Расчет крепления емкостей на железнодорожных платформах

1.  Характеристика груза.

К перевозке на железнодорожной платформе предъявляется (см. схему):

1.  емкости

•  Длина          4200 мм;
•  Диаметр        3700 мм;
•  Масса             3000 кг;
•  Количество изделий    1 шт.

1.  емкости

•  Длина          4500 мм;
•  Диаметр        3700 мм;
•  Масса             3350 кг;
•  Количество изделий    1 шт.

1.  Способ размещения и крепления груза

Перед погрузкой пол платформы следует очистить от мусора и снега (если погрузка осуществляется в зимнее время).

Детали размещают на платформе симметрично относительно продольной и поперечной осей вагона, таким образом, чтобы от центра платформы до края груза было расстояние 810 мм. Каждое изделие размещают на двух подкладках сечением 150*100*2870 мм, которые укладываются на пол платформы на расстоянии 1060 мм от центра платформы, а расстояние между подкладками 3200 мм, для второй емкости расстояние от центра до первой прокладки 1060 мм, а расстояние между прокладками 3145 мм (см. схему).  Каждое изделие от сдвига закрепляют четырьмя растяжками, и от опрокидывания четырьмя растяжками. Применяются растяжки диаметром шесть миллиметров в восемь нитей. Груз от опрокидывания в поперечном направлении дополнительно закрепляют упорными брусками сечением 100*100 мм, которые прибиваются к подкладке гвоздями диаметром 6 мм, количество гвоздей 2  шт. В подкладках под грузом необходимо сделать выемки длиной 2960  мм, глубиной   70   мм.

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

 Для определения загрузки тележек составляем уравнения моментов, пользуясь рисунком 1.

Р1=1,67 тс;

Р2=1,68 тс;

Р3=1,4 тс;

Р4=1,6 тс;

 Для определения загрузки тележек составляем уравнения моментов, пользуясь рисунком 1

Изгибающий момент в раме вагона составит

Мmax=  RA(l1+l2)-Р4l2=3,23*3,8-1,68*3,2= 6,89 тсм

Ширина распределения нагрузки на раму вагона в этом поперечном сечении

В= 325 мм

Допускаемый изгибающий момент в этом сечении для платформ постройки с 1964г.[1]:

[M]=91 тсм

Мmax=6,28 тсм < [M]=91тсм

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

3

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Р4=1,68 тс       Р3=1,67 тс              Р1=1,4 тс Р2=1,6тс

                      l1= 600  3200      1060     1060        3145                 655

                        RA =3,23тс                                                                          RБ=3,1 тс

                                                       lб/2=  4860

рисунок 1

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

4

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4. Поперечная устойчивость полувагона с грузом

Высота центров масс изделий относительно пола вагона:

,                                                                                (1)

hцмгр=  =1900 мм

Высота общего центра массы полувагона с грузом /1,(33)/

                                                                                            (2)

Нц.м.о= м < [2,3] м

Наветренная поверхность полувагона с грузом:

So=Sпв+Sгр=6,35+32,19=38,54м2 < [50] м2

Sгр=li*hi= [(4,5*3,7)+(4,2*3,7)]=32,19м2

Таким образом, можно сделать вывод, что вагон с грузом устойчив.

5. Расчет крепления груза от продольных сил

Удельная продольная инерционная сила /1,ф.3/:

Удельная продольная инерционная сила /1,ф.3/:

;                                                                               (3)

апр=1,2-= 1,18 тс/т

Продольная инерционная сила груза /1,ф.2/:

,                                                                                                  (4)                                      

Fпр1=1,18*3,0=3,54 тс

Fпр2=1,18*3,35=3,95тс

Сила трения в продольном направлении /1,ф.12/

,                                                                                                          (5)                                                  

=0,4*3,0=1,32 тс

=0,4*3,35=1,35 тс

Продольное усилие/1,ф.41/, воспринимаемое креплением:

;                                                                                                 (6)                                              

Fпр1=3,54-1,32=2,22тс

Fпр2=3,95-1,35=2,60 тс

Выбираем проволочные растяжки диаметром 6мм в восемь нитей.

Коэффициенты запаса устойчивости изделий вдоль вагона /1,(50)/:

,                                                                                                 (7)                 

в одном направлении:                                                                                                          

пр1 ==0,8<[1,25]

пр2 ==0,8<[1,25]

в другом направлении:

пр1 ==0,92<[1,25]

пр2 ==0,92<[1,25]

Усилие в креплении грузов, подверженных опрокидыванию /1(52)/:

Rпр0=1,25*3,54(1,900-0,1)-3,0*1,5/2*2,35*0,48=1,54тс

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

5

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица 1

Геометрические соотношения в элементах растяжек

№

растяжки

АО мм

ВО

мм

ВС мм

АС

мм

ОС

мм

sina

cosa

cos

bпр

cos

bп

1

1900

315

1010

2174,70

1057,98

0,873

0,486

0,954

0,298

2

1900

315

1010

2174,70

1057,98

0,873

0,486

0,954

0,298

3

1900

315

960

2151,93

1010,35

0,883

0,469

0,950

0,311

4

1900

315

960

2151,93

1010,35

0,883

0,469

0,950

0,311

5

1900

415

1620

2531,13

1672,31

0,751

0,660

0,968

0,248

6

1900

415

1620

2531,13

1672,31

0,751

0,660

0,968

0,248

7

1900

415

1620

2531,13

1672,31

0,751

0,660

0,968

0,248

8

1900

415

1620

2531,13

1672,31

0,751

0,660

0,968

0,248

Значения углов растяжек

№

растяжки

a

bпр

bп

1

61

17

73

2

61

17

73

3

62

18

72

4

62

18

72

5

49

15

75

6

49

15

75

7

49

15

75

8

49

15

75

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

6

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

В одном направлении:

[Fпр1]=2,48*2 [(0,4*0,873+0,486*0,954)]= 4,03 тс > 2,22 тс

[Fпр2]=2,48*2 [(0,4*0,883+0,469*0,95)]= 3,96 тс > 2,60 тс

В другом направлении:

[Fпр1]=2,48*2[(0,4*0,751+0,0,66*0,968)]=4,66 тс > 2,22 тс

[Fпр2]=2,48*2[(0,4*0,751+0,0,66*0,968)]=4,66 тс > 2,60 тс

1.  Расчет крепления груза от поперечных сил.

