Крепления

30

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) ЦТ_гр. находится на расстоянии от края груза по длине = 6,5 м, по ширине = 0,9 м, высота ЦТ_гр. 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 ЦТ_гр. 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 ЦТ_гр. 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 ЦТ_гр. 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 ЦТ_гр 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 ЦТ_гр до края груза (если груз не шире платформы) и до края платформы (если груз шире платформы), м;