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
кН
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/ ;
м
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: