Turanov_Bondarenko_Vlasova_Kreplenie_gruzov_v_vagonakh
.pdfRо |
= |
|
|
|
nF (h - hпр ) - Q lo |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
пр цм |
у |
|
|
|
|
|
|
|
гр пр |
|
|
|||
пр |
|
é |
a |
р5 |
(hр5 - hупр ) - |
|
h |
р5 |
lпрр ) + |
ù |
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
ê( |
|
|
|
ú |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
ê |
lр5 |
|
|
|
|
lр5 |
|
|
ú |
|
||||||||
|
|
ê |
|
|
aр6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
hр6 |
|
|
ú |
|
||
|
|
ê+ ( |
|
(hр6 - hупр ) - |
|
|
lпрр ) +ú |
|
||||||||||||
|
|
lр6 |
|
lр6 |
|
|
||||||||||||||
|
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
+ |
||||
|
|
ê |
|
|
aр7 |
|
|
|
|
|
|
|
вр7 |
|
ú |
|||||
|
|
ê+ ( |
(hр7 - hупр ) - |
|
lпрр ) +ú |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
ê |
|
|
lр7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
lр7 |
|
|
ú |
|
||
|
|
ê |
|
|
aр8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
hр8 |
|
|
ú |
|
||
|
|
ê |
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
р |
ú |
|
||||
|
|
ê+ ( |
|
|
|
(hр8 - hу |
) |
- |
|
|
|
|
|
|
lпр ) |
ú |
|
|||
|
|
lр8 |
|
|
|
|
lр8 |
|
|
|||||||||||
|
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
û |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
é |
a |
р15 |
(hр15 - hупр ) - |
h |
р15 |
lпрр ) + |
ù |
|
|||||||||||||
ê( |
|
|
ú |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ê |
lр15 |
|
|
|
|
lр15 |
|
|
|
ú |
|
|
|||||||||
ê |
|
|
aр16 |
|
(h |
|
- hпр ) - |
|
hр16 |
|
l р |
|
ú |
|
|
||||||
ê+ ( |
|
р16 |
|
|
) +ú |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
ê |
|
|
l |
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
lр16 |
|
пр |
|
ú |
|
|
||
|
|
р16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ ê |
|
|
aр17 |
|
|
|
|
|
|
|
hр17 |
|
|
|
ú |
|
|
||||
ê+ ( |
(h |
р17 |
- hпр ) - |
|
l р |
) +ú |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
ê |
|
|
l |
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
lр17 |
|
пр |
|
ú |
|
|
||
|
|
р17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ê |
|
|
aр18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
hр18 |
|
|
|
ú |
|
|
|||
ê |
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
р |
|
ú |
|
|
|||||
ê+ ( |
|
|
|
|
(hр18 |
- hу ) - |
|
|
|
|
|
|
lпр ) |
ú |
|
(6.17,а) |
|||||
l |
|
|
|
|
|
|
lр18 |
|
|||||||||||||
ë |
|
|
р18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
û |
|
|
►в поперечном направлении при симметричном и несимметричном (bc > 0 и lc = =0) размещении груза поперек вагона в одну сторону –
|
nF (h - hп ) +W (hп |
- hп ) - Q во |
|
|
|||||||
Rо = |
п |
|
цм |
у |
|
|
нп |
у |
гр п |
|
|
п |
é(cosα1 cos βп1(hр1 - hуп ) - sinα1впр ) + |
ù |
|
||||||||
|
|
||||||||||
|
ê |
2 cos β |
|
(hр2 |
|
|
|
ú |
|
||
|
ê+ (cosα |
п2 |
- hуп ) - sinα2впр ) +ú |
+ |
|||||||
|
ê |
|
|
|
(hр3 |
|
|
|
ú |
||
|
ê+ (cosα3 cos βп3 |
- hуп ) - sinα3впр ) + ú |
|
||||||||
|
ê+ (cosα cos β |
|
(h |
|
- hп ) - sinα вр ) |
ú |
|
||||
|
ë |
4 |
|
п4 |
|
р4 |
у |
4 |
п |
û |
|
|
ê |
|
|
ú |
|
120
1
é(cosα5 cos βп5 (hр5 - hуп ) - sinα5впр ) + |
ù |
|||||||
ê |
|
cos βп6 |
(hр6 |
|
|
ú |
||
ê+ (cosα |
6 |
- hуп ) - sinα6впр ) +ú |
||||||
+ ê |
|
cos βп7 |
(hр7 |
|
|
ú |
||
ê+ (cosα7 |
- hуп ) - sinα7впр ) +ú |
|||||||
ê+ (cosα cos β |
|
(h |
|
- hп ) - sinα в р ) |
ú |
|||
ë |
8 |
|
п8 |
|
р8 |
у |
8 п |
û |
ê |
|
|
ú |
или с учетом формул (1.1) и (1.4) в удобном для вычисления виде
Rо = |
nF (h - hп ) +W (hп |
|
|
- hп ) - Q во |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
п |
|
|
|
цм |
|
|
|
|
|
у |
|
нп |
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
гр п |
||||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
é |
в |
р1 |
