Контрольная работа по «Грузоведение»

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Станции, узлы, технология

грузовой и коммерческой работы»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине «Грузоведение»

Выполнила:

Кобец Екатерина Григорьевна

Шифр: КВ-10-ОПУ-264

Проверил:

Гарлицкий Евгений Игоревич

Хабаровск

2012г.

Содержание

Теоретический вопрос №9. Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом от опрокидывания. Расчёт сил, действующих на груз при перевозке. Определение запаса устойчивости груза от опрокидывания. Расчёт усилий, воспринимаемых средствами крепления груза от сдвига и опрокидывания.

Проверка устойчивости вагона с грузом от опрокидывания

Поперечная устойчивость вагона с грузом от опрокидывания обеспечивается в случаях, когда центр тяжести груженного вагона находится на расстоянии не более 2300 мм от уровня головок рельсов и площадь наветренной поверхности четырехосного вагона с грузом не превышает 50 м2, а при перевозке длинномерного груза на сцепе с опрой на два четырехосных вагона - 80 м2.

Высота общего центра тяжести вагона с грузом определяется по формуле:

,

где  - масса единицы груза, кг;

- тара вагона, кг;

- высота центра тяжести единицы груза над уровнем верха головки рельсов, м;

- высота центра тяжести порожнего вагона, м.

Если поперечная устойчивость груженого вагона не обеспечивается, то потребуется осуществление следующих мероприятий для понижения центра тяжести:

а) догрузка вагона попутным грузом или балластом;

б) демонтаж груза;

в) замена платформы транспортером с пониженной погрузочной площадкой.

Расчет сил, действующих на груз при перевозке

В процессе перевозки на груз действуют: продольные и поперечные горизонтальные инерционные силы; вертикальные инерционные силы; давление ветра и силы трения.

Для расчётов устойчивости груза и прочности крепления принимаются следующие наиболее невыгодные сочетания действующих одновременно сил:

первое сочетание - продольная инерционная сила при соударениях движущихся вагонов с неподвижно стоящими, а также при трогании и осаживании поезда;

второе сочетание - силы ветра, поперечная горизонтальная и вертикальная инерционные силы.

Силы по первому сочетанию  действуют на груз при выполнении маневровой работы на станциях толчками или роспуске вагонов на сортировочных горках, а силы по второму сочетанию - при движении поезда по перегону с максимальной скоростью, при прохождении кривых участков пути.

Точкой приложения инерционных сил является центр тяжести груза, а силы ветра - центр наветренной поверхности  груза.

Величина продольной инерционной горизонтальной силы определяется по формуле:

Fпр = апр Qгр,

где апр - удельная продольная инерционная сила, кгс/т; принимается соответственно для разных типов крепления при весе брутто одиночных вагонов и сцепов по таблице 1.

Промежуточные значения удельной продольной силы:

;

,

где - общая масса груза в вагоне, т;

- общая масса груза на сцепе, т;

а22, а94, а44, а144 - удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при массе брутто вагона 22, 94 и сцепа 44, 188 по таблице 2.

Поперечная инерционная горизонтальная сила с учётом действия центробежной силы определяется по формуле:

Fn = anQгр,

где an - удельная поперечная инерционная сила, кгс/т; принимается по таблице 3, если ЦТгр находится в вертикальных поперечных плоскостях, проходящих через середину вагона ас или шкворневую балку аш.

При расположении ЦТгр в других вертикальных плоскостях величина an вычисляется по формуле:

,

где lв - длина базы вагона, м;

lгр - расстояние от центра тяжести груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м.

Таблица 1

Таблица 2

Вертикальная инерционная сила:

Fв = ав Qгр,

где ав - удельная вертикальная инерционная сила, кгс/т.

Для четырехосных вагонов на тележках ЦНИИ - Х3 и скорости движения соответственно 90 и 100 км/ч, величина ав определяется по формулам:

;

,

В случаях загрузки вагона грузом массой менее 10 т, значения Qгр принимается равным 10 т. Коэффициент k принимается при погрузке с опорой на один вагон - 5, с опорой на два - 20.

