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
— 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
Таким образом, выбранная схема размещения котла соответствует ТУ.
Груз размещен на двух поперечных подкладках. Сечение подкладок принимаем равным 200´150мм, при длине 2770мм. 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 [sСМ] = 30кгс/см2.
/>см2.
При ширине подкладки ВП = 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 — 2658мм (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
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--PAGE_BREAK--
/>тс,
где a– угол наклона обвязки к полу вагона, a= 84°.
Принимаем обвязку из полосовой стали с допускаемым напряжением [s] = 1650кгс/см2, тогда сечение обвязки:
/>см2
По этому сечению принимаем полосу с размерами 22´10 мм.
Минимальное сечение стержня по внутреннему диаметру резьбы при допускаемом растяжении для болтов [s] = 1400 кгс/см2составит
/>см2
Отсюда внутренний диаметр болта должен быть не менее
/>см
Принимаем стержень с внутренним диаметром dBH = 19 мм.
Длину сварного шва для крепления стержня к полосовой обвязке определяем по формуле:
/>см
При расчете длины сварного шва принимаем толщину катета hШ, = 0,4см, [t] = 950кгс/см2, g = 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 ctgaП= 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,