Размещение и крепление грузов в вагонах

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Общие положения к размещению и креплению грузов в вагонах
  • 1.2 Общие требования к размещению и креплению грузов
  • 2. Размещение и крепление выбранного вида груза
  • 2.1 Размещение грузов в вагоне
  • 2.2 Определение расположения подкладок
  • 2.3 Определение центра тяжести груза
  • 2.4 Определение положения общего центра тяжести грузов
  • 3. Выбор подвижного состава и схемы размещения грузов
  • 3.1 Проверка габаритности погрузки
  • 3.2 Определение сил, действующих на груз, выбор и расчет крепления
  • 3. 3 Определение инерционных сил и ветровой нагрузки, действующих на груз
  • 3. 4 Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом от опрокидывания
  • 3.5 Проверка устойчивости груза в вагоне
  • 3.6 Выбор и расчет элементов крепления груза
  • 3.7 Определение усилий в растяжках при закреплении груза
  • 3.8 Крепление подкладки к полу вагона
  • 3.9 Расчет количества гвоздей на упорных и распорных брусках
  • 3. 10 Расчет на смятие деревянных элементов крепления
  • Заключение
  • Библиографический список

Введение

В условиях перехода к рыночным отношениям роль рационализации транспорта существенно возрастает. С одной стороны от транспортного фактора зависит эффективность работы предприятий, что в условиях рынка напрямую связано с его жизнеспособностью, а с другой стороны, сам рынок подразумевает обмен товарами и услугами что без транспорта невозможно, следовательно, невозможен и сам рынок. Поэтому транспорт является важнейшей составной частью рыночной инфраструктуры.

Безусловно, для России, самой большой по площади стране мира, железнодорожный транспорт является одним из самых необходимых видов транспорта. Поэтому особое внимание уделяется именно ему.

Российские железные дороги, играя ведущую роль в транспортном обеспечении и тарифном стимулировании экономического роста в стране, одновременно вносят значительный вклад в формирование федерального и региональных бюджетов.

Железнодорожный транспорт играет ключевую роль в экономике России. Доля железнодорожных перевозок в общем грузообороте превышает 80%, значение железных дорог особенно велико при перевозках грузов на дальние расстояния. Для большинства отправителей массовых грузов (таких как уголь, руды, лесные грузы, строительные материалы и др.) перевозка по железной дороге является единственной альтернативой.

Чтобы сохранить качество перевозимых грузов, необходимо учитывать их физические и химические свойства, реакции на изменение температур, характеристики опасности, а также биохимические процессы, происходящие в грузах растительного и животного происхождения и оказывающие влияние на их состояние. Гигроскопичность свойственна веществам, сильно растворимым в воде (соль, сахар), образующим с водой химические соединения (негашеная известь) или имеющим пористое строение (активированный уголь, волокнистые вещества, чай, кофе и др.). Сухие вещества поглощают влагу до тех пор, пока их влажность не уравновесится с влажностью окружающего воздуха. При пониженной влажности воздуха вещества, имеющие избыточную влажность, высыхают. Скорость поглощения или выделения влаги возрастает с повышением температуры и увеличением скорости движения воздуха, что необходимо учитывать при упаковке, складировании, хранении грузов. Влажность характеризуется степенью насыщенности вещества влагой (в процентах к массе сухого вещества). Повышенная влажность способствует развитию гнилостных процессов, пониженная приводит к потере технологических качеств некоторых грузов (волокнистых и кожевенных товаров, табачного сырья и др.).

Чувствительность грузов к воздействию воды, выпадающей в виде осадков, приводит к порче, потере качества или товарного вида продукции (подмочка продовольственных, текстильных товаров и др.).

Сохранность груза является одной из основных проблем при любых перевозках и транспортировках, так как в процессе погрузочно-разгрузочных работ, или вследствие возникновения форс-мажорных обстоятельств во время перевозки, легко может возникнуть опасность частичной порчи перевозимого имущества, поэтому обеспечение сохранности грузов при их транспортировке, всегда является для любой транспортной компании серьёзной, и актуальной задачей.

Обеспечить 100% сохранность груза, в некоторых случаях является практически неразрешимой задачей, в таких ситуациях задачей грузоперевозчика становится минимизация возможных издержек, а избежать возможного материального ущерба при любых перевозках заказчикам всегда может помочь страхование грузов.

Безопасность движения поездов — основное условие эксплуатации железнодорожных перевозок пассажиров и грузов. Все организационные и технические мероприятия на железнодорожном транспорте должны отвечать требованиям безопасного и бесперебойного движения поездов. Безопасность движения обеспечивается содержанием в постоянной исправности всех железнодорожных сооружений, пути, подвижного состава, оборудования и механизмов, устройств СЦБ и связи. Повышение интенсивности движения поездов, увеличение их скорости и массы предъявляют жесткие требования к качеству и надежности средств обеспечения безопасности движения. Прежде всего это относится к устройствам автоматических и полуавтоматических систем управления движением поездов на перегонах, станциях и переездах: автоматической блокировки, автоматической локомотивной сигнализации, полуавтоматической блокировки, электрической централизации и т. д. Не меньшее значение в обеспечении безопасности имеет деятельность персонала железной дорог, непосредственно участвующего в реализации движения поездов (машинисты, дежурные по станции и т. д.). От их профессиональной подготовленности, опыта, способности быстро ориентироваться и принимать правильные решения в сложных ситуациях зависит не только четкая реализация, но, главное, безопасность и надежность всего перевозочного процесса.

На долю железнодорожного транспорта приходится 75% грузооборота и 40% пассажирооборота транспорта общего пользования в РФ. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1,65 млн. т в год. Основное загрязнение происходит в районах, где в качестве локомотивов используют тепловозы с дизельными силовыми установками. При работе магистральных тепловозов в атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичные выхлопам автомобильных дизелей. Помимо выбросов продуктов сгорания топлива, ежегодно при перевозке и перегрузке грузов из вагонов в окружающую среду поступает около 3,3 млн. т руды, 0,15 млн. т солей и 0,36 млн. т минеральных удобрений. Более 17% развернутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими грузами. Из вагонов-цистерн на пути и междупутье, во время перевозок, вследствие не герметичности клапанов и сливных приборов цистерн, не плотностей люков теряются нефтепродукты. Они просачиваются через почвенные горизонты и загрязняют грунтовые воды. Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180 — 200 м. куб. водных стоков, причем 60% загрязнений приходится на перегоны, остальное — на территории станций.

Основными направлениями деятельности по охране и рациональному использованию водных ресурсов являются сокращение потребления воды питьевого качества на производственные нужды; снижение сброса загрязненных сточных вод от существующих локальных и узловых очистных сооружений, перевод сточных вод железнодорожных предприятий в территориальные системы канализации, применение менее водоемких технологических процессов, внедрение систем оборотного и повторного водоснабжения, сокращение утечек и потерь воды.

Первостепенное значение имеют меры по сохранению лесных насаждений; поддержанию лесов в надлежащем состоянии и повышению защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных и других природных свойств лесов; охране лесов от пожаров, болезней и вредителей; опережающему лесовосстановлению.

Перевод железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую и тепловозную, которыми в настоящее время выполняется практически вся поездная работа, способствовал улучшению экологической обстановки: исключено влияние угольной пыли и вредных выбросов паровозов в атмосферу.

1. Общие положения к размещению и креплению грузов в вагонах

Транспортная характеристика грузов представляет собой совокупность:

· физико-механических и физико-химических свойств;

· объемно-массовых характеристик;

· параметров тары и упаковки;

· характеристик опасности;

· специфических свойств грузов.

Грузы каждого наименования обладают присущими только им физико-механическими и физико-химическими свойствами, объемно-массовыми характеристиками и степенью опасности, предъявляются к перевозке в упаковке или без нее и др. Из вышесказанного следует, что у каждой номенклатуры груза своя транспортная характеристика, которая определяет режим перевозки, способы погрузки, разгрузки, перегрузки и хранения, а также требования к техническим средствам выполнения этих операций.

Транспортная характеристика используется при решении задач, связанных с рационализацией перевозочного процесса:

· подборе целесообразных типов и моделей подвижного состава;

· выборе погрузочно-разгрузочных средств и грузозахватных устройств;

· выборе складского оборудования;

· выборе средств упаковки и пакетирования;

· разработке рациональных способов и схем погрузки-разгрузки и перевозки и т. д.