Ветровая нагрузка принимается нормальной к поверхности груза и определяется из расчёта удельного давления ветра, равного 50 кгс/м2, по формуле:

W=50Sn,

где Sn - площадь проекции поверхности груза, подверженной воздействию ветра, на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось вагона, м2 (для цилиндрической поверхности эта площадь принимается равной половине площади проекции).

Величины сил трения определяются по формулам:

;

,

где - коэффициент трения груза по полу вагона, подкладкам (принимается для дерева или металла по дереву - 0,4, для железобетона по дереву - 0,55, для металла по металлу - 0,1).

Оценка запаса устойчивости груза, выбор и расчёт крепления

Грузы при перевозках могут быть подвержены следующим видам перемещений: поступательным перемещениям (сдвигам) вдоль и поперек вагона, опрокидыванию и перекатыванию.

Выбор типа крепления груза производится в зависимости от его конфигурации на основании следующих данных (таблица 3).

Величины продольного ∆Fпр и поперечного ∆Fп усилий, которые должны компенсироваться средствами крепления, определяются по формулам:

;

;

где n - коэффициент, значения которого принимаются равными 1,0 при разработке способов размещения и крепления грузов, включаемых в сетевые или местные технические условия, и 1,25 для способов перевозке грузов, утверждаемых отделениями дорог.

Таблица 3

Эти усилия могут восприниматься как одним видом крепления, так и сочетанием нескольких видов:

;

;

Усилие в растяжках при расчёте крепления грузов определяется по формулам:

- в продольном направлении

;

- в поперечном направлении

;

где , , - соответственно продольное и поперечное усилие в растяжке;

,, - количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении;

α - угол наклона растяжки к полу вагона;

,, - углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной и поперечной осям вагона.

Количество нитей проволоки в растяжке определяется по большему усилию. Если растяжка предназначена для работы только в одном направлении (продольном или поперечном), ее рассчитывают для условий действия сил только первого или второго сочетания. Целесообразно комбинированное крепление грузов, например, от продольных сдвигов - растяжками, а от поперечных - брусками.

Бруски к полу вагона крепятся гвоздями, болтами и т.д. Количество гвоздей для крепления бруска определяется по формулам:

- при расположении бруска вдоль вагона

,

- при расположении поперек вагона

,

где , - количество упорных или распорных брусков, одновременно работающих в одном направлении;

, - допускаемая нагрузка на один гвоздь, принимается по таблице 4.

Таблица 4

Усилие в обвязке для крепления груза, размещаемого на одиночных вагонах или сцепах, от продольного и поперечного смещения, определяется по формуле:

;

где - количество обвязок.

Кроме поступательных перемещений грузы в процессе перевозки могут подвергаться опрокидыванию. При этом коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания определяется по формулам:

- вдоль вагона

;

- поперек вагона

;

где , -кратчайшие расстояния от проекции ЦТгр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм;

- высота центра тяжести груза над полом вагона или плоскостью подкладок;

- высота соответственно продольного или поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

- высота центра проекции боковой (наветренной) поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания в одном из направлений (продольном или поперечном) находится в пределах 0,8 - 1,0, то от поступательных перемещений груз рекомендуется удерживать одним типом крепления, например, брусками, а от опрокидывания - другими креплениями, в частности, растяжками. При перевозке грузов, подверженных опрокидыванию поперек вагона, растяжки надо устанавливать так, чтобы проекция растяжки на пол вагона была перпендикулярна к его продольной оси, а место закрепления растяжек на грузе находилось в верхней части груза.

Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль или поперек вагона равен 1,01 - 1,25, то груз может закрепляться одним креплением от сдвига и от опрокидывания, например, растяжками. Число нитей проволоки в растяжке или ее сечение должны определяться по суммарному усилию, возникающему в растяжке от поступательных перемещений и опрокидывания.

