Расчёт крепления груза прямоугольной формы.

1) Параметры груза: - длина м;

- ширина м;

- высота м.

2) Расположение ЦМ от края груза по: - длине 5,0 м;

- ширине 1,5 м.

3) Высота ЦМ над опорной поверхностью 1,5 м.

4) Масса груза т;

Сила тяжести груза кН

5) Для перевозки груза используется четырёхосная платформа второго типа с характеристиками:

- грузоподъёмность 70 т;

- тележка типа ЦНИИ-Х3-0;

- база 9,72 т;

- тара 20,9 т;

- внутренняя ширина 2,77 м;

- внутренняя длина 13,30 м;

- высота ЦТ ПЛТ в порожнем состоянии – 0,8м;

- заданная расчётная скорость поезда – 100 км/ч.

6.1 Расположение груза на подвижном составе.

Размещение и крепление грузов на открытом подвижном составе производится в точном соответствии с ТУ. Размещение груза производится симметрично относительно продольной и поперечной осей платформы, а затем проверяется правильность его размещения и соблюдение габаритов погрузки.

Для данного груза максимальное расстояние от середины вагона до конца груза составляет 4,4 м, что меньше максимально допустимого 8,8 м.

Смещение ЦТ груза в продольном направлении от вертикальной плоскости, в которой лежит поперечная ось платформы составляет:

, (47)

где длина груза, м;

расстояние ЦМ от края груза по длине, м.

мм < 1215 мм

что допускается (см. табл. 2 мет. указаний).

Так как ЦТ груза смещён в продольном направлении, то тележки платформы нагружены неравномерно.

, (48)

, (49)

где база вагона, м.

кН

Разность нагрузок на правую и левую тележки составляет менее 100 кН, 39,61 кН <100кН что соответствует требованиям ТУ.

Максимальный момент возникает в плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, он равен:

, (50)

, (51)

, (52)

Н/ ;

кНм

В данном случае при ширине груза больше 2700 мм допускаемый изгибающий момент равен 1000 кНм и больше действующего, следовательно, груз размещён в соответствии с требованиями ТУ.

Проверка габаритности погрузки производится с учётом координат наиболее выступающих точек и приложения 1 методических указаний.

- по высоте 1320+300=4320 мм;

- по ширине 3000/2=1500 мм.

Таким образом груз имеет I степень верхней негабаритности.

Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом.

Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом производится в случаях, когда высота ЦТ вагона с грузом более 2,3 м над УГР или боковая наветренная поверхность вагона с грузом более .

Высота ЦТ вагона с грузом определяется из выражения.

, (53)

где тара вагона, кН;

высота ЦТ вагона над УГР, м.

< 2,3 м

Наветренная поверхность ПЛТ с грузом.

, (54)

где площадь поверхности вагона, подверженная воздействию ветра, ;

площадь боковой поверхности груза, подверженной воздействию ветра, .

< 50

6.2 Расчёт сил действующих на груз при перевозке.

Продольные, поперечные и вертикальные инерционные силы, сила давления ветра и силы трения при перевозке достигают максимальных значений неодновременно. Точкой приложения продольных, поперечных, и вертикальных инерционных сил является ЦТ груза, точкой приложения равнодействующей силы ветра - геометрический центр площади наветренной поверхности.

Величина продольной инерционной силы вычисляется из выражения.

, (55)

где удельное значение продольной инерционной силы, Н/кН веса груза.

При перевозке груза с опорой на один вагон.

, (56)

где удельное значение продольной инерционной силы, соответственно для вагонов массой брутто 22 и 94 т.

н/кН

кН.

Поперечная горизонтальная инерционная сила зависит от скорости движения, типа рессорного подвешивания вагона, способа размещения груза в вагоне и определяется из выражения, V=100 км/ч.

, (57)

где удельная величина поперечной инерционной силы, н/кН;

, (58)

где н/кН, н/кН.

н/кН.

кН.

Вертикальная инерционная сила возникает вследствие колебаний вагона при движении: подпрыгивания, галопирования и боковой качки и зависит от скорости движения и типа рессорного подвешивания.

, (59)

где удельная величина вертикальной инерционной силы, н/кН, вычисляется по формуле:

, (60)

н/кН

кН

Ветровая нагрузка на боковую поверхность груза, подверженную действию ветра, определяется из выражения:

, (61)

где площадь проекции наветренной поверхности груза на продольную вертикальную плоскость, ;

500 н/ - расчётное давление ветра.

кН.

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в продольном направлении, при перевозке груза с опорой на один вагон определяется из выражения:

, (62)

где коэффициент трения скольжения груза по полу вагона. Для трения дерева по дереву – 0,45.

кН

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в поперечном направлении, при перевозке груза с опорой на один вагон с учётом вертикальной инерционной силы определяется из выражения:

, (63)

кН

6.3 Проверка условий в необходимости закрепления груза.

Условие устойчивости груза от поступательных перемещений вдоль вагона.

Так как 114,75<285,35 кН, то условие устойчивости в продольном направлении не обеспечивается.

Условие устойчивости груза в поперечном направлении:

, (64)

Так как 76,088 < 130,35 кН, то в поперечном направлении груз не устойчив.

Условие устойчивости груза от опрокидывания вдоль вагона выполняется, если фактический коэффициент устойчивости:

, (65)

где расстояние от проекции ЦТ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль вагона, м;

высота ЦТ груза над полом вагона, м;

высота упорного бруска.

Таким образом устойчивость груза от опрокидывания в продольном направлении обеспечивается.

Условие устойчивости груза от опрокидывания поперёк вагона выполняется, если фактический коэффициент устойчивости:

, (66)

Устойчивость груза от опрокидывания поперёк вагона обеспечивается.

6.4 Расчёт параметров крепления груза.

Величина продольного и поперечного усилий, которые должны воспринимать креплением груза от поступательных перемещений.

, (67)

кН

, (68)

кН

Значения углов наклона растяжки к полу вагона, между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольную (поперечную) ось платформы определяются геометрическими строениями.

, h=3 м,

м,

таким образом, м,

, ,

Усилие в растяжках, возникающее от продольных инерционных сил:

, (69)

где количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении;

угол наклона растяжки к полу вагона;

угол между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной осями вагона.

кН;

Усилие в растяжках, возникающее от поперечных инерционных сил:

(70)

кН.

Выбор параметров растяжки производим по наибольшему усилию в растяжке, которое возникает при продольной инерционной силе.

Таким образом, определяем, что усилие в 44,0 кН выдержит растяжка из проволоки диаметром 8 мм в 8 нитей.

Тогда усилие, которое должны воспринимать гвозди, вбиваемые в распорные и упорные бруски, будет равно: , а потребное число гвоздей для крепления брусков к полу вагона с одной стороны груза будет равно: