Размещение и крепление грузов на открытом подвижном составе, страница 2

;                                             (6.11)

где  – расстояние от центра тяжести груза до центрального поперечного сечения вагона;

= 330;

= 350.

кгс;

кгс;

Вертикальная инерционная сила:

;                                                      (6.12)

где  – удельная вертикальная сила на 1 тонну груза, кгс.

;                                       (6.13)

кгс;

кгс;

Ветровая нагрузка принимается нормальной к поверхности груза и определяется из расчета 50 кг на 1 м² ;

;                                                    (6.14)

кгс;

Сила трения определяется по формулам:

;                                                    (6.15)

где – коэффициент трения, принимаем = 0,45;

;                                           (6.16)

тс;

кгс;

6.3    Расчет усилий, воспринимаемых креплением груза

При расчете крепления предполагается, что усилие, погашаемое упорными обвязками и брусками, распределяется равномерно. Половина приходится на бруски, половина на обвязки. Общее продольное усилие, которое должно восприниматься креплением:

;                                                 (6.17)

тс;

;                                            (6.18)

где n – коэффициент запаса, принимаем n = 1;

кгс;

Приведенные усилия распределяем следующим образом:

;

;

где – продольные усилия, воспринимаемые соответственно брусками и обвязками.

 – поперечные усилия, воспринимаемые соответственно брусками и обвязками.

Исходя из условий принимаем, что =тс, = кгс.

6.4 Подбор и расчет крепления груза от сдвига

Груз от сдвига крепится упорными брусками и обвязками. В проекте предполагается, что усилие на бруски и обвязки распределены равномерно. Упорные бруски крепятся к полу вагона гвоздями. Высота брусков должна быть не менее 50 мм. В расчетах принимается сечение бруска мм.

Гвозди должны быть на 50-60 мм длиннее сечения бруска. Гвозди диаметром 6 мм, длина 150-200 мм. При закреплении деревянных изделий гвозди необходимо забивать отвесно к полу вагона без загиба головок на расстоянии не менее 30 мм от краев и не менее 90 мм от торцов досок пола вагона (рисунок 6.1). Длину бруска принимаем равной 1,0 м.

Рисунок 6.1 – Схема размещения гвоздей

Рассчитаем необходимое количество гвоздей обратным путем. Число гвоздей для крепления бруска определяется по формуле:

;                                                    (6.19)

где  –  усилие, воспринимаемое упорными брусками, 9,75 тс;

 – допускаемое усилие на один гвоздь, принимаем = 108 тс;

 гвоздь.

Исходя из вышеизложенных требований на 1,0 м длины бруска необходимо 22 гвоздя. Поэтому в данном случае необходимо 4 бруска длиной 1,00 м и на каждый брусок по 22 гвоздей.

Аналогично рассчитывается количество брусков в поперечном направлении.

;                                                    (6.20)

штук;

Следовательно, в поперечном направлении необходим один брусок длиной 1,10 м. Схема крепления груза брусками представлена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 – Схема крепления груза брусками

Усилие, воспринимаемое обвязкой рассчитывается по формуле:

,                                            (6.21)

где n _обв – количество растяжек работающих одновременно в одном направлении; n _обв = 2;

a – угол наклона растяжки к полу вагона;

Расчетная схема для определения количества обвязок представлена на рисунке 6.3

Рисунок 6.3 – Расчетная схема для определения количества обвязок

,                                            (6.22)

;                                                     (6.23)

;                                                     (6.24)

Произведем расчет усилия, воспринимаемого обвязкой:

 м;

м;

;

  кгс.

По усилию в обвязке и допускаемому усилию на проволоку по [3, таблица 1.30] определяется нужный диаметр и количество нитей в проволоке. Согласно расчетов крепление будет состоять из 11 нитей проволоки диаметром 8,0 мм, которые способны выдержать усилия равные, при креплении способом утвержденным отделениями дорог, 6050 кгс.

6.5 Проверка возможности на опрокидывание     

Кроме поступательных перемещений груз в процессе перевозки может подвергаться опрокидыванию.

Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания определяется в продольном направлении по формуле:

;                                               (6.25)

где  – высота центра тяжести груза от пола платформы; 1,15 м;

 – высота упора, 100 мм.

l⁰ – кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза до ребра опрокидывания вдоль вагона;

;                                                     (6.26)

м;

;

Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания в поперечном направлении:

;                              (6.27)

где W – ветровая нагрузка на груз, тс;

 – высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона, м;

в⁰ – кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза до ребра опрокидывания поперек вагона, м;

;                                                  (6.28)

 кгс;

;                                                       (6.29)

м;

;

Поскольку данное условие выполняется, то дополнительных мер по защите груза от опрокидывания не требуется.

6.6 Выводы

В данном пункте проекта была выбрана схема размещения и крепления груза с плоской опорой в соответствии с общими требованиями размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. Произведен расчет сил действующих на груз, расчет усилий, воспринимаемых креплением груза.

В соответствии с расчетами, приведенным выше, заданный груз крепится восемью брусками с обеих сторон в продольном направлении и двумя брусками в поперечном. Все бруски имеют размеры 100х100х1000 мм и крепятся к полу вагона 22-мя гвоздями каждый. Также груз крепится с помощью 11 нитей проволоки диаметром 8,0 мм, которые способны выдержать усилия равные, при креплении способом утвержденным отделениями дорог, 6050 кгс.

Также была произведена проверка возможности на опрокидывание груза.