(hр1 - hуп ) - |
h |
р1 |
впр ) + |
ù |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ê( |
|
|
ú |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
ê |
lр1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
lр1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
||||||||||
|
ê |
|
|
в |
р2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
р2 |
|
|
|
|
ú |
|
||||||||||
|
ê+ ( |
|
|
|
|
|
(hр2 |
- hуп ) - |
|
|
|
|
впр ) +ú |
||||||||||||||||||||
|
|
lр2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр2 |
|
|
|
|
|
|
ú |
|
||||||||||
|
ê |
|
|
вр3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hр3 |
|
|
|
|
|
ú + |
|||||||||||||
|
ê+ ( |
|
(hр3 |
- hуп ) - |
впр ) + ú |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
ê |
|
|
|
lр3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр3 |
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|||||||||
|
ê |
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|||||
|
ê |
|
|
р4 |
|
|
(hр4 |
- hуп ) - |
|
р4 |
впр ) |
ú |
|
||||||||||||||||||||
|
ê+ ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
lр4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр4 |
|
|
|
|
|
|
û |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
é |
|
|
в |
р5 |
|
|
(hр5 |
- hуп ) - |
|
h |
р5 |
впр ) + |
ù |
|
||||||||||||||||
|
|
|
ê( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
lр5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр5 |
|
|
|
|
|
|
ú |
|
||||||||||
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
в |
|
|
р6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hр6 |
|
|
ú |
|
|||||
|
|
|
ê+ ( |
|
|
(hр6 - hуп ) - |
|
|
впр ) +ú |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
+ |
ê |
|
|
|
|
|
р6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр6 |
ú |
|
||||||||||||
|
ê |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hр7 |
|
ú |
|
|||||||
|
|
|
ê+ ( |
|
|
р7 |
(hр7 - hуп ) - |
впр ) +ú |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
р7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр7 |
ú |
|
|||||||||||
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
р8 |
(hр8 - hуп ) - |
|
|
|
р8 |
впр ) |
ú |
|
||||||||||||||
|
|
|
ê+ ( |
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
ë |
|
|
|
|
|
lр8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр8 |
û |
|
121
(6.18)
(6.18,а)
● в поперечном направлении при несимметричном (bc > 0 и lc = 0) разме-
щении груза поперек вагона в другую сторону –
|
|
nF (h - hп ) +W (hп |
- hп ) - Q в |
о |
|
|
||||||||
Rо = |
|
п |
|
цм у |
|
|
нп |
у |
гр |
п |
|
|
||
п |
é |
|
|
|
|
|
|
п |
|
р |
) + |
ù |
|
|
|
ê |
(cosα11 cos βп11(hр11 - hу ) |
- sinα11вп |
ú |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
(hр12 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
ê+ (cosα12 cos βп12 |
- hуп ) - sinα12впр ) +ú |
+ |
|||||||||||
|
ê |
|
|
|
|
(hр13 |
|
|
|
|
|
ú |
||
|
ê+ (cosα13 cos βп13 |
- hуп ) - sinα13впр ) +ú |
|
|||||||||||
|
ê+ (cosα |
|
cos β |
|
(h |
|
- hп ) - sinα в р ) |
ú |
|
|||||
|
ë |
|
14 |
|
п14 |
|
р14 |
|
у |
14 |
п |
û |
|
|
|
ê |
|
|
|
|
ú |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
é(cosα15 cos βп15 (hр15 - hуп ) - sinα15впр ) + |
ù |
|
(6.19) |
|||||||
ê |
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
||
|
ê+ (cosα16 cos β |
п16 |
(hр16 |
- hуп ) - sinα16впр ) +ú |
|
||||||
+ ê |
|
|
|
(hр17 |
|
|
ú |
|
|
||
|
ê+ (cosα17 cos βп17 |
- hуп ) - sinα17впр ) +ú |
|
||||||||
|
ê+ (cosα |
|
cos β |
|
(h |
|
- hп ) - sinα в р ) |
ú |
|
|
|
ë |
18 |
|
п18 |
|
р18 |
у |
18 п |
û |
|
|
|
ê |
|
|
ú |
|
|
||||||
или с учетом формул (1.1) и (1.4) в удобном для вычисления виде |
|
|
nF (h - hп ) +W (hп |
|
- hп ) - Q во |
|||||||||||||||||||
Rо = |
|
п |
|