Усилие в растяжке в этом случае определяется по формулам:

- в продольном направлении

;

- в поперечном направлении

,

где γ - угол между проекцией растяжки на продольную вертикальную плоскость и растяжкой;

φ - угол между проекцией растяжки на поперечную вертикальную плоскость и растяжкой;

lпер, bпер - проекция кратчайшего расстояния от ребра опрокидывания соответственно на продольную и поперечную плоскости;

n - коэффициент, значения которого принимаются равными 1, если запас устойчивости груза от опрокидывания 1,0 и более; 1,25, если запас устойчивости груза от опрокидывания менее 1,0.

Грузы цилиндрической формы и грузы на колесном ходу подвержены перекатыванию. Их закрепление производится брусками и обвязками или растяжками. Количество гвоздей для крепления одного бруска определяется по формулам:

-  вдоль вагона

;

- поперек вагона

.

Усилие в обвязке определяется по формуле:

;

где - число обвязок;

D - диаметр груза.

Диаметр проволоки и количество нитей в каждой растяжке определяется по таблице 5.

Таблица 5

ЗАДАЧА 1

Определить массу нефтеналивного груза на станциях налива и слива и величину потерь груза при перевозке с учетом естественной убыли груза.

Исходные данные:

Наименование груза – дизельное топливо;

Плотность дизельного топлива при +20º С по данным паспорта – 0,95 кг/дм3;

Температура груза при наливе - 15ºС;

Температура груза при сливе - 48ºС;

Высота груза при наливе – 244 см;

Высота груза при сливе – 249 см;

Калибровочный  тип цистерны – 72.

РЕШЕНИЕ:

По таблицам калибровки железнодорожных цистерн для калибровочного типа 72 определяется объём нефтеналивного груза в зависимости от высоты налива.

При высоте налива 244 см объём дизельного топлива в цистерне составит 62641 дм3.

При высоте налива 249 см объём груза составит 63834 дм3.

Далее определяем разность между +20º С и средней температурой груза при наливе и сливе. При наливе разность температур составит 20º – 15º = 5º С, при сливе 48º – 20º = 28º С.

По таблице средних температурных поправок плотности нефтепродуктов определяем температурную поправку на 1º С для плотности 0,95 кг/дм3, которая составляет 0,000567.

Температурная поправка плотности умножается на разность температур. При наливе температурная поправка составит 5 * 0,000567 = 0,002835, или округлено 0,0028. При сливе – 28 * 0,000567 = 0,015876, округлено 0,0159.

Полученная температурная поправка при наливе прибавляется к значению плотности при +20º С, так как средняя температура груза в цистерне ниже +20º С.

Плотность нефтепродукта при +15ºС составит 0,95 + 0,0028 = 0,9528 кг/дм3.

При сливе температурная поправка вычитается из значения плотности, так как средняя температура выше +20º С.

Плотность груза при +48ºС составит 0,95 – 0,0159 = 0,9341 кг/дм3.

Масса груза определяется путем умножения объёма груза на его плотность.

При наливе масса груза составит 62641 * 0,9528  = 59684 кг.

При сливе масса груза составит 63834 * 0,9341 = 59627 кг.

Норма естественной убыли для дизельного топлива установлена 0,01 от массы груза и составит 59684 * 0,0001 = 6 кг.

Потери дизельного топлива при перевозке с учётом нормы естественной убыли составят 59684 – 6 – 59627 = 51 кг.

ЗАДАЧА 2

Выбрать для заданного груза транспортную тару, нарисовать её, описать  требования, предъявляемые к ней, и нанести на тару или ярлык транспортную маркировку.

Исходные данные:

Наименование груза – обувь кожаная;

Станция отправления – Ванино;

Станция назначения – Новосибирск;

Масса грузового места – 48 кг;

Масса тары – 2 кг;

Номер грузового места – 33;

Общее число мест – 300;

Номер по книге приёма – 325.

РЕШЕНИЕ:

1. Выбор транспортной тары.

Транспортная тара образует самостоятельную транспортную единицу или часть укрупненной транспортной единицы. Она применяется для упаковывания товаров и изделий, предварительно уложенных в потребительскую тару или без первичной упаковки. Транспортная тара предназначена для защиты изделий и внутренней упаковки от воздействия внешних факторов  во время перевозки и для обеспечения удобства погрузочно-разгрузочных работ, транспортирования, складирования, крепления в транспортных средствах. К транспортной таре относятся: ящики, бочки, канистры, барабаны, баллоны, фляги, мешки и др.

