Величиной DE пренебрегаем, так как она очень мала (1-3 см) по сравнению с R .

b = R² - (R – hу)² = 1,15² – (1,15 – 0,15)² = 0,568 м.

Так как запас устойчивости котла против опрокидывания и перекатывания более 1,25, то креплений не требуется.

Для обеспечения устойчивости котла против продольных и поперечных перемещений установим обвязки, натяжение которых создает дополнительную силу трения.

Сечение обвязки рассчитаем по наибольшему усилию, действующему на крепление.

В продольном направлении

R_пр = F_пр + F^пр_тр = 22730 – 8000 = 14730 кг.

В поперечном направлении

R_п = 1,25 (F_п + W_в) - F^п_тр = 1,25 (6600 + 690) – 5744 = 3969 кг.

Следовательно, сечение обвязки определяем с учетом R_пр. Усилие в каждой ветви четырех обвязок равно:

R_пр 14730 14730

S_в = ^____________ = ^{___________________________} = ^{_________________________} = 4715 кг.

8m cosy 8 * 0,4 * cos12,5^о 8 * 0,4 * 0,9763

Материалом обвязки является полосовая сталь 3 (см. табл. 12) с допускаемым напряжением на растяжение б_р = 1650 кг/см². Сечение обвязки должно быть не менее

S_в 4715

F_об = ^________ = ^__________ = 2,36 см².

б_р 1650

Изготовляемое сечение 1 см ´ 3 см. В месте установки натяжного устройства сечение обвязки ослабляет резьбой и поэтому б_р = 600 кг/см².

F_обв = ^________ = 7,86 см².

Следовательно, площадь сечения винта по внутреннему диаметру равна 7,86 см², а диаметр d = 3,16 см.

Обвязки обеспечивают устойчивость котла от продольного и поперечного перемещений.

От перекатывания котел предохраняют восемью упорными брусками высотой 150 мм (двумя на каждой подкладке). В месте контакта с грузом углы упорных брусков подрезают. Бруски прибивают к подкладке гвоздями.

К нижней части каждой подкладки прикрепляют шурупами металлическую плиту с шипами.

В каждой подкладке делают углубление по форме котла, величина зависит от давления на подкладку.

На одну подкладку действует сила

Q_гр 20000 2140 20

R_п = ^______ + F_в + 2S_в * cosy = ^____________ + (250 + 5 * 4 + ^___________ ) * ^_________

4 4 20 4

+ 2 * 4715 * 0,9765 = 16093 кг.

Допускаемое напряжение на смятие b_см = 30 кг/см².

Площадь опирания котла должна быть не менее

R_п 16093

F_оп = ^___________ = ^__________ = 536 см ².

б_см 30

При ширине подкладки b_п = 200 мм поперечник выемки в подкладке для опирания котла будет:

F_оп 536

t_выем = ^___________ = ^__________ = 26,8 см .

b _п 20

Глубину выемки определяют, исходя из рис. 2.15. Обозначим центральный угол окружности котла, стягивающий дугу длиной 38,8 см через a.

360 * 38,8 360 * 26,8 a

a = ^{______________} = ^{____________________________} = 13,3; ^______ = 6,7^о

2p * R 2 ´ 3,14 * 1,15 * 100 2

a a

BD = BH * cos ^_____ = R * cos ^_____ = 115 * 0,9932 = 114 см.

2 2

Величина углубления DЕ = BЕ – BD = 115 – 114 = 1 см. Погрузка котла – габаритная , так как котел не выходит за пределы установленного очертания габарита погрузки.

В

R

A a/2 a/2 С

D hу

F Н

Е

в

Рис. 2.15. Схема размещения груза цилиндрической формы на подкадке

Длинномерный груз с плоским основанием

Выбираем способ размещения и крепления фермы моста весом 20 т, длиной 20 м, высотой 2,67 м, шириной 2,4 м.

По табл. 6 ТУ определяем, что ферму можно перевозить на четырехосной платформе с прикрытием свесов, так как допускаемая длина груза может быть при таком способе перевозки равной 30,0 м (четырехосная платформа с тележками ЦНИИ-ХЗ-О).

Для перевозке формируем сцеп из трех платформ с опорой груза на четырехосную платформу грузоподъемностью 62 т с тележками ЦНИИ-ХЗ-О (рис 2.16.). Техническая характеристика платформы: база 9,72 м, тара 21 т, длина рамы 13,4 м, ширина 2,87 м, высота пола над уровнем головок рельсов 1,301 м. Скорость перевозки 100 км/час.

Ферму размещают на платформе на двух поперечных подкладках из сосны или ели), располагаемых против вторых пар стоечных скоб (от торцевых бортов). Центр тяжести фермы должен быть над серединой платформы.

Определяем необходимую высоту подкладок с учетом прохождения ломаного профиля пути.

Н_п = 0,025 * 4240 + 0 + 100 + 25 = 231 мм..

