (61)

где количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении;

угол наклона растяжки к полу АТС;

угол между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной осями АТС.

кН;

Усилие в растяжках, возникающее от поперечных инерционных сил:

(62)

кН.

Выбор параметров растяжки производим по наибольшему усилию в растяжке, которое возникает при продольной инерционной силе.

Таким образом, определяем, что усилие в 44,0 кН выдержит растяжка из проволоки диаметром 8 мм в 8 нитей.

Тогда усилие, которое должны воспринимать гвозди, вбиваемые в распорные и упорные бруски, будет равно: , а потребное число гвоздей для крепления брусков к полу АТС с одной стороны груза будет равно:

ЛИТЕРАТУРА

1. Технические условия погрузки и крепления грузов. – М.: Транспорт, 1988. – 408 с.

2. Размещение и крепление грузов в АТСх. Справочник / Под ред. А. Д. Малова – М.: Транспорт, 1980.

3. Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов по железным дорогам СССР колеи 1520 мм. – М.: Транспорт, 1985.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – 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 2,8 3,5 1,7 1,9	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 1,4 1,7	11,2 2,0 2,5 5,8 1,2 1,9	12,0 1,8 2,3 6,5 1,2 1,8	11,8 2,6 2,0 5,2 1,3 1,3	9,4 1,9 1,9 4,1 0,95 1,1	11,0 1,5 3,1 5,7 0,75 2,0

Таблица 2 – Дополнительные данные.

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Масса груза, т	16,0 1	26,3 2	15,8 1	25,5 2	25,1 1	16,8 2	22,0 1	16,3 2	10,0 1
Скорость движения, км/ч	990	1100	990	1100	990	1100	990	1100	990

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 – Используемый в расчетно-графической работе подвижной состав

КамАЗ 6460

Весовые параметры и нагрузки, а/м
Снаряженная масса а/м, кг	9350
Снаряженная масса а/м, нагрузка на переднюю ось, кг	4580
Снаряженная масса а/м, нагрузка на заднюю тележку, кг	4770
Полная масса, кг	26000
Полная масса а/м, нагрузка на переднюю ось, кг	6000
Полная масса а/м, нагрузка на заднюю тележку, кг	20000

Полуприцеп бортовой СЗАП 93271-01

Характеристики Масса перевозимого груза (кг):  29 000 Нагрузка на седельное устройство тягача (кг):  15 000 Нагрузка на тележку (кг):  20 000 Расстояние от переднего колеса до шкворня (мм):  4626 Максимальная скорость, не менее, км/ч 100

Составитель

Николай Вячеславович Смирнов

Буйвис Виталий Александрович

РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ,

ПЕРЕВОЗИМЫХ НА ОТКРЫТОМ

ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

Рекомендации к выполнению практических занятий для

студентов специальности 240100

“Организация перевозок и управление на

автомобильном транспорте”

Утверждены на заседании кафедры