Научная Петербургская Академия

Контрольная: Рассчёт крепления груза

Контрольная: Рассчёт крепления груза

1. Выбор типа подвижного состава

Исходя из параметров цистерн, для перевозки может быть использована четырёхосная

платформа грузоподъёмностью 63 т, имеющая тележки ЦНИИ-Х3. Длина базы 9.72 м,

тара Контрольная: Рассчёт крепления груза т, ширина Контрольная: Рассчёт крепления груза

м, длина Контрольная: Рассчёт крепления груза м, высота

ЦМ порожней платформы от уровня головок рельсов Контрольная: Рассчёт крепления груза

м, высота пола Контрольная: Рассчёт крепления груза м,

площадь боковой поверхности Контрольная: Рассчёт крепления груза

м2.

2. Определение места нахождения ЦМ груза

Место нахождения общего центра масс груза по длине, ширине и высоте и

величину его смещения определим по следующим формулам:

а) в продольном направлении:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – внутренняя

длина вагона, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

расстояние от торцевого борта вагона до вертикальной плоскости, в которой

находится общий ЦМ грузов, мм;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,Контрольная: Рассчёт крепления груза

– расстояния от торцевого борта вагона до вертикальной плоскости, в которой

находится ЦМ каждого грузового места, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

,Контрольная: Рассчёт крепления груза – масса

соответствующего грузового места, т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

б) в поперечном направлении:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – внутренняя

ширина вагона, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– расстояние от продольного борта вагона до вертикальной плоскости, в которой

находится общий ЦМ грузов, мм;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,Контрольная: Рассчёт крепления груза

– расстояния от продольного борта вагона до вертикальной плоскости, в которой

находится ЦМ каждого грузового места, мм;

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

в) в вертикальном направлении:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – расстояние от

пола вагона до горизонтальной плоскости, в которой находится общий ЦМ грузов,

мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза ,Контрольная: Рассчёт крепления груза

– расстояния от пола вагона до горизонтальной плоскости, в которой находится ЦМ

каждого грузового места, мм;

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм.

3. Определение загрузки тележек

Максимальная нагрузка на тележку вагона при наличии смещения ЦМ в случае

размещения груза одним штабелем по длине вагона определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – общая масса груза в вагоне, т; Контрольная: Рассчёт крепления груза – база вагона, мм; так как Контрольная: Рассчёт крепления груза , то

Контрольная: Рассчёт крепления груза т.

4. Определение устойчивости вагона относительно головки рельса

Вагон с грузом является устойчивым, если выполняются два условия:

1) высота общего ЦМ груза и вагона Контрольная: Рассчёт крепления груза м;

2) общая наветренная поверхность вагона с грузом Контрольная: Рассчёт крепления груза м2.

Общая высота ЦМ груза и вагона определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – общая масса

груза в вагоне, т; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– масса тары вагона; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– высота над уровнем головки рельса ЦМ порожнего вагона;

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза – условие выполняется.

Общая наветренная поверхность определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – площадь

боковой поверхности платформы, при закрытых бортах Контрольная: Рассчёт крепления груза

м2; Контрольная: Рассчёт крепления груза

площадь наветренной поверхности груза, м2;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза и Контрольная: Рассчёт крепления груза

– соответственно длина и высота единицы груза, м; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– высота бортов платформы, Контрольная: Рассчёт крепления груза

м;

Контрольная: Рассчёт крепления груза м2; Контрольная: Рассчёт крепления груза м2; Контрольная: Рассчёт крепления груза м2;

Контрольная: Рассчёт крепления груза – условие выполняется.

Вывод: вагон с грузом относительно головки рельса является устойчивым.

5. Определение сил, действующих на груз

На груз действует 2 группы сил: сдвигающие и удерживающие. Точкой приложения

всех сил будем считать ЦМ груза. Точкой приложения ветровой нагрузки примем

геометрический центр наветренной поверхности груза.

Продольную инерционную силу Контрольная: Рассчёт крепления груза определим по следующей формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – удельная величина продольной инерционной силы, тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза ,Контрольная: Рассчёт крепления груза

– удельные величины продольной инерционной силы при массе брутто 22 т и 94 т, Контрольная: Рассчёт крепления груза

тс/т, Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т; Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т; Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т.

Поперечная инерционная сила Контрольная: Рассчёт крепления груза определяется по следующей формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – удельная величина поперечной инерционной силы, тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – расстояние от

ЦМ груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т; Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс; Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

Вертикальная инерционная сила Контрольная: Рассчёт крепления груза определяется по следующей формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – удельная величина вертикальной инерционной силы, тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где при опоре груза на один вагон Контрольная: Рассчёт крепления груза

; Контрольная: Рассчёт крепления груза – расстояние от ЦМ

груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т;Контрольная: Рассчёт крепления груза тс/т.

Ветровая нагрузка W определяется по следующей формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс; Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

Сила трения Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

действующая на груз в продольном направлении, определяется по формуле

(подкладки прибиты к полу):

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – коэффициент трения стали по дереву, Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

Сила трения Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

действующая на груз в поперечном направлении, определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – коэффициент, принимаемый Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

6. Определение устойчивости груза от сдвига

Груз считается устойчивым от сдвига вдоль вагона, если выполняется условие:

Контрольная: Рассчёт крепления груза

Контрольная: Рассчёт крепления груза – условие не

выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила Контрольная: Рассчёт крепления груза

, которая воздействует на крепление, определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

Груз считается устойчивым от сдвига поперёк вагона, если выполняется условие:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где n – коэффициент местных ТУ, для Зап.-Сиб. ж.д. n=1.25;

Для первой цистерны: Контрольная: Рассчёт крепления груза

– условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила Контрольная: Рассчёт крепления груза

, которая воздействует на крепление, определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

Для второй цистерны: Контрольная: Рассчёт крепления груза

– условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила Контрольная: Рассчёт крепления груза

, которая воздействует на крепление, определяется по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс.

