Реферат: Рассчёт крепления груза
Название: Рассчёт крепления груза Раздел: Рефераты по транспорту Тип: реферат |
1. Выбор типа подвижного состава Исходя из параметров цистерн, для перевозки может быть использована четырёхосная платформа грузоподъёмностью 63 т, имеющая тележки ЦНИИ-Х3. Длина базы 9.72 м, тара т, ширина м, длина м, высота ЦМ порожней платформы от уровня головок рельсов м, высота пола м, площадь боковой поверхности м2 . 2. Определение места нахождения ЦМ груза Место нахождения общего центра масс груза по длине, ширине и высоте и величину его смещения определим по следующим формулам: а) в продольном направлении: , где – внутренняя длина вагона, мм; – расстояние от торцевого борта вагона до вертикальной плоскости, в которой находится общий ЦМ грузов, мм; , ,– расстояния от торцевого борта вагона до вертикальной плоскости, в которой находится ЦМ каждого грузового места, мм; ,– масса соответствующего грузового места, т; мм; ; б) в поперечном направлении: , где – внутренняя ширина вагона, мм; – расстояние от продольного борта вагона до вертикальной плоскости, в которой находится общий ЦМ грузов, мм; , ,– расстояния от продольного борта вагона до вертикальной плоскости, в которой находится ЦМ каждого грузового места, мм; мм; ; в) в вертикальном направлении: , где – расстояние от пола вагона до горизонтальной плоскости, в которой находится общий ЦМ грузов, мм; ,– расстояния от пола вагона до горизонтальной плоскости, в которой находится ЦМ каждого грузового места, мм; мм. 3. Определение загрузки тележек Максимальная нагрузка на тележку вагона при наличии смещения ЦМ в случае размещения груза одним штабелем по длине вагона определяется по формуле: , где – общая масса груза в вагоне, т; – база вагона, мм; так как , то т. 4. Определение устойчивости вагона относительно головки рельса Вагон с грузом является устойчивым, если выполняются два условия: 1)высота общего ЦМ груза и вагона м; 2)общая наветренная поверхность вагона с грузом м2 . Общая высота ЦМ груза и вагона определяется по формуле: , где – общая масса груза в вагоне, т; – масса тары вагона; – высота над уровнем головки рельса ЦМ порожнего вагона; мм; – условие выполняется. Общая наветренная поверхность определяется по формуле: , где – площадь боковой поверхности платформы, при закрытых бортах м2 ; – площадь наветренной поверхности груза, м2 ; , где и – соответственно длина и высота единицы груза, м; – высота бортов платформы, м; м2 ; м2 ; м2 ; – условие выполняется. Вывод: вагон с грузом относительно головки рельса является устойчивым. 5. Определение сил, действующих на груз На груз действует 2 группы сил: сдвигающие и удерживающие. Точкой приложения всех сил будем считать ЦМ груза. Точкой приложения ветровой нагрузки примем геометрический центр наветренной поверхности груза. Продольную инерционную силу определим по следующей формуле: , где – удельная величина продольной инерционной силы, тс/т; , где ,– удельные величины продольной инерционной силы при массе брутто 22 т и 94 т, тс/т, тс/т; тс/т; тс/т; тс/т; тс/т. Поперечная инерционная сила определяется по следующей формуле: , где – удельная величина поперечной инерционной силы, тс/т; , где – расстояние от ЦМ груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м; тс/т; тс/т; тс; тс. Вертикальная инерционная сила определяется по следующей формуле: , где – удельная величина вертикальной инерционной силы, тс/т; , где при опоре груза на один вагон ; – расстояние от ЦМ груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м; тс/т; тс/т;тс/т. Ветровая нагрузка Wопределяется по следующей формуле: ; тс; тс. Сила трения , действующая на груз в продольном направлении, определяется по формуле (подкладки прибиты к полу): , где – коэффициент трения стали по дереву, ; тс. Сила трения , действующая на груз в поперечном направлении, определяется по формуле: , где – коэффициент, принимаемый ; тс; тс. 6. Определение устойчивости груза от сдвига Груз считается устойчивым от сдвига вдоль вагона, если выполняется условие: – условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила , которая воздействует на крепление, определяется по формуле: ; тс. Груз считается устойчивым от сдвига поперёк вагона, если выполняется условие: , где n – коэффициент местных ТУ, для Зап.