В качестве транспортной тары для данного груза используем ящики дощатые из древесных листовых  материалов или фанерные. В транспортной таре груз размещается в картонных коробках (потребительская тара).

На грузовые места, согласно ГОСТа 14192-77, наносится транспортная маркировка, которая содержит манипуляционные знаки, основные, дополнительные и информационные надписи.

В данном случае транспортная маркировка наносится на боковой стороне ящика.

Манипуляционные знаки – это изображения, указывающие на способы обращения с грузом. Указываем: «Беречь от влаги», «Беречь от солнца», «Ограничение температур».

Основные надписи должны содержать:

- полное или условное, зарегистрированное в установленном порядке, наименование грузополучателя;

- полное наименование станции назначения и сокращенное наименование дороги назначения;

- число грузовых мест в партии и порядковый номер места внутри партии (указывается дробью: в числителе – порядковый номер места в партии, в знаменателе – число мест в партии).

Дополнительные надписи должны содержать:

- полное или условное наименование грузоотправителя;

- полное наименование станции отправления и сокращенное наименование дороги отправления;

- надписи транспортных организаций (указывается дробью: числитель – порядковый номер по книге приема груза к перевозке и (через тире) число мест в партии, знаменатель – код станции отправления).

Информационные надписи должны содержать:

- массу брутто и нетто грузового места (кг);

- габаритные размеры грузового места (см) – длина, ширина и высота или диаметр и высота;

- объем грузового места (м3).

Объем и габаритные размеры указываются только тогда, когда хотя бы один из размеров превышает 1 м.

ЗАДАЧА  3

Выбрать способ размещения и произвести расчет крепления груза на открытом подвижном составе.

Исходные данные:

К перевозке предъявлено железобетонное изделие  со следующими параметрами:

- масса – 16000 кг;

- длина – 2300 мм;

- ширина – 2700 мм;

- высота – 1150 мм;

- высота ЦТгр – 575 мм;

- количество единиц груза  – 1шт;

- масса одного грузового места  – 16000 кг;

- сечение груза – трапеция.

Заданная расчетная скорость движения – 90 км/ч.

Определить способ размещения и крепления груза в вагоне.

Решение:

Выбор типа подвижного состава:

Для перевозки груза целесообразно использовать 4-осную платформу, модель 13-4019, грузоподъемностью 68-70 тонн, масса тары платформы 20,92-22 тонны, длина кузова внутри 13300 мм, ширина кузова внутри 2770 мм, длиной базы – 9720 мм, высота центра тяжести вагона в порожнем состоянии – 800 мм, высота от УГР до уровня пола 1310 мм с деревянным или деревометаллическим настилом пола (с шириной полосы до 1200 мм).

При определении способа размещения и крепления груза учитываем следующие нагрузки:

- продольные горизонтальные инерционные силы, возникающие вследствие соударения вагонов при движении поезда, во время маневров, роспуска с горок, и в процессе торможения;

- ветровая нагрузка;

- сила трения;

- вес груза.

Точкой приложения продольных, поперечных и вертикальных сил является центр тяжести груза (ЦТгр). Точкой приложения равнодействующей ветровой нагрузки – центр тяжести наветренной поверхности груза, подверженной действию ветра.

Подготовка груза к перевозке:

1. Груз подготавливается к перевозке таким образом, чтобы обеспечивалась его сохранность и безопасность движения поездов в процессе перевозки.

2. Грузоотправитель перед предъявлением груза к перевозке закрывает двери, отсеки и т.п. на защелки, замки, а при необходимости оборудует их дополнительными запорными устройствами и пломбирует или дополнительно увязывает проволокой Ø не менее 3 мм в две нити.

3. Грузоотправитель несет ответственность за надежность сварных и болтовых соединений.

