Грузоведение, сохранность и крепление грузов

В корешке дорожной ведомости на оборотной стороне делается надпись: "В накладной отметку о результате осмотра груженой цистерны подписали: начальник станции или его заместитель (фамилия) и представитель грузоотправителя (фамилия)".

В натурном листе против номера каждой цистерны с метанолом должна быть сделана красными чернилами или красным карандашом надпись: "Метанол".



2. Расчет креплений грузов, не предусмотренных техническими условиями (ТУ)

Исходные данные:

1. Наименование груза - мостовая металлическая ферма (поперечное сечение прямоугольное);

2. Количество мест заданного груза - n =1

3. Масса одного места груза - Q_гр=13,7тонны;

4. Размеры, мм: длина - L = 17000 ;

ширина - В = 2450 ;

высота - Н = 2080 ;

5. Максимальная скорость при перевозке - 100км/ч.

2.1 Выбор типа подвижного состава для перевозки заданного груза

Размещение длинномерных грузов на сцепе с опорой на один вагон производится без применения турникетов. (Турникет - это комплект опорно-крепежных устройств (турникетных опор), предназначенный для компенсации всех видов усилий, действующих на груз в процессе перевозки, а также для обеспечения безопасного прохождения сцепа по криволинейным участкам пути и участкам с переломным профилем при различных режимах движения.)

При выходе груза за пределы концевой балки рамы с одной стороны вагона более чем на 400 мм используется одна платформа прикрытия (рисунок 4а). При выходе груза за пределы концевых балок рам с обеих сторон вагона более чем на 400 мм используются две платформы прикрытия (рисунок 4б).

В этом случае расстояние между длинномерным грузом, закрепленным на грузонесущей платформе, и грузом, размещенным на платформе прикрытия, должно быть не менее 270 мм.

Рисунок 4. Схема погрузки на сцеп платформ.

Груз длиной от 14300 до 20000 мм грузят с одинаковыми свесами с обеих сторон несущей платформы. Со стороны каждого такого свеса груза устанавливают платформу прикрытия, составляя сцеп из трех платформ.

На пол платформы укладывают четыре поперечные подкладки (две крайние - на расстоянии 650 мм от торцовых бортов платформы, две средние - каждая на расстоянии 2000 мм от середины платформы).

Для перевозки груза выбираем четырехосную платформу - длина 13,4м, ширина - 2,87м, высота пола вагона над уровнем головки рельса - 1,301м. грузоподъемность- 66 тонн с тележками ЦНИИ -Х3. Дополнительно к указанным размерам платформы в табл. № 7 показаны величины промежутков между стоечными гнездами.

Таблица 7

Номера стоечных гнезд	Расстояние между осями стоечных гнезд	Номера стоечных гнезд	Расстояние между осями стоечных гнезд
Торцевой борт платформы и стоечное гнездо № 1	1300	№ 4 - № 5	1800
		№ 5 - № 6	1800
		№ 6 - № 7	1800
№ 1 - №2	1800	№ 7 - № 8	1300
№ 2 - № 3	1800	Между осями стоечных гнезд на торцевых брусах	1440
№ 3 - № 4	1800

Во избежание опасных перегрузок рам и ходовых частей вес груза распределяют равномерно по длине пола вагона. Так как длина груза превышает длину платформы на =17000-13400=3600мм, применим схему погрузки показанной на рисунке 4б.

2.2 Установление порядка размещения груза на подвижном составе с учетом обеспечение устойчивости вагона с грузом и безопасности перевозки

При перевозке длинномерных грузов применяются подкладки, для обеспечения механизированной погрузки и выгрузки, рассредоточения нагрузки на раму вагона, предохранения груза от повреждения.

При перевозке длинномерных грузов подкладки размещаются напротив 2-й пары стоечных гнезд от торцевых бортов вагона.

Для лучшего использования грузоподъемности и вместимости вагонов грузы длиной до 17,2 м, имеющие по всей длине одинаковое поперечное сечение и равномерно распределенную нагрузку, разрешается перевозить на платформах с выходом груза с одной торцовой стороны вагона. При этом допускается продольное смещение ЦТ груза от вертикальной плоскости, в которой находится поперечная ось вагона на величину в соответствии с требованиями [4].