Принимая Н_п = 240 мм. Ширину подкладок принимают также 240 мм.

20 м

F_пр

2,67 м

a_гр 4,24 м

Рис. 2.16. Размещение и крепление металлической фермы

Проверяем устойчивость вагона с грузом против опрокидывания относительно головки рельса. Высота общего центра тяжести вагона с грузом.

20 * (1,301 + 0,24 + 1,335) + 21 * 0,8

Н_о = ^{__________________________________________________} = 1,81< 2,3 м.

20 + 21

Наветренная поверхность = 20 * 2,67 * 0,5 + 11,9 = 38,6 м² < 50 м² коэффициент заполнения j = 0,5.

Следовательно, устойчивость вагона с грузом обеспечивается.

При погрузке торцовые борта платформы откидываем на кронштейн, а боковые секции бортов также открываем и закрепляем установленным порядком.

Рассчитываем силы, действующие на груз,

(1200 – 970) * 20

F_пр = [1200 - ^{__________________________}] * 20 = 22730 кг.

F_п = 330 * 20 = 6600 кг,

F_в = (250 + ^___________) * 20 = 7140 кг,

W_в = 50 * 20 * 2,67 * 0,5 = 1335 кг,

F^пр_тр = 1000 * 0,4 * 20 = 8000 кг,

F^пр_тр = 0,4 * [1000 - (250 + ^__________)] * 20 = 5144 кг

Определяем устойчивость фермы против опрокидывания в поперечном направлении относительно пола вагона

М_в Q_гр * b 20,000 * 1,2

h_п = ^_____ = ^{________________________} = ^{________________________________________} = 2,55 > 1,25

М_о (F_п + W_в) * (h_гр – h_у) (6,600 + 1,335) * (1,335 – 0,15)

Следовательно, устойчивость фермы обеспечивается. Устойчивость фермы в продольном направлении очевидна:

h_пр = ^________ = 6,0 > 1,25

1,335

Для крепления фермы от поступательных перемещений в продольном направлении применяем растяжки из отоженной проволоки, которая увязывает за боковые стоечные скобы платформы и элементы фермы. Для крепления установим 6 пар растяжек.

Усилие в кажой растяжке определяется по формуле

F_пр – F^пр_тр

R^пр_р = ^{________________________________________} =

k^пр_р (0,4 sina + сosa * сosb_пр)

22730 - 8000

= ^{_____________________________________________} = 2332 кг.

6 * (0,4 * sin30^о + сos30^о * сos10^о)

Из табл. 1.30 [4] подбираем проволочные крепления для растяжек из восьми нитей с диаметром проволоки 6 мм, которые выдерживают нагрузку 2480 кг.

От поперечных сдвигов ферму крепим упорными брусками., соединенными гвоздями с подкладками. Количество гвоздей определяем по формуле

1,25 * (F_пр + W_в) – F^пр_тр 1,25 * (6600 + 1335) - 5144

k^п_гв = ^{_______________________________} = ^{____________________________________} = 33 гв.

б_гв 147

Четыре упорных бруска закрепим каждый 17 гвоздями. Проверим подкладки на смятие.

Q_гр 2140 Q_гр

R_п = ^______ + (250 + 5 * 4 + ^________) * ^______ + k_р * sina * m * R_пр =

2 20 2

= 10000 + (250 + 5 * 4 + ^_______) * 10 + 6 * 0,4 * 2480 * sin30^о = 16746 кг

Площадь опирания определяется по допустимому напряжению подкладки из сосны на смятие a_см = 30 кг/см².

F^оп_р = ^___________ = 558 см²

Фактическая площадь опирания груза на одну подкладку

F_ф = 240 * 24 = 5760 см²;

F_ф > F^оп_р

Следовательно, смятие подкладки не произойдет. Произведем проверку габаритности груза.

Отношение длины груза к базе вагона ^______ > 1,41, поэтому выход фермы нару-

9,72

жу кривой определяем по формуле:

L²_гр l²_в

f_н = ^_________ - ^_______ + К - b

8R 8R

где L_гр - длина груза, мм;

l_в - база вагона, мм;

R - минимальный радиус кривой железнодорожного пути, мм;

К - величина горизонтального смещения концов длинномерного груза, за-

висящая от допусков износов отдельных элементов вагона и уширений

пути в кривых.

L²_гр

К = 70 * (^_______ - 1,41) мм.

l²_в

b - увеличение горизонтального расстояния между осью пути и габаритом

сооружений и путевых устройств, находящихся с наружной стороны кри-

вой, мм

20000² 9720²

f_н = ^{________________} - ^{_______________} + 46 – 105 = 50,1 мм

8 * 350000 8 * 350000

К = 70 * (^_________ - 1,41) = 46 мм.

Расчетное смещение конца груза

В_р = В + f_н = 1200 + 50 = 1250 мм < 1625 мм

Следовательно, погрузка габаритная.