-Сиб. ж.д. n=1.25; Для первой цистерны: – условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила , которая воздействует на крепление, определяется по формуле: ; тс. Для второй цистерны: – условие не выполняется, груз необходимо закрепить от сдвига вдоль вагона. Сила , которая воздействует на крепление, определяется по формуле: ; тс. 7. Определение размеров подкладок Сечение подкладок принимаем равным 100*200 мм, длину, равную внутренней ширине платформы, – 2870 мм. Определим площадь соприкосновения подкладки с цистернами. Суммарная расчётная нагрузка на подкладку составит: ; ; . Проекция необходимой площади опирания цистерны на подкладку: , где МПа – допускаемое напряжение смятия для ели и сосны; м2 ; м2 . Поперечник выемки по продольной оси подкладок определим по формуле: , где м – принятая ширина подкладки. Глубина выемки равна: , где – радиус цистерны, м; – расстояние от подкладки до горизонтальной плоскости, проходящей через ЦМ груза. , . м, м; , , , ; м, м. 8. Выбор типа крепления В соответствии с п. 1 главы 6 Технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах закрепим данный груз следующим образом. Для предотвращения сдвига в продольном направлении цистерны закрепим с торцовых сторон двумя упорными и двумя распорными брусками сечением 200*200 мм. Суммарное число гвоздей для крепления упорных и распорных брусков определим по формуле: , где – коэффициент трения между упорным бруском и полом вагона; – количество брусков, одновременно работающих в одном направлении; – допускаемое усилие на один гвоздь, для гвоздей диаметром 8 мм и длиной 250 мм тс. гв.; гв. Число гвоздей крепления распределяется по количеству используемых брусков равномерно. Грузы цилиндрической формы подвержены перекатыванию. Их закрепляют от перекатывания совместно упорными брусками и обвязками. На каждую подкладку вплотную к грузу с обеих сторон уложим упорные бруски шириной 200 мм, длиной до конца подкладки и высотой 80 мм. Упорные бруски и подкладки крепим к полу платформы восемью гвоздями длиной 250 мм. Первую цистерну закрепим пятью обвязками, вторую цистерну закрепим двумя обвязками. Продольные и поперечные усилия в обвязках рассчитаем по следующим формулам: , , где D– диаметр цистерны, мм; – кратчайшее расстояние от ребра опрокидывания до проекции ЦТ на горизонтальную плоскость, мм; – перпендикуляр от ребра опрокидывания на обвязку или растяжку, мм; – количество обвязок; – расстояние от пола вагона или плоскости подкладок до точки приложения ветровой нагрузки, мм; – высота упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм; тс; тс; тс; тс. Отрицательный знак в полученном результате говорит о том, что от поперечных сил дополнительных усилий в обвязках не возникает. Следовательно, дополнительного крепления не требуется. Площадь сечения полосовых обвязок определим по формуле: , где R – нагрузка на обвязку, кгс; – допускаемое напряжение при растяжении, для Стали 30 кгс/см2 . см2 ; см2 . Исходя из полученного результата, выберем следующий тип обвязок: для первой цистерны - полосовые обвязки сечением 4*30 мм; для второй цистерны – полосовые обвязки сечением 6*40 мм. 9. Определение расчётной степени негабаритности 1. Определим высоты наиболее выступающей в бок точки груза относительно уровня головки рельса: , где – высота пола над УГР, мм; – высота подкладки, мм; – высота наиболее выступающей в бок точки груза над уровнем подкладок, мм. мм; мм. 2. Определим ширину габарита погрузки на высоте : мм; мм. 3. Сравним ширину груза и ширину габарита погрузки : Для первой цистерны: Для второй цистерны: – оба груза вписываются в габарит погрузки на прямом горизонтальном участке пути. 4. Определим отношение длины груза к базе вагона: ; – груз недлиномерный и вписывается в габарит погрузки на кривых участках пути. |