Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
1. Характеристика перевозимого груза
Подготавливаем к перевозке следующий груз : железобетонное изделие длиной L=11000 мм, шириной B=2480 мм, и высотой H=2130 мм, имеющее в поперечном сечении равнобедренный треугольник. Вес одного изделия – 13,9т, может полностью разместиться на грузовой платформе одним штабелем, в один ярус одного ряда. Центр тяжести груза лежит на пересечении плоскостей продольной и поперечной осей платформы, поэтому можно сказать, что ц. т. груза несмещённый.
Рисунок 1.1- Эскиз груза с габаритными размерами
2. Выбор подвижного состава
Для перевозки данного типа груза целесообразно использовать любую из четырехосных платформ с деревянным настилом пола, представленных ниже:
Таблица П1.2
Платформы
Технические характеристики | Номер модели | |||
13-401 | 13-4012 | 13-4019 | 13 Н-451 | |
Грузоподъёмность, т | 70 | 71 | 70 | 63 |
Масса тары вагона, т | 20,92 | 21,4 | 21,9 | 21,3 |
Осевая нагрузка, тс | 22, 73 | 23,25 | 22,97 | 21,1 |
База вагона, мм | 9720 | |||
Длина, мм - по осям сцепления автосцепок -по концевым балкам рамы | 14620 | 14620 | 14620 | 14620 |
Высота кузова от УГР до уровня пола, мм | 13400 | 13400 | 13400 | 13400 |
3. Способ Размещения и крепления груза на вагоне
Так как груз расположен в пределах основного габарита погрузки и
перевозится с участием только железных дорог РФ, то работать в соответствии с общими требованиями и положениями глав 1, 4 «Технических условий размещения и крепления грузов» - ЦМ-943, (2003г.)».
Под погрузку использовать железнодорожную платформу грузоподъёмностью 63-71 т, с длинной базы 9,72 м со сплошным деревянным настилом пола.
Перед погрузкой пол вагона, опорные поверхности груза, подкладок, а также поверхности груза в местах контакта с обвязками и растяжками должны быть дополнительно очищены от снега, льда и грязи. В зимнее время нужно посыпать пол вагона и поверхности подкладок в местах опирания груза тонким слоем (1-2 мм) чистого сухого песка.
Так как размещение груза производится в пределах погрузочной длины и ширины кузова, торцовые борта платформы должны быть закрыты и заперты на запоры, клиновые запоры бортов платформ осажены вниз до упора, так как технология погрузки не предполагает использование открытых бортов.
Груз размещен в 1 ряд, 1штабель, 1 ярус так, что его центр тяжести лежит на пересечении плоскостей продольных и поперечных осей вагона,.
Груз установим на подкладках 50х100х2770 мм, выполненных из пиломатериалов ГОСТ 8486-86, количеством 2 штуки, расположенных на расстоянии 3850 мм от поперечной оси вагона.
Данный груз не соответствует требованиям сопротивлению от продольных и поперечных перемещений, поэтому его необходимо закрепить на вагоне. Из предложенных средств креплений (для одиночного ж/б изделия с плоским полом - растяжки, обвязки, упорные и распорные бруски и др., ТУ, табл. 19) выбираем 4 пары растяжек, работающих по 4 в каждом из направлений. Ими соединяем монтажные петли, установленные на расстоянии 2350 мм от края груза со стоечными скобами платформы. Установка центра тяжести груза на пересечении плоскостей симметрии груза обуславливает равенство усилий в симметрично расположенных растяжках.
Согласно расчетам, груз обладает достаточным запасом устойчивости против опрокидывания как в продольном, так и в поперечном направлениях, поэтому дополнительных способов повышения поверхности опрокидывания не требуется.
4. Определение места расположения общего ц. т. груза по длине, ширине и высоте
Смещение общего центра масс по длине рассчитаем по формуле
мм, (1)
,
Смещение общего центра масс по ширине:
мм; (2)
,
т. е. смещения общего центра тяжести по длине и ширине нет, значит центр тяжести груза размещен над пересечением продольной и поперечной осей вагона, значит.
Высота центра тяжести груза над уровнем головки рельсов определяется из формулы:
мм; (3)
- по высоте от УГР:
(5)
мм < [2300мм], что удовлетворяет условию.
Данное условие соблюдается, т. к. 
1272,4 мм, что меньше допустимого значения. Данный груз не смещает общий ц. т. по длине и ширине, а также, исходя из смещения ц. т. по высоте, выполняются условия погрузки.
