Размещение и крепление на открытом подвижном составе (на примере груза параллелепипедной формы), страница 2

кН.

Сила трения, препятствующая перемещению груза в продольном направлении:

, где        ─ коэффициент трения груза по полу вагона или подкладкам, равный 0,4.

кН.

Сила трения, препятствующая перемещению груза в поперечном направлении:

,

Н=119,6кН.

6.3  Расчёт усилий, воспринимаемых креплением

Усилия, которые должны восприниматься креплением:

a)  В продольном направлении

кН.

b)  В поперечном направлении

,

кН.

6.4  Подбор и расчёт крепления груза от сдвига

Крепление груза устанавливается в зависимости от его конфигурации. Для штучных грузов с плоскими опорами от продольных перемещений применяются растяжки, бруски, обвязки и стойки; от поперечных перемещений – растяжки, бруски, обвязки, подкосы, пирамиды и т. д.

Для крепления станка используются в качестве основного вида крепления бруски. Высота брусков равна 100 мм, ширина брусков – 100 мм. Длина подбирается так, чтобы максимальным образом закрепить станок от перемещений на платформе.

Длина поперечных упорных брусков равна ширине пола вагона, то есть 2770 мм. Длина продольных распорных брусков равна 1750 мм, а поперечных распорных – 285 мм.

Количество брусков для закрепления должно быть таким, чтобы обеспечить неподвижность станка при перевозке, но не менее двух с каждой стороны груза. Поперечных упорных брусков – 4 штуки, продольных распорных – 4 штуки, поперечных распорных – 8 штук. На рисунке 6.4 указана схема расположения брусков на платформе для крепления станка.

Рисунок 6.4 – Схема крепления станка брусками

Бруски прикрепляются к полу вагона гвоздями так, чтобы не было возможности сместить брусок после того, как его прикрепят. Гвозди, которыми будут крепиться бруски, имеют следующую характеристику: диаметр гвоздя – 6 мм, длина гвоздя – 150 мм, допускаемое усилие на гвоздь – 1,08 кН. Минимальное расстояние между гвоздями, согласно [3], должно быть не менее 90 мм по длине бруска и не менее 30 мм по ширине бруска (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 – Схема размещения гвоздей

Количество гвоздей для крепления бруска, который должен удерживать станок от продольных перемещений по полу вагона, определяется из формулы:

n^ПР_ГВ = DF_ПР / R_ГВ , где  R_ГВ – допускаемая нагрузка на один гвоздь.

n^ПР_ГВ = 268,8 / 1,08 = 249 гвоздей.

Количество гвоздей для удерживания станка от поперечных перемещений по полу вагона, определяется по формулы:

n^ПОП_ГВ = DF_ПОП / R_ГВ,

n^ПОП_ГВ = 49,24 / 1,08 = 46 гвоздей.

Расчётное количество гвоздей, которое можно забить в бруски, одновременно работающие на сдвиг в продольном и поперечном направлениях, определяется с учётом минимального расстояния между брусками:

n^МАХ(i)_ГВ = (l_i / 90 – 1) * (b_i / 30 – 1) n_i , где  l_i – длина бруска i-го типа;

b_i – ширина бруска i-го типа;

n_i – количество брусков i-го типа.

Для поперечных упорных брусков:

n^{МАХ(поп. уп.)}_ГВ = (2770 / 90 – 1) * (200 / 30 – 1) 2 = 290 гвоздей.

Для поперечных распорных брусков:

n^{МАХ(поп. расп.)}_ГВ = (285 / 90 – 1) * (200 / 30 – 1) 4 = 49 гвоздей.

Таким образом, в продольном и поперечном направлениях усилия продольной и поперечной сил, непогашенных силами трения, погашается брусками, а значит груз при перевозке ни в продольном, ни в поперечном направлениях смещаться не будет.

Принимаем бруски длиной 1м, тогда в один брусок необходимо 20 гвоздей, значит, чтобы удержать станок от продольных перемещений по полу вагона необходимо двенадцать брусков, а от поперечных перемещений — три бруска.

6.5  Проверка возможности на опрокидывание

 

Кроме поступательных перемещений станок в процессе перевозки подвергается опрокидыванию. Коэффициент запаса устойчивости станка от опрокидывания определяется по формулам:

вдоль вагона (рисунок 6.6)

;

поперек вагона (рисунок 6.7)

где , — кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, м;

   —  высота центра тяжести груза над полом вагона, м;

— высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона, м;

  —  высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона, м.

Рисунок 6.6 — Схема для определения коэффициента запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль вагона

Рисунок 6.7 — Схема для определения коэффициента запаса устойчивости груза от опрокидывания поперек вагона

Вдоль вагона:

.

Таким образом, условие устойчивости станка в продольном направлении выполняется, и нет необходимости использовать дополнительные средства крепления для предотвращения опрокидывания груза в продольном направлении.

Поперек вагона:

h_нп^п = (h_ГР – h_БОРТА) / 2 + h_БОРТА,

h_нп^п = (2,0 – 0,5) / 2 + 0,5 = 1,25 м;

Устойчивости станка от опрокидывания в поперечном направлении также выполняется, а, следовательно, не требуется средств крепления, которые бы препятствовали опрокидывания груза.

6.6  Выводы

К перевозке представлен груз с плоской опорой параллелепипедной формы. Для перевозки станка выбрана четырехосная платформа и приведена её техническая характеристика. Описаны общие требования к размещению данного груза. Определена высота общего центра масс (м) и суммарная наветренная поверхность вагона с грузом (м²). Определены силы, действующие на груз. Рассчитаны усилия, воспринимаемые креплением. В продольном направлении кН, в поперечном направлении кН.

Долее в данном пункте выполнен подбор и расчет крепления груза от сдвига. Для крепления станка используются деревянные бруски. Рассчитано количество гвоздей для удерживания станка от перемещений по полу вагона.

Выполнена проверка возможности на опрокидывание, которая показала, что станок устойчив от опрокидывания, как в продольном, так и в поперечном направлении, а, следовательно, нет необходимости использовать дополнительные средства крепления для предотвращения опрокидывания груза.