Крепление груза:

1. Перед погрузкой пол вагона, опорные поверхности груза, упорных брусков, а также поверхность груза в местах контакта с растяжками должна быть очищена от снега, льда и грязи. В зимнее время грузоотправитель должен посыпать пол вагона и поверхность подкладок в местах опирания груза тонким слоем (1-2 мм), чистого сухого песка.

2. Железобетонная плита размещается на платформе, таким образом, чтоб ЦТ был размещен на пересечении с продольной плоскостью симметрии платформы, со смещением относительно поперечной плоскости на 330 мм (влево). Плиту установить на три подкладки поз.4 сечением 50х150 мм длиной 2770 мм, каждую подкладку прибить к деревянной части пола 10-ю гвоздями Ø 5х100 мм. Железобетонную плиту от продольного и поперечного смещения закрепить 2-мя обвязками из проволоки Ø 6 мм в четыре нити каждая поз.1. От продольного смещения вплотную, с обеих сторон уложить по 1-му упорному поперечному брусу сечением 150х150мм длиной 2770 мм поз.2, каждый брус прибить к полу платформы 34-мя гвоздями Ø 6х200 мм. Вдоль каждого бруса поз.2 установить по 2-а упорных продольных бруса поз.3 сечением 100х100 мм длиной 810 мм, каждый брус прибить к полу платформы 16-ю гвоздями Ø 6х150 мм. При размещении груза на платформе с деревометаллическим настилом пола (в случае возвышения металлической полосы над деревянным настилом пола), допускается выполнять выборку в средней части бруса поз.2 и подкладок поз.4 по размерам выступающей части настила.

3. При использовании платформы с металлическими бортами, борта поднять и закрыть на клиновые запоры. При невозможности закрыть борта, борта открыть и закрепить за кольца, имеющиеся на продольных балках рампы платформы. При отсутствии колец противоположные секции бортов скрепляются увязкой из проволоки , Ø 4 мм в две нити, которая пропускается под боковыми и хребтовыми балками платформы. Если опущенные борта закрывают трафаретный номер платформы, он наносится несмываемой белой краской на левых крайних секциях опущенных продольных бортов.

Выбор способа  размещения груза в вагоне:

Железобетонная плита размещается на платформе, таким образом, чтобы ЦТ был размещен на пересечении с продольной плоскостью симметрии платформы, со смещением относительно поперечной плоскости на 330 мм (влево).

Проверка габаритности погрузки:

Проверка габаритности погрузки производится с учетом координат наиболее выступающих точек.

Наиболее выступающие точки расположены симметрично продольной оси груза и имеют координаты по высоте от уровня головок рельсов:

1310 + 50 + 1150 = 2510 мм,

Где, 1310 - высота пола платформы над уровнем головок рельсов, мм;

50 - сечение поперечной подкладки, мм;

1150 – высота железобетонной плиты, мм.

По ширине от оси пути:

2700 : 2 = 1350 мм.

Где, 2700 – ширина железобетонной плиты, мм;

Таким образом, груз расположен в пределах габарита погрузки.

Габаритом погрузки называется предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен размещаться груз (с учетом упаковки и крепления) на открытом подвижном составе при нахождении его на прямом горизонтальном пути.

Негабаритные грузы могут быть перевезены при принятии специальных мер предосторожности. Для проверки габаритности грузов, погруженных на открытый подвижной состав, их пропускают через габаритные ворота.

Габаритные ворота представляют собой раму, внутри которой по очертанию габарита погрузки шарнирно укреплены планки. Если открытый подвижной состав с грузом пройдет ворота, не касаясь планок, то габарит не нарушен. Изменение положения планки укажет на место, не соответствующее габариту.
В зависимости от высоты, на которой груз выходит за габарит погрузки, установлены зоны нижней, боковой и верхней негабаритности. Кроме того, для более точного определения условий пропуска грузов при наличии верхней негабаритности на двухпутных линиях дополнительно введена зона совместной боковой и верхней негабаритности.

Порядок определения негабаритности грузов, приема их к перевозке и погрузке, отправления и следования поездов изложен в Инструкции по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов по железным дорогам колеи 1520 мм.

