Расчет схемы размещения и крепления груза с плоской опорой (перевозка осуществляется на четырехосной платформе)

продольном направлении груз должен находиться в пределахдлины платформы;

3)  профильное смещение центра тяжести груза от вертикальной плоскости, в которой находится поперечная ось платформы, недолжно превышать значений, указанных в таблице 10 ТУ.

4)  в поперечном направлении смещение центра тяжести груза от вертикальной плоскости, в которой находится продольная ось вагона, не должно превышать значений, указанных в таблице ТУ.

5)  разница загрузки тележек вагонов не должна превышать 10 т для 4-осных вагонов, 15 т для 6-осных и 20 т для 8-осных вагонов.

Поскольку имеется смещение центра тяжести груза относительно поперечной оси вагона, то рассчитываем загрузку тележки вагонов:

;                                           (5.1)

;                                      (5.2)

,                                       (5.3)

где Q_гр – масса груза;

l_см – смещение центра масс груза от поперечной оси платформы.

 т;

 т;

<10 т.

6)  высота общего центра тяжести груза не должна превышать 1300 мм от уровня головки рельса:

                               H_цт = ,                                    (5.4)

где    H_гр – высота ЦТ груза;

H_пол -  высота пола вагона над УГР;

H_цт^ваг – высота ЦТ вагона над УГР;

Q_т – тара вагона.

H_цт^о ==1856,9мм <2300мм

7) общая наветренная поверхность груза с вагоном не ложна превышать 50 м²:

                                            S_общ = S_пл + S_гр ,                                               (5.5)

где      S_пл – наветренная поверхность четырехосной платформы; S_пл = 13 м²;

S_гр – наветренная поверхность груза, которая определяется по формуле:

                                           S_гр = l·(h-0,5) ,                                                    (5.6)

где     l – длина груза, l = 7,5 м;

h – высота груза, h = 2,1м.                 

S_гр = 7,5 · (2,1 - 0,5) = 12 м².

S_общ =13 + 12=25 м².

Все требования размещения груза на ОПС соблюдены.

5.2Расчет сил, действующих на груз

Таблица 5.1 – Параметры перевозимого груза

Параметр груза	Ед. изм.	Значение
Длина	м	7,5
Ширина	м	2,4
Высота	м	2,1
Масса	т	45
Высота центра тяжести от пола платформы	м	1,1
Расстояние от центра тяжести до поперечной оси платформы	м	1,15

Перевозка осуществляется на четырехосной платформе, техническая характеристика которой представлена в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Характеристика платформы

Параметр	Ед. изм.	Значение
Грузоподъемность	т	70
Масса тары вагона	т	21,9
База вагона	м	9,72
Длина: по осям автосцепки по концевым балкам	мм	14620 14400
Высота  пола над уровнем головки рельса	мм	1320
Размеры пола: длина ширина	мм	1340 2770
Площадь пола	м2	36,8

При определении способов размещения и крепления груза должны учитываться следующие силы:

1.  Продольная горизонтальная инерционная сила (F_пр);

2.  Поперечная горизонтальная инерционная сила (F_п);

3.  Вертикальная инерционная сила (F_в);

4.  Ветровая нагрузка;

5.  Сила трения.                            F_в

1) Продольная инерционная сила определяется по формуле:

                                       F_пр = а_пр·Q_гр,                                                            (5.7)

где     а_пр – удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза, которая определяется по формуле:

                                     a_пр = a₂₂ - , кгс/т                                 (5.8)

где     a₂₂,а₉₄ – удельные инерционные продольные силы, принимаемые соответственно при массе брутто вагона 22 и 94 т.

Согласно таблице 1.20 ТУ при скорости движения 100 км/ч  a₂₂=1,2 тс/т; а₉₄=0,97 тс/т.

a_пр=1,2 - =1,056 тс/с;

F_пр =1,056·45 = 47,53 тс.

2) Поперечная инерционная сила определяется по формуле:

                                             F_п= a_п· Q_гр,                                                            (5.9)

где      a_п – удельная инерционная поперечная сила на 1 т массы груза, определяется по формуле:

a_п = 0,33+,                                                                   (5.10)

 

F_п=0,38·45 = 13.34 тс.

3) Вертикальная инерционная сила F_в рассчитывается по формуле:

                                         F_в= a_в·Q_гр,                                                            (5.11)

где    a_в – удельная вертикальная инерционная сила на 1 т массы груза для четырехосных вагонов на тележках и скорости движения 100 км/ч. Она определяется по формуле:

 

                             a_в=0.25+k·l_см+(2.14/Q_гр),                                                (5.12)

где    k – коэффициент, равный 5, если погрузка груза производится с опорой на один вагон и равный 20, если погрузка производится с опорой на два вагон; k=5;

a_в=0,25+5·10^-3·7,5+(2.14/45)=0,335 тс/т;

F_в=0,335·45=15,075 тс.

4) Ветровая нагрузка принимается нормальной к поверхности груза, и определяется по формуле:

                                             W=50·S_гр ;                                                       (5.13)

W=50·12·10^-3 = 0,6 тс.

5) Сила трения в продольном направлении определяется по формуле:

                                             F_тр^пр = Q_гр·μ,                                                        (5.14)

где    μ – коэффициент трения; для условия трения дерева по дереву μ=0,45

F_тр^пр =45·0,45 = 20,225 тс.

Сила трения в поперечном направлении определяется по формуле:

                                       F_тр^п = Q_гр · μ(1-a_в);                                                 (5.15)

F_тр^п = 45·0,45 · (1 – 0,335) = 13,46 тс.

5.3 Расчет усилий, воспринимаемых креплением груза

В продольном направлении на груз действует две силы:

1)  горизонтальная инерционная продольная сила (F_пр);

2)  сила трения в продольном направлении.

Результирующая сила, действующая на груз и воспринимаемая креплением груза, рассчитывается так:       

                                        ΔF_пр=F_пр – F_тр^пр ;                                                  (5.16)

ΔF_пр = 47,53-20,25 = 27,305тс.

В поперечном направлении на груз действуют следующие силы:

1)  горизонтальная инерционная поперечная сила (F_п)

2)  сила трения в поперечном направлении (F_тр);

3)  сила ветра.

Результирующая от действия этих трех сил составляет:

                                                 ΔF_п=n·(F_п +W) – F_тр^п,                                      (5.17)

где    n – коэффициент, равный 1,25 при разработке и утверждении чертежей НОД, и равный 1 при  разработке сетевых или местных ТУ; принимаем n=1,25.

ΔF_п = 1· (17,34 + 1,25) – 13,46 = 4,89 тс.

Положительное значение, полученных вычислений, означают, что требуется крепление груза.

5.4    Выбор и расчёт крепления груза от сдвига

Бруски к полу платформы крепятся гвоздями. Для крепления выбраны гвозди длиной 150мм и бруски сечением 100×100 мм.

Количество гвоздей, забиваемых в брусок, крепящий груз от продольных