Расчет крепления груза от продольных и поперечных сил

 

Продольная инерционная сила составит /1,(3)/:

, (3)

где а_пр – удельная продольная инерционная сила на 1 т веса груза при упругом креплении /1,(4)/,

. (4)

Сила трения в продольном направлении /1,(13)/:

, (5)

где ,– силы трения, действующие на участках опирания груза на поверхность пола. Их значение определяется по формулам /1, (13а), (13б), (13в)/:

, (6)

, (7)

, (8)

где - - коэффициенты трения части груза о соответствующие участки поверхности пола;

a/d, b/d, c/d – доли массы груза, которые приходятся на соответствующие участки поверхности пола.

Продольное усилие, воспринимаемое креплением /1,(30)/:

; (9)

Коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль вагона /1,(26)/:

, (10)

где l^o_пр – кратчайшее расстояние от проекции ЦТ груза на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания вдоль вагона, мм;

h_цт – высота центра тяжести груза над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;

h^пр_у – высота продольного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

Величина продольной составляющей усилий в растяжках /1,(34)/:

 

тс/т.

тс.

тс.

тс.

.

Груз (I) устойчив от опрокидывания в продольном направлении.

Груз (I)) от продольных перемещений крепить растяжками (поз. 1).

Величина возникающих в растяжках (/1/,табл. 20) усилий от сил, действующих в продольном направлении /1,(34)/:

(11)

n^пр_р – количество растяжек работающих одновременно в одном направлении;

a - угол наклона растяжки к полу вагона;

b_пр – углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и поперечной осями вагона.

Для закрепления груза принимаем растяжки из проволоки Æ6 мм.

Геометрические соотношения в элементах растяжек составлены по соотношениям (см. рис. 1), а результаты расчетов представлены в табл. 5.1.

Рисунок 1 - Геометрические соотношения элементов проволочных креплений.

Таблица 5.1 - Геометрические соотношения проволочных креплений.

№	а, мм	b,мм	c,мм	sina	cosa	cosbпр	cosbп	a	bпр	bп	L, мм
				0.080	0.997	1.000	0.000	4.59	0.00	90.00
				0.334	0.942	0.347	0.938	19.54	69.72	20.28

 

.

Усилие, которое могут воспринимать растяжки (поз.1 №1):

тс<[1,86тс].

Согласно табл. 20 /1/ для закрепления груза I от продольных перемещений принимаем растяжки из проволоки диаметром 6 мм в 6-ь нитей.

Груз (I) от продольных перемещений закреплен.

 

В поперечном направлении.

Поперечная инерционная сила с учетом действия центробежной силы /1, (6)/: , (12)

где а_п – удельная поперечная инерционная сила /1, (7)/, тс/т; , (13)

где l_гр – расстояние от ЦТ_гр до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, мм;

l_в – база платформы (l_в = 9720 мм), мм.

 

Вертикальная инерционная сила /1,(8)/:

, (14)

где а_в – удельная вертикальная сила для четырехосных вагонов на тележках ЦНИИ-Х3 и скорости 100 км/ч, тс/т.

, (15)

где к = 5×10^-6 – коэффициент при погрузке на один вагон.

 

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

. (16)

 

Поперечная нагрузка, воспринимаемая креплением /1,(31)/:

, (17)

где n – коэффициент, значение которого принимается равным 1,25 для НТУ.

 

Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания в поперечном направлении /1,(27)/:

, (18)

где b^о_п – кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза (ЦТ_гр) на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания поперек вагона, мм;

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

h^п_у – высота поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

 

Для груза (I):

тс/т.

тс.

тс/т.

тс.

тс.

тс.

тс.

.

Груз устойчив от поперечного опрокидывания.

От поперечных смещений груз I крепить растяжками (поз. 2).

Величина возникающих в растяжках усилий от сил, действующих в поперечном направлении /1,(35)/:

(19)

1,02 тс<[1,24 тс].

 

Согласно табл. 20 /1/ для закрепления груза I от поперечных перемещений принимаем растяжки из проволоки диаметром 6 мм в 4-е нити.

Груз (I) от поперечных перемещений закреплен.

Расчет на смятие досок пола

Напряжение смятия [1,(49)]:

(25)

где F - нагрузка сжатия (смятия [1,(50)]), кгс:

F=Q_гр+ F_в+ 2nR sin α, (26)

где F_в - вертикальная инерционная сила [1,(8)], кгс:

F_в= а_в*Q_гр, (27)

S_o - площадь опоры, см².

F= 4500+2088+2*2*1860*0,334= 9073 кгс.

F_в=4,5*0,464=2,088 тс.

d_с= = 0,06 кгс/см² < [12] кгс/см². Ссылку на источник

2.3 Особенности расчета размещения и крепления груза

 

Пример 1.

 

Дано:

 

Найти:

 

Рисунок 2.4- Расчетная схема к расчету поперечной, вертикальной инерционных сил

 

При размещении груза в несколько штабелей по длине вагона, поперечная инерционная сила и вертикальная инерционная сила определяются для каждого штабеля отдельно.

Удельная поперечная инерционная сила, тс/т определяется по формуле

 

Для среднего штабеля удельная поперечная инерционная сила тс/т, т.к. ,

для крайних штабелей , следовательно

Поперечная инерционная сила, тс определяется по формуле

.

Для среднего штабеля поперечная инерционная сила будет равна для крайних штабелей

Удельная вертикальная инерционная сила, тс/т определяется по формуле

 

.

Для среднего штабеля удельная вертикальная инерционная сила тс/т, т.к. ,

для крайних штабелей тс/т.

Вертикальная инерционная сила, тс определяется по формуле

.

Для среднего штабеля вертикальная инерционная сила будет равна для крайних штабелей

 

Пример 2.

Дано:

Найти: максимальный изгибающий момент в раме платформы.

Рисунок 2.5-Схема к расчету максимального изгибающего момента в раме вагона

 

Нагрузка на тележки вагона распределяется следующим образом,

.

Груз имеет смещение центра масс, поэтому нагрузка на подкладки будет не одинакова, для ее определения составим уравнение равновесия относительно точки 1:

, отсюда нагрузка на вторую подкладку будет равна

Составим уравнение равновесия относительно точки 2:

, отсюда

Изгибающий момент в точке А рамы платформы будет равен

.

Изгибающий момент в точке Б рамы платформы будет равен

.

Учитывая, что ширина груза 2метра, допускаемый изгибающий момент в раме платформы составит

Пример 3.

Дано:

 

 

Найти:

Рисунок 2.5-Расчетная схема к расчету величин смещения общего центра масс груза в продольном и поперечном направлениях

 

Продольное смещение общего центра тяжести груза определяется по формуле

.

Расстояние от центра тяжести первого груза до торцевого края платформы составляет , соответственно второго груза – м.

Допускаемое продольное смещение определяем по таблице 10 :

Так как масса груза 16т, а в таблице приведены значения при массе 15т и 20т, необходимо произвести следующие вычисления методом линейной интерполяции

Поперечное смещение общего центра тяжести груза определяется по формуле

В поперечном направлении расстояние от центра тяжести первого груза до края платформы составляет , соответственно второго груза – м.

Допускаемое поперечное смещение определяем по таблице 11 :

Масса груза 16т, а в таблице приведены значения при массе 10т и 30т, при высоте общего центра тяжести вагона с грузом 1500мм и 2000мм, в рассматриваемом случае она равна 1600мм, следовательно необходимо произвести следующие вычисления методом линейной интерполяции

для и =1600мм

;

 

для и =1600мм

;

для и =1600мм