Для обеспечения безопасности движения поездов при перевозке длинномерных грузов и производства маневровой работы, высоту подкладок при перевозке длинномерных грузов на сцепах определяют расчетом с тем, чтобы части груза не соприкасались с вагонами сцепов при прохождении участков пути с ломаным профилем (сортировочные горки и др.).

Рисунок 5. Схема погрузки на сцеп с опорой на один вагон.

Высоту подкладок для схемы погрузки на сцеп (рис. 5) находят по формуле:

Где l_р - расстояние от консоли груза до вертикальной плоскости, проходящей через точки касания колёс с рельсами, мм (рис. 5);

h_з - минимальный предохранительный зазор, значение которого принимается равным 25 мм;

h - минимальное допустимое возвышение плоскости пола вагона прикрытия над полом вагона, на который опирается длинномерный груз (100 мм);

f_r - упругий прогиб груза (принимается равным нулю).

Где L_гр - длина длинномерного груза, мм;

l_в - база вагона (9720), мм;

l_m - база тележки вагона (1800), мм;

tg=0,025

Таким образом высота подкладок:

Для дальнейших расчетов принимаем высоту прокладок равной 200мм.

Устойчивость вагона с грузом против опрокидывания в поперечном направлении относительно головки рельса обеспечивается, если общий центр тяжести вагона с грузом находится на высоте над уровнем головок рельсов не более чем 2300мм, наветренная поверхность груза и четырехосного вагона не превышает 50м².

Высота общего центра тяжести вагона с грузом находят по формуле:

,

Наветренная поверхность груза и вагона:

где: h_гр - центр тяжести груза над уровнем головок рельсов (УГР), м:

h_пол- высота уровня поверхности пола над УГР, м, = 1,301м;

H_п - высота подкладки, м =0,2 так как груз длинномерный,L>13400м ;

S_гр - наветренная поверхность груза м²;

S_ваг- наветренная поверхность вагона (принимаем 11м²);

h_в- высота ЦТ порожней платформы, 0,8м;

Q_в - масса тары вагона - 22 т;

- общая масса груза- 13,7 т.

- высота ЦТ груза над основанием груза, м.

=м;

м;

Тогда высота общего центра тяжести

Наветренная поверхность груза:

м²

S_г.в. = (17,681)+11=28,68 50 м²

Вывод: устойчивость вагона с грузом против опрокидывания относительно головки рельса обеспечивается.

2.3 Расчет сил, действующих на груз и на крепления

Для расчетов устойчивость груза и прочности крепления принимаются следующие наиболее невыгодные сочетания действующих одновременно сил:

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

второе сочетание - сила ветра, инерционные силы (вертикальная, поперечная) и сила трения.

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.

Точками приложения инерционных сил является центр тяжести груза, а сила ветра - центр наветренной поверхности.

Для определения величин сил, действующих на грузы различного веса, установлены удельные значения этих сил на основании экспериментального материала.

Величина продольной инерционной силы определяется по формуле:

,

где: - удельная величина продольной инерционной силы, кг/т.

Эта величина определяется для заданного груза способом линейной интерполяции :

,

где: ₂₂ и ₉₄ - удельные величины продольной инерционной силы при массе брутто соответственно 22 и 94 т.

Согласно техническим условиям:

₂₂ = 1200 кгс/т;

₉₄ = 970 кгс/т.

кгс/т

Поперечную горизонтальную инерционную силу находят по формуле:

,

где: l_в - база вагона, м;

С - расстояние от центра тяжести груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, принимаем:

17000/2= 8,5м (т.к. n =1);

_ср- удельная величина поперечной инерционной силы в кгс на 1 т веса груза при расположении центра тяжести груза в вертикальной плоскости, в которой проходит поперечная ось вагона (для V = 100 км/ч = 330кгс/т);

_ш - удельная величина поперечной инерционной силы в кгс на 1 т веса груза при расположении центра тяжести груза над шкворневой балкой (для V= 100км/ч = 550 кгс/т).

Вертикальная инерционная сила находится по формуле:

,

где: - удельная величина вертикальной силы в кг на 1 т веса груза для V =

100км/ч определяется по формуле:

, кгс/т,

где: К - коэффициент, учитывающий способ погрузки (с опорой на 1 вагон К = 5).

= кгс/т

Таким образом вертикальная инерционная сила:

.