Проверим второе условие устойчивости вагона с грузом относительно УГР:
Sоп? 50 м2 , где Sоп –общая наветренная поверхность вагона с грузом:
Sоп =Sв+Sп, (4)
Sв – площадь наветренной поверхности вагона, с закрытыми бортами принимаем Sв=12 м2, Sп-площадь наветренной поверхности груза:
Sп=Lгр*(Hгр-hбортов)=11*(2,13-0,5)=17,93 м2.
Получили, что Sоп =Sв+Sп=17,93+12=29,93? 50 м2 , т. е. выполняются оба условия устойчивости вагона.
5. Определение изгибающего момента в раме вагона
Расчёт изгибающего момента производится при несимметричном расположении груза центра тяжести груза либо подкладок относительно поперечной плоскости симметрии платформы либо при опирании груза на 3 и более подкладок (ТУ).
Ширина базы вагона a=9720 мм=9,72 м.
5.1. Определение реакций опор балки.
При нахождении изгибающих моментов рамы платформы ее представляют в виде балки, закреплённой в шарнирно-неподвижной и шарнирно-подвижной опорах. Ц. т. груза расположен в поперечной плоскости симметрии платформа, число подкладок -2 и располагаются на одинаковом расстоянии от ц. т., тогда вес груза будет сосредоточенно передаваться на платформу в местах подкладок и будет равен:
R1=R2=R= Qгр/2=13,9/2=6,95 тс
т. е. тележки нагружены одинаково, что удовлетворяет ТУ.
На рисунке представлена расчетная схема сил, действующих на раму вагона.
Т. к. рама находится в равновесии, то выполняется следующие условие:
? Mа=0; - R*1,01-R*8,71+RB=0, откуда RB= 6,95 тс:
? Mb=0; - RA*9,72+R*8,71+R*1,01=0; откуда RA=6,95 тс;
Проверка реакций:
RA+ RB-2* R=0 – верно.
Рассчитаем изгибающие моменты на участках платформы в характерных сечениях (шкворнях и местах опирания грузов) и построим эпюры:
М1(0)=0;
М1(1,01)=6,95*1,01=7,0195 тс*м:
М2(1,01)=7,0195 тс*м;
М2(8,71)=6,95*8,71-6,95*7,7=7,0195 тс*м;
М3(8,71)=7,0195 тс*м;
М3(9,72)=0.
Ниже приведена расчетная схема платформы и соответствующая ей эпюра изгибающих моментов.
Вычислим для данного груза ширину распределения нагрузки:
Bн=bгр+1,35*h0= 2480+1,35*50 =2547,5 мм ; (5)
Данному значению соответствует максимальное допускаемое значение изгибающего момента [М]н=110 тс/м ( Табл. 15 ТУ), тогда 7,0195 ? [М]н, что удовлетворяет требованиям безопасности.
6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ГРУЗ
Силы, действующие на груз в процессе движения можно разделить на 2 группы:
а) Удерживающие груз на месте:
- сила тяжести;
- сила трения;
б) Сдвигающие груз :
-продольная инерционная сила;
-поперечная инерционная сила;
-вертикальная инерционная сила;
-ветровая нагрузка.
Рассчитаем вредные силы, сдвигающие груз с поверхности вагона:
1) Продольная инерционная сила:
, (6)
где 
- удельная продольная инерционная сила массы груза, 
;
, (7)
где 
- удельные продольные инерционные силы, зависящие от типа крепления и условий размещения груза при массе брутто соответственно 22т и 94т, 
;
; 
;
;
.
2) Поперечная инерционная сила:
, (8) где 
- удельная поперечная инерционная сила массы груза
;
, (9)
где 
- расстояние от поперечной оси вагона до Ц. Т. груза;
.
3) Вертикальная инерционная сила:
, (10)
где 
- удельная вертикальная сила, 
;
, (11)
где 
- коэффициент учитывающий размещение груза на вагоне с опорой груза на один вагон;
;
.
4) Ветровая нагрузка:
, (12)
.
Рассчитаем силы, удерживающие груз на поверхности вагона:
5) Сила трения в продольном направлении:
, (13)
где 
- коэффициент трения в продольном направлении, между деревом и деревом принимается равным 0,45; µ2- коэффициент трения в продольном направлении между металлом и деревом принимаем равным 0,4 ;
.
6) Сила трения в поперечном направлении:
, (14)
где aВ - удельная вертикальная сила на 1 т массы груза, кгс/т ; µ1,2,3- коэффициенты трения (ТУ, с. 42); 
- доли массы груза, которые приходятся на соответствующие участки поверхности пола.