Изменение транспортной характеристики груза приводит к изменению технических и технологических элементов процесса доставки грузов. Так, например, переход от перевозки навалом к перевозке в таре или упаковке таких грузов, как цемент или минеральные удобрения, требует кроме применения упаковочных материалов и средств пакетирования использования других типов подвижного состава, складов и средств механизации погрузочно-разгрузочных работ. Кроме полного изменения транспортной характеристики груза, пример которой приведен выше, при разработке рациональных процессов доставки грузов, приходится прибегать к изменению отдельных составляющих транспортной характеристики: объемной массы, вида тары и упаковки, линейных размеров отдельных мест и др.

К массовым характеристикам грузов относят:

· плотность;

· навалочную плотность;

· удельную массу.

Плотность — это масса однородного вещества в единице объема. Единицей измерения плотности является. В производственной практике в качестве единицы измерения плотности чаще всего используют М. На транспорте понятие плотности используют для расчета массы жидких грузов, перевозимых наливом, например в цистернах.

Навалочная плотность (объемная масса) — масса груза в единице объема с учетом скважистости и пористости вещества. Навалочные и насыпные грузы представляют собой большое количество частиц различной формы и размеров. Между отдельными частицами и внутри них есть свободные пространства, обусловленные неплотным прилеганием частиц друг к другу, а также наличием пор и капилляров внутри самого вещества. Поэтому объем, занимаемый данными грузами, зависит не только от количества однородного вещества, но и от размера свободного пространства как внутри груза, так и между его отдельными частями.

Удельная масса — масса единицы объема груза с учетом пористости вещества (т. е. с учетом объема внутренних пор и капилляров). Эта характеристика груза используется для расчета массы лесоматериалов, железобетонных изделий и других видов грузов.

К объемным характеристикам грузов относят:

· удельный объем;

· удельный погрузочный объем.

Удельный объем — объем единицы массы груза. Для навалочных и насыпных грузов удельный объем — величина, обратная объемной массе, а для жидкостей — обратная плотности продукта.

Удельный погрузочный объем — объем кузова подвижного состава, который в среднем занимает одна тонна груза.

К физико-химическим свойствам груза относят:

· самонагревание и самовозгорание;

· коррозию;

· окислительные свойства.

Самонагревание и самовозгорание происходят под действием внутренних источников тепла — химических и биохимических процессов, протекающих в массе груза и повышающих его температуру. Самонагреванию подвержены волокнистые материалы, сено, зерно, каменные и бурые угли, сланцы и др.

Коррозия — разрушение металлов или металлических изделий при химическом или электрохимическом взаимодействии с внешней средой. При перевозках грузов, подверженных коррозии, их тщательно упаковывают и не допускают их совместную перевозку с активными окислителями.

Окислительные свойства — способность легко отдавать избыток кислорода другим веществам. Наиболее активными окислителями являются жидкие кислоты, щелочи, соли, минеральные удобрения, перекись водорода и т. д. Окислители являются опасными видами грузов, и их перевозка, хранение и погрузка-разгрузка строго регламентированы ГОСТом.

Характеристики опасности груза:

· огнеопасность — способность вещества в случае возникновения очага загорания к прогрессирующему горению;

· взрывоопасность — способность грузов вызывать физический или химический взрыв;

· вредность — способность паров или взвешенных частиц вещества поражать органы чувств, кожный покров, дыхательные пути и легкие людей;

· ядовитость — свойство некоторых грузов представлять непосредственную опасность для здоровья людей и животных;

· радиоактивность — способность некоторых веществ к радиоактивным излучениям, опасным для здоровья и жизни людей и животных.

Предъявляемый к перевозке груз должен быть подготовлен к перевозке таким образом, чтобы в процессе перевозки были обеспечены безопасность движения поездов, сохранность груза, вагонов и контейнеров. С этой целью грузоотправителем должны быть обеспечены:

· прочность узлов и деталей груза, предназначенных для установки средств крепления. При необходимости груз должен быть оборудован приспособлениями для его крепления;

· надежное закрепление груза внутри упаковки;

· подготовка автотракторной техники и сельскохозяйственных машин к перевозке в порядке, установленном соответствующими правилами перевозок железнодорожным транспортом;

· перед погрузкой грузов, содержащих мелкие фракции, дополнительные меры по уплотнению зазоров кузова вагона, поверхность груза после погрузки на открытый подвижной состав должна быть разровнена, а при необходимости и уплотнена.

