3.3.2 Расчет размещения и крепления здания инвентарного контейнерного типа

Настоящая техническая документация предусматривает размещение и крепление здания инвентарного контейнерного типа на железнодорожной платформе. Использовать платформы с базой 9,72 м, г/п 62-71 т, на тележках ЦНИИ-Х3 с литыми приварными стоечными скобами, с деревянным или деревометаллическим полом.

Характеристика груза.

К перевозке предъявляется:

здание инвентарное контейнерного типа массой 4500 кг, имеющий максимальную длину 6100 мм, ширину 3040 мм и высоту 2800 мм. Количество - 1шт.

Определение места нахождения центра тяжести груза по высоте, по длине и по ширине.

Высота ЦТ груза над уровнем пола платформы составляет h_цт=1360 мм.Центр тяжести груза размещен над пересечением продольной и поперечной осей вагона, значит l_см =0, b_см=0.

Определение устойчивости вагона с грузом

Площадь наветренной поверхности вагона с грузом составит:

S_o = S_в + S_п, (3.28)

где S_в =8,65 м² – наветренная поверхность платформы с 2-мя закрытыми бортами (8,65=12-3,35*0,5*2),

12- площадь наветренной поверхности платформы с закрытыми бортами; 3,35- длина бокового борта платформы; 0,5- высота бокового борта платформы, 2-количество открытых боковых бортов платформы;

S_гр – наветренная поверхность груза:

16,623 м² – (16,623=6,1*2,725),

где 6,1 – длина груза, м;2,725 – ширина груза, м.

S_o = 8,65+ 16,623 =25,273 м².

S_о = 25,273 м² [S_о] = 50 м² – допускаемое значение площади наветренной поверхности вагона с грузом. Полученное значение является допустимым.

Высота общего центра массы платформы с грузом определяется по формуле /19, (19)/:

(3.29)

где Q_Т – масса тары вагона, (Q_Т = 21,3) т;

h_п – высота уровня пола платформы над уровнем головки рельса (h_п = 1310), мм;

Н^в_цм – высота центра тяжести (ЦТ_в) порожней платформы (Н^в_цт = 800), мм.

мм.

Н^о_цт [Н^о_цт] = 2300 мм – допускаемое значение высоты общего центра тяжести платформы с грузом.

Полученное значение является допустимым.

Таким образом, можно сделать вывод, что вагон с грузом устойчив относительно уровня головки рельсов.

Расчет крепления груза от продольных и поперечных сил

Продольная инерционная сила составит /19,(3)/:

, (3.30)

где а_пр – удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза при упругом креплении, тс/т /19,(4)/:

. (3.31)

Сила трения в продольном направлении /19,(13)/:

,

(3.32)

где ,– силы трения, действующие на участках опирания груза на поверхность пола. Их значение определяется по формулам /19, (13а), (13б), (13в)/:

,	(3.33)
,	(3.34)
,	(3.35)

где - - коэффициенты трения части груза о соответствующие участки поверхности пола;a/d, b/d, c/d – доли массы груза, которые приходятся на соответствующие участки поверхности пола.

Продольное усилие, воспринимаемое креплением /19,(30)/:

;

(3.36)

Коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль вагона /19,(26)/:

,

(3.37)

где l^o_пр – кратчайшее расстояние от проекции ЦТ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания вдоль вагона, мм;

h_цт – высота центра тяжести груза над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;

h^пр_у – высота продольного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

тс/т.

тс.

тс.

тс.

.

Груз (I) устойчив от опрокидывания в продольном направлении.

Груз (I) от продольных перемещений крепить растяжками (поз. 1).

Величина возникающих в растяжках (/19/,таблица 20) усилий от сил, действующих в продольном направлении /19,(34)/:

(3.38)

n^пр_р – количество растяжек работающих одновременно в одном направлении;

коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона (или подкладок, прокладок),

 - угол наклона растяжки к полу вагона;

_пр – углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и поперечной осями вагона.

Для закрепления груза принимаем растяжки из проволоки 6 мм.

Геометрические соотношения в элементах растяжек составлены по соотношениям (см. рисунок 3.6), а результаты расчетов представлены в таблице3.3.

Рисунок 3.6 - Геометрические соотношения элементов проволочных креплений.

Таблица 3.3 - Геометрические соотношения проволочных креплений.