7. Определение размеров подкладок

Сечение подкладок принимаем равным 100*200 мм, длину, равную внутренней

ширине платформы, – 2870 мм. Определим площадь соприкосновения подкладки с

цистернами.

Суммарная расчётная нагрузка на подкладку составит:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза ; Контрольная: Рассчёт крепления груза .

Проекция необходимой площади опирания цистерны на подкладку:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза МПа – допускаемое напряжение смятия для ели и сосны;

Контрольная: Рассчёт крепления груза м2; Контрольная: Рассчёт крепления груза м2.

Поперечник выемки Контрольная: Рассчёт крепления груза по продольной оси подкладок определим по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза м – принятая ширина подкладки.

Глубина выемки Контрольная: Рассчёт крепления груза равна:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – радиус

цистерны, м; Контрольная: Рассчёт крепления груза

расстояние от подкладки до горизонтальной плоскости, проходящей через ЦМ груза.

Контрольная: Рассчёт крепления груза , Контрольная: Рассчёт крепления груза .

Контрольная: Рассчёт крепления груза м, Контрольная: Рассчёт крепления груза м;

Контрольная: Рассчёт крепления груза , Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

Контрольная: Рассчёт крепления груза , Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза м, Контрольная: Рассчёт крепления груза м.

8. Выбор типа крепления

В соответствии с п. 1 главы 6 Технических условий размещения и крепления

грузов в вагонах и контейнерах закрепим данный груз следующим образом.

Для предотвращения сдвига в продольном направлении цистерны закрепим с

торцовых сторон двумя упорными и двумя распорными брусками сечением 200*200

мм. Суммарное число гвоздей для крепления упорных и распорных брусков

определим по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – коэффициент

трения между упорным бруском и полом вагона; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– количество брусков, одновременно работающих в одном направлении; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– допускаемое усилие на один гвоздь, для гвоздей диаметром 8 мм и длиной 250 мм Контрольная: Рассчёт крепления груза

тс.

Контрольная: Рассчёт крепления груза гв.; Контрольная: Рассчёт крепления груза гв.

Число гвоздей крепления распределяется по количеству используемых брусков

равномерно.

Грузы цилиндрической формы подвержены перекатыванию. Их закрепляют от

перекатывания совместно упорными брусками и обвязками. На каждую подкладку

вплотную к грузу с обеих сторон уложим упорные бруски шириной 200 мм, длиной

до конца подкладки и высотой 80 мм. Упорные бруски и подкладки крепим к полу

платформы восемью гвоздями длиной 250 мм. Первую цистерну закрепим пятью

обвязками, вторую цистерну закрепим двумя обвязками.

Продольные и поперечные усилия в обвязках рассчитаем по следующим формулам:

Контрольная: Рассчёт крепления груза , Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где D – диаметр цистерны, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– кратчайшее расстояние от ребра опрокидывания до проекции ЦТ на горизонтальную

плоскость, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

перпендикуляр от ребра опрокидывания на обвязку или растяжку, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– количество обвязок; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– расстояние от пола вагона или плоскости подкладок до точки приложения ветровой

нагрузки, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

высота упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс;

Контрольная: Рассчёт крепления груза тс;

Контрольная: Рассчёт крепления груза

тс;

Контрольная: Рассчёт крепления груза

тс.

Отрицательный знак в полученном результате говорит о том, что от поперечных

сил дополнительных усилий в обвязках не возникает. Следовательно,

дополнительного крепления не требуется.

Площадь сечения полосовых обвязок определим по формуле:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где R – нагрузка на обвязку, кгс; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– допускаемое напряжение при растяжении, для Стали 30 Контрольная: Рассчёт крепления груза

кгс/см2.

Контрольная: Рассчёт крепления груза см2; Контрольная: Рассчёт крепления груза см2.

Исходя из полученного результата, выберем следующий тип обвязок: для первой

цистерны - полосовые обвязки сечением 4*30 мм; для второй цистерны –

полосовые обвязки сечением 6*40 мм.

9. Определение расчётной степени негабаритности

1. Определим высоты наиболее выступающей в бок точки груза относительно

уровня головки рельса:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ,

где Контрольная: Рассчёт крепления груза – высота пола

над УГР, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

высота подкладки, мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза

– высота наиболее выступающей в бок точки груза над уровнем подкладок, мм.

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза мм.

2. Определим ширину габарита погрузки Контрольная: Рассчёт крепления груза на высоте Контрольная: Рассчёт крепления груза :

Контрольная: Рассчёт крепления груза мм; Контрольная: Рассчёт крепления груза мм.

3. Сравним ширину груза Контрольная: Рассчёт крепления груза и ширину габарита погрузки Контрольная: Рассчёт крепления груза :

Контрольная: Рассчёт крепления груза

Для первой цистерны: Контрольная: Рассчёт крепления груза

Для второй цистерны: Контрольная: Рассчёт крепления груза

– оба груза вписываются в габарит погрузки на прямом горизонтальном участке

пути.

4. Определим отношение длины груза к базе вагона:

Контрольная: Рассчёт крепления груза ;

Контрольная: Рассчёт крепления груза – груз недлиномерный и вписывается в габарит погрузки на кривых участках пути.



(C) 2009