В целях обеспечения сохранности вагонного парка грузоотправители и грузополучатели должны соблюдать требования ГОСТ 22 235, в том числе:

· навалочные грузы, разгрузка которых предусматривается через разгрузочные люки полувагона, должны иметь размер отдельных кусков в любом измерении не более 400 мм;

· перед погрузкой или выгрузкой путем бокового заезда или съезда груза борта платформы должны быть опущены, а после окончания погрузки или выгрузки — подняты и закреплены клиновыми запорами;

· при погрузке и выгрузке автомобилей, тракторов и других колесных и тяжеловесных грузов должны применяться переходные мостики и другие приспособления, предохраняющие от повреждения борта платформ;

· при погрузке или выгрузке груза накатом с использованием слег они должны опираться на пол платформы или верхнюю обвязку кузова полувагона.

При погрузочно-выгрузочных операциях не допускается:

· открывать и закрывать разгрузочные люки полувагонов с использованием тракторов, погрузчиков, лебедок, кранов и другой техники, не согласованной федеральным органом исполнительной власти на железнодорожном транспорте для выполнения данных операций;

· выполнять на полу платформ разворот самоходом технических средств на гусеничном ходу без предварительной защиты пола от повреждения;

· опускать грейферы с ударом о пол вагонов;

· производить погрузку металлопродукции кранами, оборудованными магнитными шайбами, путем сбрасывания груза;

· производить выгрузку грузов из вагонов грейферами, имеющими зубья;

· использовать боковые борта платформ для погрузки и выгрузки грузов;

· задевать грейфером борта платформ, стены и двери полувагонов;

· при выгрузке с помощью лебедки опирать трос на борта платформ и верхнюю обвязку полувагона;

· производить выгрузку смерзшихся грузов путем проталкивания их в проемы люков грейферами, другими грузозахватными устройствами, применять для рыхления груза металлические болванки, взрывные устройства, а также применять для оттаивания груза открытое пламя при возможности касания деталей вагона;

· производить погрузку грузов, имеющих температуру выше +100°С;

· производить погрузку и выгрузку сыпучих грузов гидравлическим способом;

· производить погрузку железобетонных плит ранее технологического срока выдержки их после изготовления;

· размещать железобетонные плиты, конструкции и другие подобные грузы в наклонном положении с опорой на боковые стены кузова полувагона либо борта платформы кроме случаев, предусмотренных настоящими ТУ;

· производить крепление грузов к металлическим частям вагона с помощью сварки и сверления;

· демонтировать детали вагонов, в том числе борта платформ и двери полувагонов;

· производить выгрузку с платформ навалочных грузов машинами на гусеничном ходу с заездом на настил ее пола, сгребать ковшом экскаватора, а также волочить тяжеловесный груз по полу платформы.

При погрузке навалочных грузов массой отдельных кусков не более 100 кг общая масса груза, падающая на пол полувагона, должна быть не более 5 т, высота падения — не более 3 м. При погрузке навалочных грузов массой отдельных кусков от 100 до 500 кг на дно кузова должен быть насыпан слой из мелких кусков толщиной не менее 300 мм; общая масса груза, падающая на пол полувагона, должна быть не более 7 т, высота падения — не более 3 м. Навалочные грузы в виде отдельных кусков массой более 500 кг, а также штучные грузы (слитки, болванки, балки) и контейнеры следует грузить без сбрасывания.

После выгрузки грузов вагоны, контейнеры должны быть очищены внутри и снаружи, с них должны быть сняты элементы крепления грузов, за исключением несъемных. В случаях необходимости должна быть снята проволока с рукояток расцепных рычагов автосцепки, с запоров крышек разгрузочных люков, торцовых дверей полувагонов и бортовых запоров платформ; борта платформ, двери и крышки люков полувагонов — закрыты. Многооборотные инвентарные приспособления для крепления, в том числе турникеты, должны быть подготовлены к погрузке в соответствии с требованиями, предъявляемыми к подготовке грузов к перевозке.