7. Определение устойчивости груза в продольном и поперечном направлениях выбор способа крепления
Груз считается устойчивым от сдвига:
- в продольном направлении, если выполняется условие:
>
;
;
;
<
- условие не выполняется, поэтому вычисляется сдвигающее усилие в продольном направлении:
, (15)
;
- в поперечном направлении, если выполняется условие:
>
;
;
;
;
;
;
<
- условие не выполняется, поэтому вычисляется сдвигающее усилие в поперечном направлении:
-
, (16)
.
В качестве крепления выбираются 4 пары растяжек, которые крепятся за боковые стоечные скобы рамы вагона и строповые петли груза.
8. Определение усилий в растяжках
В данной расчётно - графической работе для данного вида груза принимаем расстояние от монтажных петель крепления растяжек до края груза равным 2350 мм. Для получения необходимых данных для расчёта продольных и поперечных усилий в растяжках воспользуемся геометрическим методом.
Изображение геометрических характеристик продольных и поперечных усилий в растяжках приведено на схеме:
Рисунок 8.1- Схема геометрических характеристик растяжек
1 растяжка:
LB= 2570 мм –проекция на продольную ось симметрии вагона расстояния от монтажной петли на грузе до стоечной скобы на платформе;
AK=2130 мм - высота груза;
LK=1435 мм – проекция на поперечную ось симметрии вагона расстояния от монтажной петли на грузе до стоечной скобы на платформе;
BK=
= 2943 мм;
АB=
=3633 мм;
Sin ? =AK/AB=0,586244;
Cos ? = BK/AB=0,810135 мм;
Cos? пр=KL/KB=0,87311;
Cos? п=LB/BK=0,487514;
? пр+ ? п= 29,18+60,82=90? - верно
Рисунок 8.2- Увеличенный фрагмент геометрических параметров растяжки
Аналогично для 2-й растяжки. Результаты расчетов приведены в табл. П1.8
Таблица П1.8 –Сводка параметров растяжек
№ | LK, мм | BK, мм | AK, мм | LB, мм | АВ, мм | Sin ? | Cos ? | ?, ? | Cos? пр | Cos? п | ? пр | ? п |
1 | 1435 | 2943 | 2130 | 2570 | 3633 | 0,5862 | 0,8101 | 35,89 | 0,87311 | 0,487514 | 29,18 | 60,82 |
2 | 1435 | 2748 | 2130 | 2344 | 3477 | 0,6126 | 0,7904 | 37,78 | 0,8529 | 0,5221 | 31,47 | 58,53 |
Усилие в растяжках определяется по формулам:
- в продольном направлении:
, (17)
где 
- количество растяжек, одновременно работающих в данном направлении;
;
- в поперечном направлении
, (18)
;
По наибольшему усилию, равному 2,472 
, выбираются растяжки из проволоки диаметром 5,5 мм с 6 нитями в одной растяжке.(ТУ, табл. 20).
9. Проверка устойчивости груза от опрокидывания относительно пола вагона или подкладки
Груз считается устойчивым от опрокидывания при условии соблюдения 25 % запаса устойчивости в обоих направлениях, т. е:
- в продольном направлении, если соблюдается условие:
, (19)
где 
- кратчайшее расстояние от проекции ЦМ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания вдоль вагона, мм;
- высота ЦМ груза относительно пола вагона, мм;
- высота продольного упора от пола вагона, мм;
>1,25 – условие выполняется.
- в поперечном направлении, если соблюдается условие:
(20)
где 
- кратчайшее расстояние от проекции ЦМ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания поперек вагона, мм;
- высота поперечного упора от пола вагона, мм;
- высота центра проекции боковой поверхности груза от пола
вагона, мм;
>1,25 – условие выполняется.
Сделаем вывод, что обеспечивается надежная устойчивость вагона в поперечном и продольном направлениях.
10.Расчет подкладок вагона на смятие
Напряжение смятия от сил, действующее на опираемую поверхность, определяется по формуле:
(21)
где 
- нагрузка смятия или сжатия, действующая на деталь крепления, кгс;
- суммарная площадь, на которую действует нагрузка, см2;
, (22)
где 
- количество пар растяжек;
- усилие в растяжках, тс;
,
где 
- ширина груза, мм;
- длина подкладки, мм;
см2;
;
;
Допустимое напряжение [ 
] равно:
- для подкладок из хвойных пород дерева – 18
, получаем, что напряжение смятия на подкладке меньше предельно допускаемого.