Ветровая нагрузка определяется:

W_в = gS_в,

где: g - удельное давление ветра, принимаемое равным 25кгс/м²;

S_в - площадь проекции поверхности груза, подверженной действию ветра на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось вагона в м²;

W_в = кгс.

Величину силы трения определяют по формулам:

1. при первом сочетании сил (в продольном направлении)

,

где: м - коэффициент трения груза по полу вагона, для стали по дереву - 0,4.

Величина коэффициента трения между опорными поверхностями груза, подкладок и пола вагонов, очищенным от грязи, снега, льда и смазки при посыпке тонкого слоя песка на поверхность подкладок и пол вагона в местах опирания подкладок груза, принимается равным:

для дерева по дереву - 0,45;

для железобетона по дереву - 0,55;

для стали по дереву - 0,4;

для стали по стали - 0,3.

2. при втором сочетании сил (в поперечном направлении)

2.4 Определение типа креплений и требуемого их количества

Для решения этого вопроса необходимо, прежде всего, установить коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль вагона, которая определяется неравенством:

,

где: - расстояние от проекции ЦТ груза до ребра опрокидывания в продольном направлении, принимаем Ѕ L = 8,5м;

h_у - высота упорного бруска, принимаем = 0,15м.

Устойчивость груза против опрокидывания в продольном направлении обеспечивается.

То же в поперечном направлении:

в - расстояние от проекции ЦТ груза до ребра опрокидывания в поперечном направлении, принимаем Ѕ B = 1,225м;

h_н.п. - высота центра наветренной поверхности груза от пола вагона =

h_цт. = 1,04м.

Так как запас устойчивости превышает 1,25, то опрокидывания груза относительно пола вагона в продольном и поперечном направлении не произойдет.

Рассчитаем устойчивость груза против поперечных и продольных горизонтальных перемещений .

Усилие в поперечном направлении:

,

Усилие в продольном направлении:

10357

Где n=1 при разработке СТУ и МТУ,

n=1,25 при разработке НТУ.

Количество гвоздей для крепления груза определяется по формулам:

а) в продольном направлении:

.

б) в поперечном направлении:

,

у_гв- допустимая нагрузка на 1 гвоздь, работающий на срез - 108 кгс ( диаметр гвоздя 6 мм, длина 120 мм).

Гвозди соединяют упорные бруски с полом вагона.

Установим обвязки согласно схеме (рис.6,б).

Рисунок 6 . Расчетные схемы усилий в растяжке, обвязке: (а) - в растяжке; б) и в) - в обвязке.

При закреплении груза обвязками усилие в одной обвязке будет следующим:

- от продольного смещения

- от поперечного смещения

где n_об- количество обвязок, работающих одновременно в продольном направлениях;

м - коэффициент трения груза по полу вагона, для стали по дереву - 0,4.

- угол наклона обвязок к полу вагона;

Подбираем сечение проволочных растяжек [4, табл. 1.30].

Вывод: для крепления заданного груза принимаем проволоку диаметром 6 мм в шесть нитей, которые выдерживают нагрузку 2860 кг.

В поперечном направлении от горизонтального перемещения груз будут удерживать эти же обвязки и гвоздевые соединения упорных брусков с полом вагона.

Погрузка габаритная, так как грузы не выходят за пределы установленного очертания погрузки (Рисунок 7).



Список литературы

1. Устав железнодорожного транспорта РФ. - М., 2003.

2. Сборник правил перевозок грузов на железнодорожном транспорте. - М.:МПС, 2001.

3. Совет по железнодорожному транспорту государств-участников содружества. Минимальные нормы прикрытия вагонов с опасными грузами при постановке их в поезда и маневрах. Условия роспуска с сортировочных горок. - М.: Транспорт, 2001.

4. Организация сотрудничества железных дорог. Правила перевозок опасных грузов (к соглашению о международном железнодорожном грузовом сообщении (СМГС)). - М., 2001.

5. Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом. Сборник - книга1. - М.,2003.

6. Технические условия погрузки и крепления грузов в вагонах и контейнерах. - М.,2003.

7. Тарифные руководства. Книга 1,2,3. - М.,2003.

8. Голубкин Б.П. Грузоведение, сохранность и крепление грузов: Уч.пос. - РОАТ, 2012.

Размещено на Allbest.ru

...