Размещение и крепление грузов на открытом подвижном составе

6 Размещение и крепление грузов на открытом подвижном составе

6.1 Общие требования к размещению груза

Согласно заданию, к перевозке по железной дороге предъявляется груз с плоской опорой параллелепипедной формы.

Груз должен быть размещен и закреплен на открытом подвижном составе. Основные параметры груза приведены в таблице 6.1

Таблица 6.1 – Техническая характеристика груза

Характеристика груза	Значение
Масса, т	30
Длина, мм	11000
Ширина, мм	2400
Высота, мм	2100
Высота центра масс (ЦТ), мм	1150
Расстояние от ЦТ груза до поперечной оси платформы, мм	1200

Размещение груза на открытом подвижном составе и расчет крепления выполняется в соответствии с требованиями [3]. Расчеты выполняются в последовательности:

1) в зависимости  от массы, габаритных размеров и конфигурации грузов выбирается тип подвижного состава. Для перевозки предъявленного груза  будет использована  четырехосная платформа, техническая характеристика которой приведена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Техническая характеристика платформы

Характеристика вагона	Значение
Грузоподъемность, т	66
Внутренняя длина пола, мм	13300
Внутренняя ширина пола, мм	2770
Высота над УГР до центра масс (ЦМ), мм	800
Высота над УГР до геометрического центра боковой поверхности, мм	1100
Высота над УГР до уровня пола, мм	1290
Площадь наветренной поверхности, м2	13000
База вагона, мм	9720
Тара вагона, т	21

2) вычерчивается  масштабная схема груза с указанием размеров и центра массы и соблюдается габарит погрузки. Так как ширина груза 2300  мм, а габарит погрузки 3250 мм, то груз находиться в пределах габарита.

3)определяется высота общего центра массы над уровнем головки рельса.

                                                         ;                                                  (6.1)

где  – масса груза, т;

 – тара вагона, т;

 – высота центра массы груза над уровнем головки рельса,  = 2,44 м;

 – высота центра массы вагона над уровнем головки рельса;

м;

Так как центр массы смещен в продольном направлении, то загрузка тележек будет неравномерной.

                                                      ;                                                    (6.2)

                                                                                                        (6.3)

                                                         ;                                                       (6.4)

где  – расстояние от центра тяжести груза до поперечной оси платформы, м;

 – база вагона, м.

Произведем расчет загрузки тележек по вышеприведенным формулам:

 т;

 т;

т;

Согласно технических условий, разница в загрузке тележек не должна превышать 10 тонн. Таким образом, из расчетов видно, что требования выполняются.

4) суммарная наветренная поверхность рассчитывается по следующим формулам:

 м²;                                               (6.5)

где ,  – соответственно высота и длина груза, м.

м² ;

Поперечная устойчивость вагона с грузом проверяется, если высота общего центра массы груза H_цм > 2300 мм или суммарная наветренная поверхность S > 50 м². Так как рассчитанные параметры удовлетворяют условию, то нет необходимости проверять поперечную устойчивость вагона с грузом.

5) продольное смещение центра массы не должно превышать допустимых значений, приведенных в [3, таблица 1.5], то есть 1970 мм. Так как фактическое смещение равно 1200 мм, то требуемые условия выполняются.

6)проверяется возможность перевозки груза без поперечных подкладок, путем сравнения максимального изгибающего момента в раме с допустимым значением. Максимальный изгибающий момент зависит от схемы ее загрузки.

                                                           ;                                                               (6.6)

где q – распределенная нагрузка от груза на пол вагона, определяемая по формуле:

                                                                     ;                                                                    (6.7)

Произведем расчет загрузки и максимально изгибающего момента по формулам (6.6) и (6.7):

 т/м;

тс∙м;

Согласно [3, таблица 1.11] максимальный изгибающий момент не должен превышать 110 тс∙м, так как полученное значение 32,21 < 110, то условие выполняется.

7) определяются значения динамических сил, действующих на груз, и выбирается тип крепления.

8) определяются усилия на крепления и рассчитываются параметры крепежных элементов.

6.2  Расчет сил, действующих на груз

В процессе транспортировки на груз действуют инерционные силы в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Продольные усилия возникают при соударениях, маневрах. Поперечные инерционные усилия действуют в кривых, стрелочных переводах. Вертикальные усилия – при ударах в стыках, остряках, крестовинах.

Согласно рекомендации [3, таблица 1.27] груз на плоской опоре крепится брусками и проволочными растяжками.

Продольная инерционная сила:

;                                                 (6.8)

где  – удельная продольная инерционная сила на 1 тонну груза, определяется по формуле:

;                                     (6.9)

где ,  – удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при весе брутто вагона 22, 94 по таблице 1.20 [3]; = 1,2 тс, = 0,97 тс.

 тс/т;

 тс;

Поперечная инерционная сила, действующая на груз:

;                                                    (6.10)

где – удельная поперечная инерционная сила на 1 тонну груза;