Расчет крепления грузов цилиндрической формы

Московский Государственный Университет Путей Сообщения

(МИИТ) Кафедра: «Логистические транспортные системы и технологии»

Практическая работа по дисциплине:

«Управление грузовой и коммерческой работой на железнодорожном транспорте»

на тему: «Расчет крепления грузов цилиндрической формы»

Выполнил:

студент группы УПП-341

Гавриленко Р.Б.

Проверил: Демянкова Т.В.

Москва 2009

Расчет крепления грузов цилиндрической формы.

Исходные данные для расчета крепления грузов цилиндрической формы производятся по варианту 1.4.

Исходные данные:

— к перевозке, предъявлен котел цилиндрической формы с параметрами: длина =12,6 м, диаметр — 2,4 м; размещение центр тяжести по высоте — 1,2 м, а от торца груза — 5,8 м; масса груза — 15,2 т;

— для перевозки имеется четырехосная платформа, со следующими характеристиками: грузоподъемность 70 т; база 9,72 м; тара вагона 20,9 т; внутренняя ширина, 2,77 м; длина — 13,3 м; высота центра тяжести в порожнем состоянии 0,8 м.

Рис. 1. Схема размещения и крепления груза цилиндрической формы:

1 — обвязочная полоса; 2 — упорные бруски; 3 — подкладки; 4 — стержень; 5 — скоба вагона; 6 — гайки

Размещение груза производится симметрично относительно продольной и поперечной осей вагона.

Проверка правильности размещения изделия в вагоне показала:

— масса груза не превышает грузоподъемности вагона — 28,5 < 70 т;

— выход груза за пределы платформы отсутствует;

— центр тяжести груза смещен в продольном направлении от вертикальной плоскости, в которой лежит поперечная ось платформы, на величину:

м, что при массе груза 15,2 т согласно ТУ, допускается:

мм;

— груз размещается на подкладках и крепится упорными брусками и обвязками;

тележки загружены неравномерно, при этом тс, тс.

Разность погрузок составляет 29,86 — 24,29 = 5,57 < 10 т.

Таким образом, выбранная схема размещения котла соответствует ТУ.

Груз размещен на двух поперечных подкладках. Сечение подкладок принимаем равным 200 150 мм, при длине 2770 мм. В каждой подкладке делается выемка по форме котла (рис. 2) для более равномерной передачи нагрузки. Глубина выемки зависит от давления на подкладку. Расчет производится на максимальную, нагрузку с учетом вертикальной инерционной силы:

;

тс.

тс.

Проекция площади опирания котла на подкладку находится с учетом допускаемого напряжения на смятие [_СМ] = 30кгс/см².

см².

При ширине подкладки В_П = 20 см поперечник выемки в подкладке для опирания котла составит:

см = 0,378 м.

Глубину выемки определим из выражения:1,3367

м = 12 мм

Проверка габаритности погрузки производится путем сопоставления координат наиболее критических точек груза: по высоте от УГР — 2658 мм (1320 + (150−12) + 1200); по ширине от оси по пути — 1200 мм, груз находится в пределах габарита погрузки.

Общая высота центра массы вагона с грузом определяется:

м;

Общая наветренная поверхность вагона и груза:

м² < 50 м².

Следовательно, устойчивость платформы с грузом обеспечивается.

Силы, действующие на груз, определены по формулам Продольная инерционная сила тс.

Поперечная инерционная сила тс.

Сила ветра

W = 50· 10^-3·0,5·2,7·9,5 = 0,64 тс.

Сила трения в продольном направлении

тс, где 0,4 — коэффициент трения металла котла по дереву.

Сила трения в поперечном направлении тс.

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

; тс Запас устойчивости груза против опрокидывания относительно пола платформы в продольном и перекатывания в поперечном направлениях определяется по формулам:

— в продольном:

;

— в поперечном, с учетом действия вертикальной инерционной силы

.

Здесь величина — расстояние до ребра перекатывания определяется:

м

Выбор способа крепления груза производится на основе выше приведенных расчетов. Вдоль платформы груз перекатываться не может, так как запас устойчивости более 1,25.

В продольном направлении груз имеет возможность перемещаться. В поперечном направлении груз может перекатываться. Крепление выполняется от продольных сдвигов четырьмя металлическими обвязками, а от перекатывания — упорными брусками 2 в сочетании с обвязками. Упорные бруски прибиваются гвоздями к поперечной подкладке 3.

По конструкции обвязка 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 груза гайками 6.

Расчет крепления от перемещений вдоль вагона производится с учетом продольной инерционной силы и продольной силы трения тс Отсюда усилие в каждой из обвязок определяется по формуле тс, где — угол наклона обвязки к полу вагона, = 84°.

Принимаем обвязку из полосовой стали с допускаемым напряжением [] = 1650кгс/см², тогда сечение обвязки:

см²

По этому сечению принимаем полосу с размерами 2210 мм.

Минимальное сечение стержня по внутреннему диаметру резьбы при допускаемом растяжении для болтов [] = 1400 кгс/см² составит см²

Отсюда внутренний диаметр болта должен быть не менее см Принимаем стержень с внутренним диаметром d_BH = 19 мм.

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

см При расчете длины сварного шва принимаем толщину катета h_Ш, = 0,4 см, [] = 950кгс/см², = 0,77.

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 рассчитываем необходимое число гвоздей диаметром 6 мм (в штуках)

шт, при ctg_П = 0,55.

Усилия в обвязках, возникающих от действия поперечных сил, определяются тс Отрицательный знак говорит, о том, что от поперечных сил дополнительных усилий в обвязках не возникает, следовательно не требуется и дополнительное крепление.

Поперечная инерционная сила тс.

Вертикальная инерционная сила тс.

Сила ветра

W = 50· 10^-3·0,5·2,4·12,6 = 0,756 тс.

Сила трения в продольном направлении тс,

где 0,4 — коэффициент трения металла котла по дереву.

Сила трения в поперечном направлении тс.

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

; тс Запас устойчивости груза против опрокидывания относительно пола платформы в продольном и перекатывания в поперечном направлениях определяется по формулам:

— в продольном:

;

— в поперечном, с учетом действия вертикальной инерционной силы

.

Здесь величина — расстояние до ребра перекатывания определяется:

м

Выбор способа крепления груза производится на основе выше приведенных расчетов. Вдоль платформы груз перекатываться не может, так как запас устойчивости более 1,25.

В продольном направлении груз имеет возможность перемещаться. В поперечном направлении груз может перекатываться. Крепление выполняется от продольных сдвигов четырьмя металлическими обвязками, а от перекатывания — упорными брусками 2 в сочетании с обвязками. Упорные бруски прибиваются гвоздями к поперечной подкладке 3.

По конструкции обвязка 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 груза гайками 6.

Расчет крепления от перемещений вдоль вагона производится с учетом продольной инерционной силы и продольной силы трения тс Отсюда усилие в каждой из обвязок определяется по формуле тс,