Выбор и расчет крепление для груза с плоской опорой при перевозке на открытом подвижном составе

5  Выбор и расчет крепление для груза с плоской опорой при перевозке на открытом подвижном составе

 

5.1   Проверка правильности размещения груза в вагоне

Схема размещения груза на открытом подвижном составе представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Размещение груза на платформе

Для перевозки груза на платформе необходимо проверить расположения груза по следующим условиям:

а)  Разность загрузки тележек не должна превышать 10 т.:

;                                        (5.1)

,                                              (5.2)

где    – масса груза, =40 т;

 – расстояние центра тяжести груза от поперечной оси платформы, =1,215м ;

 – база вагона,  = 9,72;

Произведем проверку:

т;

т.

Из расчетов видно, что разность загрузки тележек составляет 10т, следовательно условие соблюдается. б)    Продольная смещение центра массы не должна превышать 1/8 базы вагона:

Необходимо проверить следующее условие:

                       ;                                                (5.3)

;

.

Данное условие также  выполняется.

в)   Поперечное устойчивость вагона проверяется  в случае, если высота общего центра масс вагона с грузом  от уровня головки рельса превышает 2300мм, или наветренная поверхность вагона с грузом превышает 50 м²:

                                     ,                                           (5.4)

где  - высота центра тяжести груза от уровня головки рельса;

 - масса груза;

 - высота центра тяжести платформы от уровня головки рельса (0,8м);

 - масса тары вагона (21,4т.);

Расчет высоты общего центра масс:

;

.

Получили, что высота общего центра масс не превышает 2300 мм.

Сумма наветренной поверхности определяется по формуле:

                                              S_общ=S_пл+S_гр,                                                      (5.5)

где      S_пл – наветренная поверхность четырехосной платформы; S_пл = 7 м²;

S_гр – наветренная поверхность груза, которая определяется по формуле:

S_гр=l_грh_гр,                                                          (5.6)

где     l_гр – длина груза, l_гр = 10,5 м;

h_гр – высота груза, h_гр = 1,7 м;

S_гр = 10,5∙1,7 = 17,85 м²;

S_общ =17,85+7=24,85м²;

S_общ=24,85≤50 м².

Получили, что наветренная поверхность не превышает 50м². Оба условия соблюдаются,  следовательно поперечную устойчивость проверять не надо.

5.2    Определение сил, действующих на груз

При установлении способа размещения груза и выборе крепления должны учитываться следующие силы, действующие на груз:

В продольном направлении:

- Продольная горизонтальная инерционная сила,F_пр;

- Продольная сила трения,F_тр;

Силы действующие на груз продольной плоскости представлены не рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Силы действующие на груз в продольной плоскости

В поперечном направлении:

         -   Вертикальная инерционная сила,F_вер;

-   Поперечная инерционная сила F_поп;

-    Ветровая нагрузка,W;

-    Поперечная сила трения,F_тр.

  Силы действующие на груз поперечной плоскости представлены не рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 – Силы действующие на груз в поперечной плоскости

Продольная горизонтальная инерционная сила определяется по формуле:

                                           F_пр = а_пр·Q_гр,                                                          (5.7)                           

  где     а_пр – значение удельной продольной инерционной силы, приходящаяся на 1 т массы груза,тс/т, .

                            a_пр = a₂₂ - , кгс/т,                                             (5.8)

где     a₂₂,а₉₄ – удельные инерционные продольные силы, принимаемые при массе брутто вагона 22 и 94 т, и равные соответственно  1,2 тс/т и 0,97 тс/т.

a_пр=1,2– =1,07 тс/т;

F_пр =1,07·40=42,8тс.

Поперечная горизонтальная инерционная сила определяется по формуле:

F_поп= a_поп· Q_гр/1000 ,                                               (5.9)

где a_п – удельная инерционная поперечная сила на 1 т массы груза

a_п -  определяется по формуле:

                              a_п = a_с+,                                                (5.10)

где a_с,a_ш  - удельные поперечные силы, при нахождении центра груза под серединой вагона или под шкворневой балкой (a_с =330кс/т, a_ш =550кс/т).

a_поп =330+=385 кгс/т;

F_поп=385·40/1000=15,4 тс.

Вертикальная инерционная сила F_в рассчитывается по формуле:

                                 F_в= a_в·Q_гр/1000,                                                      (5.11)

где a_в – удельная вертикальная инерционная сила, приходящаяся на 1 т массы груза для четырехосных вагонов на тележках и скорости движения 100 км/ч.

                                       a_в=250+k·l_см+(2140/Q_гр),                                           (5.12)   

где k – коэффициент, учитывающий способ погрузки, k=5.

a_в=250+5·1,215+(2140/40)=309,6 кгс/т;

 

F_в=309,6 · 40/1000=12,38 тс.

Ветровая нагрузка принимается нормальной (перпендекулярной