УДК 656.029.4(574)

проф., д.т.н. Куанышбаев Ж.М

маг. ОПМ-11 Айдикенова Н.К

ст.гр.ОП-09-4 Шанелова Н.

(Карагандинский Государственный Технический Университет)

ОСОБЕННОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ

Грузы на колесном ходу в основном перевозят на железнодорожных платформах. В нашем случае мы перевозим автомобиль Audi A6 на открытом подвижном составе. При перевозке грузов на колесном ходу по железнодорожному транспорту первостепенной задачей транспорта является сроки доставки, целостность и сохранность груза. Для этого мы производим расчеты. Предъявляемый к перевозке груз – Audi A6;количество мест – 2;вид отправки – повагонная. Выбор подвижного состава и характеристика груза, предъявляемого к перевозке. Для транспортировки грузов на колесном ходу обычно применяют платформы. Они имеют деревянные борта и оборудованы стоечными скобами, предназначенными для крепления грузов.Для транспортировки данного груза выбираем четырехосную универсальную платформу. Платформа имеет мощную стальную раму, деревянный настил пола и металлические боковые торцовые и откидные борта. Приведем основные данные платформы. Назначение – для перевозки колесных и гусеничных машин, штучных лесных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков

Длина-4930мм; ширина- 1860мм; высота – 1460мм; количество мест-2;

снаряженная масса 1550 кг; допустимая масса 2155кг.

К перевозке предъявлен автомобиль марки Audi A6. Страна производитель – Германия.

Обеспечение подготовки груза к перевозке

Требования, предъявляемые к погрузке грузов на открытый подвижной состав:

1. Полное использование грузоподъемности и вместимости вагонов.

2. Соблюдение технических условий погрузки и крепления грузов.

3. Равномерное и плотное размещение груза, исключающее его сдвиг.

4. Обеспечение удобного и безопасного производства погрузочно-разгрузочных работ.

В соответствии с этими требованиями, техническими условиями погрузки и крепления грузов грузы перед погрузкой на открытый подвижной состав должны быть подготовлены. А именно необходимо закрепить все подвижные части грузов, слить горючее из баков и воду из системы охлаждения, покрыть смазкой металлические поверхности для предохранения от коррозии, обозначить на грузах положение центра тяжести яркой несмываемой краской и знак не стропить [2].

Автомобили загружаются своим ходом, загрузка симметричная. Автомобили размещают на платформе на равном расстоянии от продольных бортов. При таком расположении автомобилей центр тяжести каждого груза будет находиться над продольной осью вагона и поперечного смещения общего центра тяжести грузов от вертикальной плоскости, в которой находится продольная ось платформы, не будет [2].

Расчеты крепления груза и расчеты на устойчивость

При разработке способа размещения и крепления груза учитываются следующие нагрузки: продольные и поперечные горизонтальные инерционные силы, вертикальные силы, сила давления ветра, сила трения и вес груза [2].

Для определения величин сил, действующих на грузы различного веса и размеров, установлены удельные значения этих сил: инерционных – на 1т веса, а силы ветра – на 1 м² поверхности, подверженной его воздействию. В расчетах принимается только ветер, поскольку ветровая нагрузка в предельном направлении воспринимается головным локомотивом [3].

Определение устойчивости груза в продольном и поперечном направлении

Продольная сила инерции, действующая на груз, определяется по формуле: ,

где Q_гр - вес грузового места, т; a_пр - удельная продольная сила инерции, кг/т.

Так как транспортируемый груз на колесном ходу, то по расчетам принимаем, что:

- нагрузка на переднюю ось I автомобиля Q^I_по = 1293 кг;

- нагрузка на заднюю ось I автомобиля = 862 кг;

Тогда, учитывая вышеприведенные данные, переходим к определению удельных продольных сил инерции[3]..

Удельная продольная сила инерции определяется:

где а₂₂ - удельная продольная сила инерции порожней платформы 22 т, а₂₂ = 1200 кг/т;а₈₅ - удельная продольная сила инерции при весе брутто платформы 85 т (груженая платформа), а₈₅ = 1000 кг/т.

Тогда, подставив перечисленные выше величины в формулу, определим значения удельных сил инерции [3]:

1)

2)

Для второго грузового места удельные силы инерции, действующие на передние и задние оси, будут идентичными.

Используя найденные выше значения, определим продольные силы инерции:

Продольные силы инерции для первого и второго грузового места идентичные [4].

Величина поперечной силы инерции с учетом действия центробежной силы определяется по формуле[4]:

где а_п - удельная поперечная сила инерции, кг /т.

Удельная поперечная сила инерции определяется по следующей формуле [4]:

где l_б- база платформы, равная 9,72 м;l_гр - расстояние от центра тяжести груза до вертикальной оси платформы, м;а_с - удельная поперечная сила инерции при размещении груза для случая, когда центр тяжести его совпадает с осью платформы а_с = 330 кг/т; а_ш - удельная поперечная сила инерции при размещении груза для случая когда, центр тяжести его находится над осью шкворневой балки а_ш = 650 кг/т.