Номер растяжки	а, мм	b,мм	c,мм	sin	cos	cosпр	cosп		пр	п	L,мм
1	1120	0	90	0.080	0.997	1.000	0.000	4.59	0.00	90.00	1124
2	1040	2815	1065	0.334	0.942	0.347	0.938	19.54	69.72	20.28	3184

Усилие, которое могут воспринимать растяжки (поз.1 №1):

тс<[1,86тс].

Согласно таблице 20 /19/ для закрепления груза I от продольных перемещений принимаем растяжки из проволоки диаметром 6 мм в 6-ть нитей.

Груз (I) от продольных перемещений закреплен.

Поперечная инерционная сила с учетом действия центробежной силы /19, (6)/:

,

(3.39)

где а_п – удельная поперечная инерционная сила /19, (7)/, тс/т;

,

(3.40)

где l_гр – расстояние от ЦТ_гр до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, мм;

l_в – база платформы (l_в = 9720 мм), мм.

Вертикальная инерционная сила /19,(8)/:

,

(3.41)

где а_в – удельная вертикальная сила для четырехосных вагонов на тележках ЦНИИ-Х3 и скорости 100 км/ч, тс/т.

,

(3.42)

где к = 510^-6 – коэффициент при погрузке на один вагон.

Сила трения, для груза в поперечном направлении /19,(14)/:

(3.43)

Поперечная нагрузка, воспринимаемая креплением /19,(31)/:

, (3.44)

где n – коэффициент, значение которого принимается равным 1,25 для НТУ.

Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания в поперечном направлении /19,(27)/:

(3.45)

где b^о_п – кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза (ЦТ_гр) на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания поперек вагона, мм;

h_цт – высота центра тяжести груза (ЦТ_гр) над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;

h^п_у – высота поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

тс/т.

тс.

тс/т.

тс.

тс.

тс.

тс.

.

Груз устойчив от поперечного опрокидывания.

От поперечных смещений груз I крепить растяжками (поз. 2).

Величина возникающих в растяжках усилий от сил, действующих в поперечном направлении /19,(35)/:

(3.46)

1,02 тс<[1,24 тс].

Согласно таблице 20 /19/ для закрепления груза I от поперечных перемещений принимаем растяжки из проволоки диаметром 6 мм в 4-е нити.

Груз (I) от поперечных перемещений закреплен.

Расчет на смятие досок пола.

Напряжение смятия [19,(49)]:

(3.47)

где F - нагрузка сжатия (смятия [19,(50)]), кгс:

F=Q_гр+ F_в+ 2nR sin α, (3.48)

S_o - площадь опоры, см².

F= 4500+2088+2*2*1860*0,334= 9073 кгс.

[δс]- допускаемое напряжения смятия /19, таблица 23/:

_с== 0,06 кгс/см²< [12] кгс/см².

Технические требования к размещению и креплению здания инвентарного контейнерного типа.

Работать в соответствии с общими требованиями главы 1 «Технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах» 2003г №ЦМ-943 (ТУ).

Под погрузку использовать платформу со сплошным настилом пола из досок или с деревометаллическим настилом с базой 9,72 м.

Погрузку производить на технически исправную, очищенную от остатков ранее перевозимого груза, средств крепления, мусора, грязи, снега и льда платформу. В зимнее время года пол вагона в местах опирания груза посыпать тонким слоем сухого песка до 2 мм.

Торцевые и крайние секции боковых бортов платформы закрыть и запереть на клиновые запоры, а средние секции боковых бортов платформы открыть и закрепить в соответствии с п.3.5 главы 1 ТУ. Допускается использовать платформу без бортов.

На платформе груз установить, так чтобы центр тяжести располагался над пересечением продольной и поперечной осей платформы. От продольных смещений груз I крепить растяжками (поз. 1). Концы растяжек (поз. 1) крепить одним концом за боковые стоечные скобы, другим - за груз. От поперечных смещений груз I крепить растяжками (поз. 2). Концы растяжек (поз. 2) крепить одним концом за боковые стоечные скобы, другим - за груз.

Окна здания закрыть ставнями. (допускается окна закрыть листами фанеры (ДВП, профлистом). Фанеру (ДВП, профлист) надежно закрепить саморезами или гвоздями от отрыва и падения.) Двери запереть на замок.

Общая масса груза с креплением составляет 4520 кг, в том числе масса крепления -20 кг.