Погруженный на открытом подвижном составе груз (с учетом упаковки и крепления) должен размещаться в пределах установленных МПС габаритов погрузки.

Рисунок 1 – Очертание основного габарита погрузки

Проверка поперечной устойчивости груза с вагоном от опрокидывания.

Определение положения общего центра тяжести груза:

В продольной плоскости смещение ЦТгр составляет:

Lc= 0,5L-(Qгр1хl1+Qгр2хl2+…+/Qгр1+Qгр2+…+) мм              (1 ТУ)

В продольной плоскости смещение общего ЦТо составляет:

Lc.о.= (16*330+20,92*0)/(16+20,92) = 143 мм

Допускаемое продольное смещение груза в вагоне до 20 тонн – 2230 мм, для стран участниц СМГС–1950 мм.

bc=0.5B-(Qrplxbl+Qrpnxbn/Qrpl+Qrpn)                                          (2ТУ)

В поперечной плоскости смещение общего ЦТо составляет:

Ьс.о.= (16*0+20,92*0)/(16+20,92)=0 мм

Допускаемое поперечное смещение груза в вагоне до 30 тонн – 450 мм, для стран участниц СМГС – 310 мм.

Высота общего центра тяжести груза с вагоном определяется по формуле:

Где, - масса единицы груза, кг;

- тара вагона, кг;

- высота центра тяжести единицы груза над уровнем верха головки рельсов, м.;

- высота центра тяжести вагона, м.

Где, - масса единицы груза, кг.;

- масса тары вагона, кг.;

- высота пола вагона над уровнем верха головки рельсов, м.;

- высота подкладки груза, м.;

- высота центра тяжести груза, м.;

- высота центра тяжести вагона, м.

Наветренная поверхность платформы с грузом:

Sповерх=12+2,65 =14,65 м2< 50 м2,

где 12 – площадь платформы с закрытыми бортами; 2,65 – площадь груза.

Так, как высота общего центра тяжести вагона с грузом не превышает 2,3 м, а площадь наветренной поверхности – 50 м2, то устойчивость груза вместе с платформой от опрокидывания относительно уровня головок рельсов обеспечивается.

Расчет сил, действующих на груз при перевозке:

а) продольная инерционная сила рассчитывается по формуле:

Где, - удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

        - масса груза, т.

Значения удельной продольной силы при погрузке на одиночный вагон определяется:

Где, – общая масса груза в вагоне, т.;

– удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при массе брутто вагона 22, 94 и сцепа 44, 188

б) поперечная инерционная сила с учетом действия центробежной силы определяется по формуле:

Где, - удельная поперечная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

        - масса груза, т.

ап= 0,33+(0,44*330/9720)=0,345 тс/т;

Fп= 0,345*16=5,52 тс;

в) вертикальная инерционная сила рассчитывается по формуле:

Где, - удельная вертикальная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

        - масса груза, т.

ав= 0,25+0,000005*330+(2,14/16)=0,385 тс/т

Fв=0,385*16 =6,16 тс

г) ветровая нагрузка  рассчитывается по формуле:

Wп=50*Sп

Где, - площадь наветренной поверхности груза (проекции поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов платформы либо боковых стен полувагона, на продольную плоскость симметрии вагона), м2.

      Для грузов с цилиндрической поверхностью, ось которой расположен вдоль вагона, принимается равной половине упомянутой площади.

Wп =50*10-3*2,65=0,133 тс.

д) продольная сила трения рассчитывается по формуле:

Где,  - масса груза, т.

– коэффициент трения груза по полу вагона, подкладкам (для железобетона по дереву – 0,55).

е) поперечная сила трения рассчитывается по формуле:

Где,  - масса груза, т.

– коэффициент трения груза по полу вагона, подкладкам (для железобетона по дереву – 0,55).

- удельная вертикальная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

Оценка запаса устойчивости груза, выбор и расчет крепления.

      Устойчивость груза от поступательных перемещений вдоль вагона не обеспечивается, так как

8,8 < 18,384

В поперечном направлении груз условно устойчив.

