Turanov_Bondarenko_Vlasova_Kreplenie_gruzov_v_vagonakh

=============================================================

► Покажем вывод формул (26) и (27) по ТУ, используя понятия «удержи- вающего» и «опрокидывающего» моментов, которые широко используются в технике20.

1) Из условия равновесия механической системы «груз-упорный брусок» (см. рис..6.2,а) имеем

Назовем абсолютные величины моментов сил Qгр и Fпр относительно точки

О удерживающим и опрокидывающим моментами:

Тогда на границе устойчивости

При устойчивом состоянии тела (груза)

Устойчивость при опрокидывании в технике вообще и в отрасли железно- дорожного транспорта, в частности, принято определять отношением величи-

ны удерживающего момента к величине опрокидывающего момента:

Это отношение называют коэффициентом устойчивости.

Очевидно, что в случае предельной устойчивости коэффициент устойчи- вости h = 1, а в случае устойчивого состояния h > 1. Если h < 1, то, следова- тельно, груз следует дополнительно крепить от опрокидывания.

Подставляя в неравенства (6.5) соотношения из (6.2), получим

20 Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Ч. I. Ста- тика. Кинематика. - М: Высш. шк., 1977. - 368 с.

110

Данная формула отличается от формулы (26) по ТУ. Она будет одинаковой лишь при Fпр = Qгр. Попытка подставить вместо продольной силы равенства из формулы (3) по ТУ Fпр = aпр Qгр (где aпр − удельная продольная сила инерции на 1 т массы груза, тс/т; Qгр − масса груза, т) приведет к тому, что коэффициент ус- тойчивости будет представлять собой размерную величину, что недопустимо.

2) Из условия равновесия механической системы «груз−упорный брусок» (см. рис..6.2,б) запишем

åmО (F) = 0: Fп (hцм - hуп ) +W (hнпп - hуп ) - Qгрbпо = 0 . (6.7)

Абсолютные величины удерживающего и опрокидывающего моментов сил Qгр и Fп, W относительно точки О представим в виде

Qгрbпо = M уд и Fп (hцм − hуп ) +W (hнпп − hуп ) = M опр . (6.8)

Подставляя в неравенства (6.5) соотношения из (6.8), находим

что и требовалось доказать.

=============================================================

6.2.2. Если при упругом креплении груза значение ηпр (и ηп) < 1.25, то устой- чивость груза должна быть обеспечена соответствующим креплением [4]:

● грузы, значение ηпр либо ηп которых менее 0.8, а также грузы, для которых одновременно ηпр и ηп менее 1.25, следует перевозить с использованием специ- альных устройств (металлических кассет (рис.6.3), каркасов и пирамид), конст-

рукция и параметры которых должны быть обоснованы расчетами грузоотправителей;

111

Рис.6.3. Одна из возможных конструкций металлических кассет

● если в креплениях груза значение ηпр либо ηп находится в пределах от 0.8 до 1.0 включительно, то их закрепление от поступательных перемещений и от

опрокидывания рекомендуется выполнить раздельно независимыми средствами крепления (например растяжками (обвязками) и упорными брусками). При за-

креплении груза от опрокидывания в поперечном направлении растяжками следует стремиться к их установке таким образом, чтобы проекция растяжки на пол вагона была перпендикулярна продольной оси вагона, а место закрепления

растяжки на грузе находилось на максимальной высоте от уровня пола вагона (т.е. груз следует закреплять более крутыми растяжками);

Согласно п.4.1 Главы 1, С.11, по ТУ:

Растяжка - средство крепления, закрепляемое одним концом за увязочное устройство груза, другим – за специально предназначенное для этого увязочное устройство на кузове вагоне.

Обвязка - средство крепления, охватывающее груз и закрепляемое обеими концами за увязочные устройства на кузове вагоне.

● если в креплениях груза значение ηпр либо ηп находится в пределах от 1.1 до 1.25 включительно, то допускается закреплять груз от поступательных пере- мещений и от опрокидывания едиными средствами крепления (например толь- ко растяжками), воспринимающими как продольные, так и поперечные силы инерции (рис.6.4).

112

Рис.6.4. Закрепление груза едиными средствами крепления

===================================================================

6.2.2.1. Ниже приведем макет-документы, где выполнены примеры расчета устойчи- вости груза.

113

======================================================================

6.2.3. При закреплении груза растяжками (обвязками) усилие в них, в тс, от опрокидывания определяется по формулам (из соотношения удерживающего момента и опрокидывающего моментов):

● в продольном направлении (рис.6.5) –

Рис.6.5. К определению опрокидывания груза

впродольном направлении

●в поперечном направлении (рис.6.6) –

114

Рис.6.6. К определению опрокидывания груза

в поперечном направлении

где n – коэффициент запаса устойчивости, величина которого принимается: n = 1 при nпр (или nп) = 1…1.25; n = 1.25 при nпр (или nп) < 1; α – угол наклона рас- тяжки к полу вагона в град.; βпр и βп – углы между проекцией растяжки на гори- зонтальную плоскость (на пол вагона) и соответственно продольной и попереч- ной осями вагона в град.; lрпр и bрп – расстояния от монтажных петель (т. е. точ- ки закрепления) растяжки на грузе до вертикальных плоскостей, проходящих через ребро опрокидывания соответственно в продольном и поперечном на- правлениях в мм (см. рис.6.5 и 6.6); lопр и bоп – кратчайшее расстояние от про-

екции ЦТгр груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания вдоль и поперек вагона в мм (см. рис.6.2,а,б); hр – высота монтажных петель (т. е.

точки закрепления) растяжки на грузе относительно уровня пола вагона (под- кладок) в мм; hпру и hру – высота упорных брусков в мм; nпрр и nпр – количество

растяжек, работающих в одном направлении в шт.

В формулах (28) и (29) по ТУ значения тригонометрических функции оп- ределяются по формулам (1.1)…(1.5), приведенным в п.1.1 (см. рис.1.1).

=======================================================================

1. Замечание к выводу формул (28) по ТУ. Во-первых, вертикальные силы инерции не учитываются в пользу повышения прочности крепления. Во-вторых, на рис.33 по ТУ пока- заны углы наклона растяжки для крепления, которые в дальнейшем не используются. В- третьих, на рис.33 по ТУ точка, относительно которой берется сумма моментов всех дейст- вующих на груз сил, не указана. В результате допущены некоторые неточности при выводе данной формулы.

Докажем вывод формулы (28) по ТУ.

Составляя сумму моментов сил, действующих на груз в продольном направлении отно- сительно ребра опрокидывания (на рис. 6.5 не показано), получим

åMO (F) = 0 ;

115

или с учетом формул (1.1) и (1.4) в удобном для вычисления виде

118