цм у |
|
нп |
|
|
|
|
|
у |
гр |
п |
||||||||
п |
é |
|
в |
р11 |
(hр11 - hуп ) - |
h |
р11 |
впр ) + |
ù |
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
ê( |
|
|
|
ú |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
ê |
|
lр11 |
|
lр11 |
|
|
|
|
|
ú |
|
||||||||||
|
ê |
|
|
|
в |
р12 |
(hр12 |
- hуп ) - |
|
h |
р2 |
впр ) |
ú |
|
||||||||
|
ê+ ( |
|
|
|
|
+ú |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
ê |
|
|
|
lр12 |
|
|
|
|
lр12 |
ú |
+ |
||||||||||
|
ê |
|
|
|
вр13 |
|
|
|
|
hр13 |
|
|
|
ú |
||||||||
|
ê+ ( |
(hр3 |
- hуп ) - |
|
впр ) + ú |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
ê |
|
|
|
lр13 |
|
|
|
lр13 |
ú |
|
|||||||||||
|
ê |
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
ú |
|
|
|
ê |
|
|
|
р14 |
(hр4 |
- hуп ) - |
р14 |
впр ) |
ú |
|
|||||||||||
|
ê+ ( |
|
|
|
ú |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
ë |
|
|
|
lр14 |
|
|
|
lр14 |
û |
|
122
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
é |
в |
р15 |
(hр15 - hуп ) - |
h |
р15 |
впр ) + |
ù |
|
|||||||||
ê( |
|
|
ú |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ê |
lр15 |
|
|
|
lр15 |
|
|
ú |
|
||||||||
ê |
|
|
вр16 |
|
|
|
|
|
|
|
hр16 |
|
|
ú |
|
||
ê+ ( |
|
(hр16 |
- hуп ) - |
|
|
впр ) +ú |
|
||||||||||
lр16 |
|
lр16 |
|
||||||||||||||
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ú |
|
||||
+ ê |
|
|
вр17 |
|
|
|
|
|
|
hр17 |
|
ú |
|
||||
ê+ ( |
(hр17 |
- hуп ) - |
впр ) +ú |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
ê |
|
|
lр17 |
|
|
|
|
|
|
|
lр17 |
|
|
ú |
|
||
ê |
|
|
вр18 |
|
|
|
|
|
|
|
hр18 |
|
|
ú |
|
||
ê |
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
р |
ú |
|
||||
ê+ ( |
|
|
|
(hр18 |
- hу ) - |
|
|
|
|
|
|
вп ) |
ú |
(6.19,а) |
|||
lр18 |
|
|
|
|
lр18 |
|
|||||||||||
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
û |
|
Из вычисленных значений усилий в гибких элементах креплений (растяж- ках или обвязках) от опрокидывания Rопрi и Rопi при несимметричном размеще- нии груза в вагона по формулам (6.16) и (6.17), (6.18) и (6.19), следует принять в продольном направлении большее из Rопрi, а в поперечном - большее из Rопi.
►Обращаем внимание разработчиков схем размещения и крепления гру- зов в вагоне на то, что формулами (6.11), (6.16) и (6.17), позволяющими опре- делять усилия в гибких элементах креплений (растяжках или обвязках) от оп- рокидывания от действия продольных сил Rопрi, следует воспользоваться в слу- чае, если длина груза - lгр меньше, чем его высота - hгр, т.е. если выполняется условие (lгр / hгр) < 1. Формулами же (6.14), (6.118) и (6.19), позволяющими оп-
ределять усилия в гибких элементах креплений от опрокидывания от действия продольных сил Rопi, следует воспользоваться в случае, если ширина груза - bгр меньше, чем его высота, т.е. если выполняется условие (bгр/hгр)/< 1. При этом n
– коэффициент запаса устойчивости, величина которого принимается: n = 1 при
nпр (или nп) = 1…1.25; n = 1.25 при nпр (или nп) < 1 (см. п.6.2.3).
Согласно п.6.2.3 сначала следует определять коэффициент запаса на ус- тойчивость (см. п.6.2.2.1), а затем перейти к расчету усилий в гибких элементах креплений (растяжках или обвязках) от опрокидывания от раздельных действий продольных и поперечных сил.
=======================================================================
6.2.3.2. Ниже приведем макет-документы, где выполнены примеры расчета устойчи- вости груза от опрокидывания.
123
Поскольку в результате расчета n – коэффициент запаса устойчивости nпр (или nп) = 1…1.25, то примем: n = 1.
6.2.3.3. Ниже для примера приведем макет-документы, где выполнены примеры рас- чета усилий в гибких элементах крепления (растяжках или обвязках) от опрокидывания от действия продольных и поперечных сил.