Где,   - продольная инерционная сила, тс;

- ветровая нагрузка, тс;

5,412 < 1,25(5,52+0,133)=7,066

Следовательно, груз необходимо крепить от продольного и поперечного перемещения.

Кроме поступательных перемещений грузы в процессе перевозки могут подвергаться опрокидыванию. При этом коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания  определяется по формулам:

- в направлении вдоль вагона:

Продольное и поперечное усилия, которые должны воспринимать средства крепления, определяют по формулам:

△Fпр= Fпр – Fтрпр, тс; 

△Fп= n(Fп+Wп)- Fтрп, тс

△Fпр1=18,384-8,8=9,584  тс;

△Fп1= 1,25*(5,52+0,133)-5,412= 1,654 тс

Расчет обвязок поз.1:

a = √(1200²+310²) = 1239 ; α = arctg(1239/310) = 76°; sinα=0,97

a = √(1200²+700²) = 1389 ; α = arctg(1389/700) = 63°; sinα=0,891

От продольного и поперечного смещения груз удерживается 2-мя обвязками из проволоки диаметром 6 мм, в четыре нити каждая.

△Fпроб= 1,24*(2*1*0,55*0,97+2*1*0,55*0,891)=2,538 тс < 9,584 тс

△Fпоб= 1,24*(2*1*0,55*0,97+2*1*0,55*0,891)=2,538 тс > 1,654 тс

Расчет усилий воспринимаемых брусом поз.2 и поз.3

Расчет бруса (поз.2,3)

△Fпрб(2,3)=△Fпр-∑Fпр.об.=9,584-2,538=7,046 тс

Количество гвоздей для крепления бруса:

nгв (2,3)= △Fпрб/nбпрRгв=7,046/(3*0,108)= 21,7 -для крепления брусков достаточно 22-х гвоздей на один брус, принимаем для крепления бруса (поз.2) 34-е гвоздя Ø 6х200 мм на один брус, для крепления бруса (поз.3) 16-ть гвоздей  Ø 6х150 мм на один брус

Расчет на смятие деревянного бруса (поз.2):

σс(2)= F/S= 7046/(150*10)=4,7 кгс/см2<18 кгс/см2

Расчет на смятие деревянного бруса (поз.3):

σс(3)= F/S= 7046/(2*10*10)=35,23 кгс/см2<120 кгс/см2

Расчет коэффициентов запаса устойчивости груза от опрокидывания:

Где,   – кратчайшие расстояния от проекции ЦТгр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм;

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

– высота соответственно продольного или поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

 – высота центра проекции боковой (наветренной) поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

ηпр1= 820/((575-100)*1,149)=1,5≥1,25

В продольном направлении груз устойчив.

- в направлении поперек вагона:

Где,   – кратчайшие расстояния от проекции ЦТгр на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания поперек вагона, мм;

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

– высота соответственно поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

 – высота центра проекции боковой (наветренной) поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм.

ηп1= 16*750/(5,52*(575-0)+0,133*(575-0))=3,7≥1,25

В поперечном отношении груз также устойчив.

Проверка подкладок поз.4 на смятие:

Площадь контакта опорной поверхности с подкладками: Sк=3*15*206=9270 см.кв.

3-кол-во подкладок, шт.; 15 - ширина подкладки, см; 206-средняя длина опорной поверхности, см.

Нагрузка, на подкладки передающаяся от железобетонной плиты:

F=Qгр+Fв+Fпр.р.= 16+6,16+2*2*1,24*0,937=26,808 тс

Напряжение смятия: Gсм=F/Sк=26808/9270=2,89 кг/см.кв.<18 кг./см.кв.

Список использованной литературы

1. Грузоведение сохранность и крепление грузов. А.А. Смехов, А.Д. Малов, А.М. Островский и др. Под ред. А.А. Смехова. – М.: Транспорт, 1987г.

2.Таблицы калибровки железнодорожных цистерн – М.: Транспорт – ТРАНСИНФО, 1997г.

3. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. – М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003г.

2