2. Расчет крепления груза цилиндрической формы.

Исходные данные для расчета крепления груза цилиндрической формы принимаются по варианту, заданному преподавателем (прил. 6). Для варианта 1.6 эти данные следующие.

К перевозке предъявлен котел цилиндрической формы, имеющий следующие параметры: масса – 31,3 т; длина – 12,6 м; диаметр – 2,4; расположение центра массы по высоте – 1,2 м; по длине – 5,8 м. Для перевозки используется платформа типа 2, параметры которой в соответствии с приложением 3: тара – 21,4 т; база – 9,72 м; длина – 13,3 м; высота над УГР пола платформы – 1,32 м; центра масс – 0,8 м.

Рисунок 10 – Схема для расчета упорного бруска.

Рисунок 11 – Схема для расчета усилия в обвязке.

Размещение котла (рис. 12) производится симметрично относительно продольной и поперечной осей платформы. ЦТ груза при таком расположении будет смещен в продольном и поперечном направлениях на величину:

в продольном направлении от вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось платформы:

что соответствует требованиям табл. 2.;

в поперечном направлении от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось платформы, смещение равно нулю.

Тележки платформы нагружены неравномерно, при этом:

Разность нагрузок тележек:

100 кН.

Следовательно, выбранная схема размещения котла соответствует требованиям ТУ. Груз размещается на двух поперечных подкладках сечением 200 х 150 мм, длиной 2770 мм. В каждой подкладке делается выемка в форме котла (рис. 13) для более равномерной передачи нагрузки. Глубина выемки зависит от давления на подкладку. Расчет производится на максимальную нагрузку с учетом вертикальной инерционной силы.

тогда

Проекция площади опирания котла на подкладку находится с учетом допускаемого напряжения на смятие

При ширине подкладки поперечник выемки в подкладке для опирания котла составит:

Глубину выемки можно определить из выражения:

;

Проверка габаритности погрузки путем сопоставления координат наиболее удаленных точек груза: по высоте от УГР 2560=1320+150-60+1200; по ширине от оси пути 1200 мм и координат (прил. 1) показывает, что груз находится в пределах габарита погрузки.

Общая высота ЦТ вагона с грузом равна (по формуле 6):

 .

Общая наветренная поверхность вагона с грузом:



Следовательно, устойчивость платформы с грузом обеспечивается.

Определение сил, действующих на груз, производится по формулам п. 4.

Продольная инерционная сила:

Поперечная инерционная сила:

Вертикальная инерционная сила:

Ветровая нагрузка:

Сила трения в продольном направлении:

Сила трения в поперечном направлении:

Проверка устойчивости груза относительно перемещений вдоль вагона показывает, что в продольном направлении груз неустойчив и требует крепления, так как:

 ; 125,2  348,4;

Запас устойчивости груза против опрокидывания относительно подкладок в продольном и перекатывания в поперечном направлениях определяется по формулам (24) и (25):

в продольном направлении:

 1,25;

в поперечном направлении с учетом действия вертикальной инерционной силы:

 1,25.

Здесь величина – расстояние до ребра перекатывания определяется:

Устойчивость груза от опрокидывания в продольном направлении обеспечивается, так как запас устойчивости более 1,25. В поперечном направлении груз может перекатываться. В продольном направлении груз будет смещать сила:

Крепление выполняется (рис. 12) от продольных сдвигов четырьмя металлическими обвязками 1, а от перекатывания – упорными брусками 2 в сочетании с обвязками. Упорные бруски прибиваются гвоздями к поперечной подкладке 3.

По конструкции обвязка (рис. 12, узел А) состоит из металлической полосы 1 и стержня с резьбой 4, соединенных сваркой. Борта платформы в месте установки обвязок открывают и закрепляют установленным порядком. Стержень с резьбой вставляют в отверстие скобы 5 и соответствующим образом закрепляют, одновременно натягивая полосу до плотного прилегания к поверхности котла гайками 6.

Усилие в каждой из обвязок определяется по формуле (34):

где угол наклона обвязки к полу вагона определен из геометрических построений,

Обвязка из полосовой стали (Ст. 3) с допускаемым напряжением сечением:

По этому сечению и прил. 4 подбираем полосу с размерами: ширина 50 мм, толщина 3,0 мм.

Минимальное сечение стержня по внутреннему диаметру резьбы при допускаемом растяжении для болтов и составит:

Отсюда внутренний диаметр болта должен быть не менее:

Принимаем стержень с внутренним диаметром резьбы по ГОСТ 1713-72 =20 мм.

Длину сварного шва для крепления стержня к полосовой обвязке можно определить по формуле:

При расчете длины сварного шва приняты: толщина катета

От перекатывания в поперечном направлении груз удерживается упорными брусками, которые укладываются вплотную к грузу с обеих сторон, и обвязками. Для крепления упорных брусков к подкладке потребное число гвоздей диаметром 6 мм, определяемое по формуле (38), равно:

при

Усилие в обвязках, возникающее от действия поперечных сил, определяется по формуле (39):

м.

Так как усилие в обвязке от поперечных сил меньше, чем от продольных, следовательно, оставляем расчет параметров обвязок по .

ЛИТЕРАТУРА

1. Технические условия погрузки и крепления грузов. – М.: Транспорт, 1988. – 408 с.

2. Размещение и крепление грузов в вагонах. Справочник / Под ред. А. Д. Малова – М.: Транспорт, 1980.

3. Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов по железным дорогам СССР колеи 1520 мм. – М.: Транспорт, 1985.