Учитывая наличие двух грузовых мест, определим расстояние от ЦТ грузов до вертикальной оси платформы: l^I_а =2,155 м, l^II_а= 2,155 м.

Тогда можно определить удельные поперечные силы инерции[4]:

1)

2)

Учитывая вышеприведенные значения, вычисляем поперечные силы инерции для каждой из трех рассматриваемых осей автомобиля [4].:

Вертикальная сила инерции, действующая на груз, определяется по формуле[4]: ,

где а_в – удельная вертикальная сила инерции.

В общем случае формула для определения вертикальной силы инерции в зависимости от скорости движения имеет следующий вид:

-при скорости движения = 100 км/ ч

где Q_о - общий вес груза на платформе с учетом того, что на платформе размещены 2 грузовых места - ;

l_гр - расстояние от центра тяжести груза до вертикальной оси платформы, м: l^I_а = 2,155 м, l^II_а = 2,155 м.

В нашем случае величина определяется для скорости движения = 100 км/ч (из условий транспортировки груза), т. е. по формуле:

Тогда1)

2)

1)

2)

Ветровая нагрузка, испытываемая грузом при движении, зависит от скорости напора воздуха, размеров поверхности груза и ее состояния. В расчетах крепления груза действие ветра учитывается только в направлении поперек пути. При этом ветровая нагрузка принимается нормальной к поверхности груза и определяется из расчета удельного скоростного напора ветра равного 50 кг /м², по формуле [4]:

где S_n - площадь проекции поверхности груза, подверженной воздействию ветра, на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось вагона:.

Здесь l_a = 4,927 - длина автомобиля; h_a = 1,459 м - высота автомобиля.

А теперь определяем значение ветровой нагрузки [4]:

Сила трения в продольном направлении определяется по формуле:

где - коэффициент трения скольжения опорой поверхности груза о пол платформы.

Учитывая вышеуказанное, определяем силу трения в продольном направлении для каждой из трех рассматриваемых осей:

1)

2)

Сила трения в поперечном направлении определяется по формуле:

где а_в - удельная вертикальная сила инерции при скорости движения

= 100 км/ч:

Тогда1)

2)

Разница усилий в продольном направлении определяется по формуле [4]: ,

где F_пр - продольная сила инерции, кг; - сила трения в продольном направлении, кг.

1)

2).

Разница усилий в поперечном направлении:

Где: 1,25 - коэффициент запаса прочности упругих проволочных растяжек;F_п - поперечная сила инерции, кг;W_п - ветровая нагрузка, кг; F^п_тр - сила трения в поперечном направлении, кг.

Тогда

1)

2)

По аналогии с первым грузовым местом, запишем разницу усилий в поперечном направлении для второго грузового места[5].

3)

4)

Усилия в растяжках, воспринимаемые в продольном направлении [5].

, кг

где: - разница усилий, воспринимаемых в продольном направлении; - количество растяжек, воспринимающих одновременно нагрузку в продольном направлении; - угол наклона растяжек к полу платформы. Каждая пара растяжек крепится под определенным углом к полу платформы. Значения углов определяем по схеме размещения и крепления грузов[10].

, ,,, , , , ,

Углы крепления растяжек всех двух автомобилей одинаковые.

Учитывая вышеприведенное, определяем[5]:

кг кг

кг кг

кг кг

кг кг

Усилия в растяжках, воспринимаемые в поперечном направлении [5].

, кг

где - разница усилий, воспринимаемых креплением в поперечном направлении, кг; - количество растяжек, одновременно воспринимающих нагрузку в поперечном направлении; - угол между проекцией растяжки на пол платформы и поперечной осью платформы.

, , , , , , ,

После этого определяем:

усилия в растяжках, воспринимаемые в поперечном направлении для I-го автомобиля.

кг;

кг

кг;кг

кг;кг

кг;

кг

По результатам расчетов выбираем одинаковые растяжки, выполненные из проволоки диаметром 5 мм в две нити, количество растяжек – 16 штук.

Список использованной литературы

1. Туранов Х.Т., Псеровская Е.Д., Туранова Г.А., Королева Д.Ю. Моделирование движений закреплённых на вагоне грузов при трении скольжения при их перевозке на открытом подвижном составе // Вестник СГУПС, Выпуск №3. 2000. С. 119-131.

2. Туранов Х.Т., Бондаренко А.Н., Королева Д.Ю. Моделирование усилий в креплении грузов //. М.: МИИТ, 2000. С. 24.

3. Псеровская Е.Д., Зачешигрива М.А., Королева Д.Ю. Моделирование обобщенной жесткости крепления грузов // Тез. докл. третьей научн.-практич. конф. "Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте". М.: МИИТ, 2000. С.22.

4. Куанышбаев Ж.М. Управление грузовой и коммерческой работы: Учебник для студентов транспортных специальностей технических вузов. - Караганда, 2001, - 226с.

5. Куанышбаев Ж.М. Жук және коммерциялық жүмыс негіздері: Окулық/ Карағанды мемлекеттік техникалық университеті. – Карағанды: ҚарМТУ баспасы, 2011, - 189б.