Параметры груза:
124
Исходные данные для расчета:
Здесь обозначения csa1, csb1 и sna1 соответствуют обозначениям cosα1, cosβ1 и sinα1.
►Вычисление усилий в гибких элементах крепления (растяжках или обвязках) от оп- рокидывания от действия продольных сил в тс (см. пример расчета, представленный в п.6.2.1):
по формуле (6.11) или (6.15) –
Такой же результат может быть получен, если расчет выполнить по формуле (10.15,а)
125
►Вычисление усилий в гибких элементах крепления (растяжках или обвязках) от дей- ствия продольных сил выполняют по формуле (28) ТУ в тс:
Сопоставление результатов вычислений по формулам (28) ТУ дает меньшее значений усилий в растяжках, чем по точной формуле (6.11) или (6.15) (см. замечание 1 п. 6.2.3).
►Вычисление усилий в гибких элементах крепления (растяжках или обвязках) от оп- рокидывания при действии поперечных сил в тс (см. пример расчета, представленный в п.6.2.1)
по формуле (6.14) или (6.18) -
Такой же результат может быть получен, если расчет выполнить по формуле (6.18,а) –
126
►Вычисление усилий в гибких элементах крепления (растяжках или обвязках) от дей- ствия поперечных сил выполняют по формуле (29) по ТУ в тс:
Сопоставление результатов вычислений по формулам (29) по ТУ дает меньшее значений усилий в растяжках, чем по точной формуле (6.14) или (6.18) (см. замечание
2 п. 6.2.3).
=======================================================================
127
7. РАСЧЕТ И ВЫБОР КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗА
CALCULATION AND SELECTION OF CARGO FASTENING
В данном разделе приведены выводы формул, по которым вычисляются усилия в креплениях грузов по действующей методике ТУ, и некоторые заме- чания к ним. Также изложены результаты расчетов на конкретном примере. Кроме того, приведены результаты уточненного расчета усилий в креплениях груза в соответствии с формулами, описанными в пунктах 1 и 2 Приложение 8 ТУ, и некоторые замечания по выводу формул, использованных по этой мето-
дике. На конкретном примере показано несоответствие результатов вычисле-
ний усилий в креплениях груза с использованием аналитических формул, приве- денных в этих методиках. Так, например, если выполнить расчеты по опреде- лению усилий в креплениях по действующей методике ТУ, то груз с весом 14 тс достаточно удержать от сдвига с 4-мя гибкими элементами с числом нитей 8 и 6 мм, то с использованием методик Приложение 8 ТУ − с 6-ю гибкими эле- ментами.
7.1. Последовательность расчета и выбор крепления груза
Sequence of сalculation and selection of cargo fastening
В зависимости от конфигурации, параметров груза, характера его возмож- ных перемещений и других факторов крепление груза осуществляют растяжка- ми, обвязками, упорными и распорными брусками, ложементами и другими средствами крепления (см. табл. 19 ТУ).
7.1. Продольное Fпр и поперечное Fп силы в тс, которые должны воспри-
нимать средства крепления, определяют по формулам: |
|
Fпр = Fпр – Fпртр; |
[(30), ТУ] |
Fп = n(Fп + Wп) – Fптр, |
[(31), ТУ] |
где n – коэффициент запаса прочности крепления, значение которого принима- ется: n = 1 при разработке ТУ и МТУ, n = 1.25 при разработке НТУ.
=======================================================================
Ниже приведены макет-документы по расчету сил.
128
=======================================================================
Эти силы могут восприниматься как одним, так и несколькими видами крепления (например, одновременно растяжками, обвязками и упорными бру- сками):
Fпр = |
Fрпр + Fбпр + Fобпр; |
[(32), ТУ] |
Fп = Fрп + Fбп + Fобп, |
[(33), ТУ] |
|
где Fрпр, Fрп, Fбпр, Fбп, Fобпр, |
Fобп – части продольной и поперечной силы |
в тс, воспринимаемые соответственно растяжками, брусками и обвязками и др. 7.2. При закреплении груза гибкими элементами креплений (растяжка, об- вязка) значения возникающих в них усилий (см. рис.1.5 и рис.7.1) в тс (с уче- том увеличения сил трения от вертикальных составляющих усилий) определя-
ют по формулам:
● от сил, действующих в продольном направлении –
пр |
= |
Fпр |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Rр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[(34), ТУ] |
||
ånпррi ( f sin αi + cos αi cosβпрi ) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или с учетом формулы (1.1) и (1.4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Rрпр = |
|
Fпр |
|
|
|
; |
||||
|
|
|
|
h |
|
|
a |
|
|
|||
|
|
|
ånпррi ( f |
|
рi |
+ |
рi |
) |
(7.1) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
i=1 |
|
lрi |
lрi |
|
Рис.7.1. К определению усилий в гибких
элементах креплений
129