Удельная поперечная инерционная сила /1,(6)/:

,                                                                       (9)        

где  ас – удельная поперечная инерционная сила при расположении ЦМгр в середине вагона (при V=100 км/ч ас = 0.33), тс/т;

аш – удельная поперечная инерционная сила при расположении ЦМгр в шкворневой балке вагона (при V=100 км/ч аш = 0.55), тс/т;

lгр – расстояние от ЦМгр до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м.

ап1 =0,33+=0,46 тс/т;

ап2 =0,33+=0,46 тс/т;

Поперечная инерционная сила /1,(5)/:

,                                                                                                                 (109)

1=0,46*3,0=1,39 тс;

2=0,46*3,35=1,54 тс;

Удельная вертикальная сила /1,(8)/:

,                                                    (10)

где  к = 5 – коэффициент при погрузке на один вагон.

ав1=0,25+0,0052,8+=0,60 тс/т;

ав2=0,25+0,0052,955+=0,60тс/т;

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

8

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Сила трения в поперечном направлении /1,(14)/:

     ;                                                                                         (11)     

Fтр(поп)1 =3,0*0,40(1-0,60)=0,48 тс;

Fтр(поп) 2=3,35*0,40(1-0,60)=0,53 тс;

Ветровая нагрузка:

;                                                                                                            (12)         

W1=0,05*15,54=0,78 тс

W2=0,05*16,65=0,83 тс

Поперечная нагрузка, воспринимаемая креплением /1,(46)/:

,    

Fп1=1,25(1,39+0,78)-0,48=2,23 тс;

Fп2=1,25(1,54+0,83)-0,53=2,40тс;

[Fп1] =2,48[(0,40*0,0,873+0,486*0,298)+(0,40*0,751+0,66*0,248)=2,38 тс>2,23 тс;

[Fп2] =1,48[(0,40*0,883+0,469*0,311)+(0,40*0,751+0,66*0,248)]=2,41 тс>2,40 тс;

Коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания в поперечном направлении /1,(51)/:

                         (14)

где bоп – кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза (ЦТгр) на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания поперек вагона, мм;

hцт – высота центра тяжести груза (ЦТгр) над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;

hпу – высота поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

п1 ==1.0 < [1,25];

п2 ==1.1< [1,25];

Rп0=1,25[1,39(1900-0,1)+0,78(1900-0,1)]-3,0*1,435/2*0,7*0,14=2.44тс

=3,0*(0,47-0,45)/2*108=1 гвоздь

Принимаем растяжки диаметром шесть миллиметров в восемь нитей.

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

9

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

7.2 Расчет подкладок на смятие

Вертикальная инерционная сила/17/:

Fв=0.62*3.0=1.86=1860кг

Площадь опирания на подкладки:

Sо=  =7020+1860/30=296 см2

Длина выемки Ср по продольной оси подкладки определим по формуле:

Ср=S0/bш=296/10=29,6 см

   Глубина выемки:

Hp=Rp-lp=175-168=7,0 см

где Rр-радиус, см;

      lр-расстояние от подкладки до горизонтальной плоскости, проходящей через ЦМ груза.

      lр==175*0,96=168 см

Вертикальная составляющая усилий в растяжках и обвязках:

                                                                                                              (15)

N0= 3.0+2,48(0,873+0,751)=7,02 тс =7020 кг

1.  Расчет степени негабаритности груза

Определяется высота наиболее выступающей в бок точки груза над уровнем головки рельса:

Нп=1,3+0,15+1,85=3,3 м

Определяется ширина габарита на высоте Нп (табл.П.1.2 (2)]:

Вгаб=1625 мм

Сравнивается ширина груза и ширина габарита на высоте Нп:

Вгр=1850 мм >Вгаб=1625мм

Груз негабаритный имеет третью степень негабаритности.

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

10

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Определяется высота наиболее выступающей в бок точки груза над уровнем головки рельса:

Нп=1,3+0,15+3,05=4,5м

Определяется ширина габарита на высоте Нп (табл.П.1.2 (2)]:

Вгаб=1238 мм

Сравнивается ширина груза и ширина габарита на высоте Нп:

Вгр=1350 мм >Вгаб=1238мм

Груз негабаритный имеет первую степень верхней  негабаритности.

Расчет выполнил

научный сотрудник

НВСЦ «Трансгруз»

СГУПС        О.Ю.Чуйкова

Литература:

1.  Технические условия погрузки и крепления грузов /МПС СССР, М.: Транспорт, 1990. 408с.

Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов на железных дорогах государств участников СНГ. М., Транспорт, 2001, -192с.

ГриПС-Ем-СП-1

Лист

11

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

ТУ-ДК-Пл-РР

Лист

13

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

ТУ-ДК-Пл-РР

Лист

14

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата