Проверка правильности размещение груза в вагоне, определение сил действующих на груз в продольном и поперечном направлениях

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

 

5.1    Проверка правильности размещения груза в вагоне

На рисунке 5.1 представлена схема размещения груза на открытом подвижном составе.

Рисунок 5.1 – Размещение груза на платформе

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

Ø  Разность загрузки тележек не должна превышать 10 т.:

       ;                                 (5.1)

.                                (5.2) где    – масса груза (45Т.);

 – расстояние центра тяжести груза от поперечной оси платформы (1,2м.);

 – база вагона (9.72м.);

Произведем проверку:

т;

т.

Из расчетов видно, что разность загрузки тележек составляет 11т, условие не соблюдается но связи с этим на одну из тележек необходимо положить противовес в 1т, после этого условие будет соблюдаться.

Ø  Продольная смещение центра массы не должна превышать 1/8 базы вагона:

Необходимо проверить следующее условие:

                  ;                                           (5.3)

Проверка условия:

Данное условие выполняется.

Ø  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 груза от головки рельса;

 - масса груза;

 - высота вагона (0,8м);

 - масса вагона (21,4т.);

Расчет общего центра масс:

Из расчета приведенного выше, можно сделать вывод, что груз необходимо проверять на поперечное устойчивость.

 

Ø  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_грП,                                                   (5.6)

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

h_гр – высота груза, h_гр = 2,1 м;

S_гр = 10,5 2,1 = 22,05 м².

S_общ =22,05+7=29,05м².

Данное требование выполняется.

5.2    Определение сил, действующих на груз

При установлении способа размещения груза и выбор применения должны учитываться следующие силы:

В продольном направлении:

1.  Продольная горизонтальная инерционная сила (F_пр);

2.  Продольная сила трения (F_тр);

     Силы действующие на груз продольной плоскости представлены не рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Силы действующие на груз в продольной плоскости

          В поперечном направлении:

1.  Вертикальная инерционная сила (F_вер);

2.  Поперечная горизонтальная инерционная сила (F_поп

3.  Ветровая нагрузка (W);

4.  Сила трения действующая в поперечном направлении (F_тр).

     Силы действующие на груз поперечной плоскости представлены не рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – 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 – 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 1,2 тс/т и 0,97 тс/т.

a_пр=1,2– =1,1 кгс/т;

F_пр =1,1·45=49,5тс.

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 когда центр груза находится под серединой вагона или под шкворневой балкой (a_с =330кс/т, a_ш =550кс/т).

a_поп =330+=547 кгс/т;

F_поп=547·45/1000=24,6 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 на 1 т массы груза для четырехосных вагонов на тележках и скорости движения 100 км/ч. Она определяется по формуле:

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

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

a_в=250+5·1,2+(2140/45)=304 кгс/т;

 

F_в=304 · 45/1000=13,68 тс.

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

                                                     W=50·S_гр /1000;                       (5.13)

где  S_гр – площадь поветренной поверхности (22,05).

W=50·22,05 /1000=1,1тс.

Сила трения в продольном направлении определяется по формуле:

                                              F_тр^пр=Q_гр·μ,                                    (5.14)

где μ – коэффициент трения между грузом и полом вагона μ=0,45

F_тр^пр =45·0,45=20,3 тс;

Сила трения в поперечном направлении определяется по формуле:

F_тр^поп=Q_гр·μ(1000-a_в)/1000;                                 (5.15) 

F_тр^п=45·0,45(1000-304)/1000= 14,1 тс.

Груз устойчив от поступательных перемещений, если выполняются следующие условия:

                              F_тр^пр F_пр,                                         (5.16)

                       F_тр^попn·( F_поп +W)                               (5.17)

где n – коэффициент запаса устойчивости (1,25).

Проверка выполнения условий:

20,3 49,5,                                        

14,11,25·( 24,6 +1,1)                              

Данные условия не выполняется, следовательно оставшаяся часть усилия не погашенной силой трения необходимо возложить на крепления.

Усилия которые воспринимает крепления определяется по формуле:

                                       ;                                (5.18)

                         (5.19)

тс,

18тс.

ВЫВОД

В данном раздела курсового проекта произвели проверку правильности