9 Расчет усилий в элементах крепления

При закреплении груза от продольного и поперечного смещения обвязками усилие в одной обвязке , тс, определяют по формулам:

- от продольного смещения:

- от поперечного смещения:

где - количество обвязок. Расчетная схема усилий в обвязке представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Расчет обвязок

Геометрические соотношения проволочных элементов креплений представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Расчет sin обвязок

№ обвязки	DE, мм	AE, мм	AD, мм	sin
1-6	270	2035	2053	0,99

По таблице 20 ТУ выбираем четное число нитей в обвязке в соответствии с допускаемыми растягивающими нагрузками: для проволоки диаметром 6 мм – это 1860 кгс (max(1,33 тс, 1,58 тс)<1860 кгс), поэтому выбираем обвязку из 6 нитей.

10 Определение устойчивости груза в вагоне

Устойчивость груза в вагоне проверяется по величине коэффициента запаса устойчивости:

- в направлении вдоль вагона:

• в направлении поперек вагона:

где , – кратчайшие расстояния от проекции ЦТ_гр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм; - высота ЦТ груза над полом вагона, мм; , - высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона, мм; - высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона, мм. Расчетная схема коэффициента запаса устойчивости приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема расчета коэффициента запаса устойчивости

Для упругих креплений должно выполняться условие и 1,25. Значения коэффициентов удовлетворяют требованиям. Таким образом, груз является устойчивым.

11 Расчет деревянных элементов крепления на изгиб и смятие

При закреплении груза (за исключением грузов цилиндрической формы) от смещения деревянными брусками количество гвоздей для крепления брусков к полу вагона определяется по формулам:

- от продольного смещения:

- от поперечного смещения:

где - допускаемое усилие на один гвоздь, тс, определяется по таблице 22 ТУ (для гвоздя диаметром 8 мм =0,192 тс).

От продольного смещения:

Схема размещения гвоздей в соответствии с требованиями ТУ (таблица 9 ТУ) представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема размещения гвоздей

Расчет на изгиб, сжатие и смятие деревянных элементов производят по формулам:

- напряжения изгиба:

- напряжения смятия:

где - изгибающий момент, кгссм; - момент сопротивления изгибу бруска прямоугольного сечения, см³; b – ширина бруска, см; h – высота бруска, см; - нагрузка сжатия (смятия), действующая на деталь крепления, кгс; - суммарная площадь деталей, см², на которую действует нагрузка . Нагрузка для упорных и распорных брусков определяется по формулам (18), (19).

Площадь бруска, на который действует продольная сила, показана на рисунке 9.

Рисунок 9 – Площадь бруска, находящаяся под действием продольной силы

На рисунке 10 показана схема расчета изгибающего момента в упорном бруске. Максимальный момент равен 118678 кгс∙см (часть продольного усилия, приходящаяся на упорный брус =4750-2660=2090 кгс).

Рисунок 10 – Схема расчета изгибающего момента в упорном бруске

Так как выбранная схема упорных брусьев работает только в продольном направлении, то считаем напряжение смятия в одном направлении:

Сравниваем с максимально допускаемыми напряжениями (таблица 23 ТУ):

- изгиб:

89 кгс/см² < 120 кгс/см²;

- сжатие и смятие поперек волокон:

0,52 кгс/см² < 18 кгс/см².

Выбранные деревянные элементы крепления удовлетворяют условиям надежности.

Заключение

В данной работе был произведен расчет параметров для размещения и крепления металлических изделий в ящичной упаковке на открытом подвижном составе, а именно:

- общий центр тяжести груза;

- силы, действующие на груз;

- средства крепления груза и их расположение.

Грузы размещены кососимметрично с общим центром в горизонтальной проекции персечения плоскостей симметрии платформы. Проверены условия устойчивости вагона с грузом относительно УГР, устойчивости груза в вагоне, а также выполнена проверка прочности на изгиб и сжатие деревянных элементов крепления.

Каждая единица груза крепится 3 обвязками из 4 нитей (диаметром 6 мм). Вместе обвязки выдерживают усилия:

- в продольном направлении:

2∙1,33=2,66 тс,

- в поперечном направлении:

2∙1,58=3,16 тс.

Два упорных бруска 200⨯200⨯2330 с 25 гвоздями для каждой единицы груза выдерживают усилия:

- в продольном направлении:

25∙0,192=4,8 тс.

В целом элементы крепления выдерживают усилия при условии устойчивости груза в вагоне:

- в продольном направлении:

2,66+4,8=7,46 тс >4,75 тс;

- в поперечном направлении:

3,16 тс > 2,82 тс.

Таким образом, рассмотренный способ размещения и крепления обеспечивает устойчивость груза и безопасность движения поездов. Груз размещен в пределах основного габарита погрузки.

Список используемых источников

1. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. – М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. – 544 с.

2. Грузоведение: метод. Указания к выполнению контрольной работы/ Е. Д. Псеровская, М. А. Зачешигрива, О. Ю. Чуйкова, С. Ю. Хорунжин. Новосибирск: Изд-во СГУПС. 2014. – 52 с.