Сохранность грузов при перевозках — обеспечение доставки грузов от отправителя до получателя без ухудшения их качества и в количестве, указанном в перевозочных документах (с учетом норм естественной убыли). Требования по обеспечению сохранности перевозимых грузов в зависимости от места выполнения технологических операций можно условно разделить на четыре группы. Первая группа включает требования по выполнению операций в пунктах отправления; вторая — в пути следования; третья — в пунктах назначения; четвертая — учитывает все прочие требования. Правила перевозок грузов на железнодорожном транспорте регламентируют перечень таких операций по каждой группе и ответственность за их выполнение. Решающее значение в обеспечении сохранности грузов имеет соблюдение положений нормативных документов, особенно при подготовке грузов к транспортировке: упаковке, маркировке, погрузке, креплении, определении количества загруженной в вагон (контейнер) продукции, пломбировании, оформлении перевозочных документов и хранении.

Особого внимания требуют ценные, хрупкие, бьющиеся и опасные грузы, скоропортящаяся продукция, колесные и гусеничные машины, станки, оборудование, топливо, рудно-металлургическое и другое сырье, транспортируемое на открытом подвижном составе. На практике эта задача решается применительно к конкретным видам грузов, для чего используются различные защитные меры и способы транспортировки (например, перевозки в контейнерах и пакетах, в специализированном подвижном составе).

До предъявления груза к перевозке отправитель должен подготовить его так, чтобы при транспортировке обеспечивалась сохранность груза. Многие грузы требуют упаковки, которая должна удовлетворять требованиям и нормам государственных стандартов, а грузы, на упаковку которых таких стандартов не имеется, должны перевозиться в упаковке, обеспечивающей их сохранность.

Выбор подвижного состава для транспортировки грузов определяется правилами перевозок. Скоропортящиеся грузы, требующие соблюдения определенного температурного режима, транспортируются в различных типах изотермических вагонов, ряд грузов по сезонам года — в крытых вагонах с вентиляцией или отоплением. На открытом подвижном составе и в цистернах перевозятся лишь те грузы, которые указаны в правилах. Крытые вагоны (в т. ч. изотермические и другие специальные), а также цистерны оснащаются запорными устройствами дверей (люков), пломбируются или запираются запорно-пломбировочными устройствами (ЗПУ) различных конструкций после погрузки. Для предотвращения потерь угля и других грузов, содержащих мелкие фракции (размером до 13 мм), от просыпания и выдувания при перевозке на открытом подвижном составе конструкционные зазоры кузова заделывают уплотняющим материалом. Поверхность груза при погрузке разравнивается, уплотняется, в необходимых случаях покрывается пленкообразующими эмульсиями с помощью специальных установок.

В зависимости от свойств грузы хранятся в крытых складах, на открытых площадках или в специальных помещениях. На открытых площадках допускается хранение лишь тех грузов, которые указаны в правилах. С мест общего пользования грузы должны вывозиться в сроки, установленные правилами. Места хранения и переработки грузов должны быть ограждены и оснащены устройствами пожарно-охранной сигнализации, средствами пожаротушения и, если есть необходимость, иметь пропускной режим.

Оценка состояния сохранности, порядок и сроки служебного расследования случаев несохранности грузов регламентированы Инструкцией по актово-претензионной работе на железных дорогах Российской Федерации.

Учет и анализ состояния сохранности перевозок производит грузовая служба дороги в соответствии с определенными требованиями. Одним из главных направлений по обеспечению сохранности перевозимых грузов является применение запорно-пломбировочных устройств (ЗПУ). На железных дорогах России для запирания и пломбирования вагонов и контейнеров используются ЗПУ болтового или тросового типа с корпусом, внутри которого находится замыкающее устройство. При установке ЗПУ его болтовая или тросовая часть продевается в отверстия запорного устройства вагона или контейнера и на нее навешивается корпус ЗПУ с замыкающим устройством, предотвращающим движение частей ЗПУ в сторону размыкания. Снятие ЗПУ производится специальными съемными приспособлениями, разрушающими устройство и исключающими его повторное использование. На корпус каждого ЗПУ наносится индивидуальный контрольный знак, сокращенное наименование железной дороги отправления, товарный знак предприятия-отправителя, название ЗПУ и последняя цифра года изготовления. ЗПУ устанавливаются: на крытом вагоне — на накладки дверей с каждой стороны вагона; на рефрижераторном вагоне — на рычаги к нажимной плите или на специальные ушки для пломбирования; на цистернах — на крышки верхних загрузочных люков; на вагонах-хопперах — на запорные устройства каждого штурвала; на крытом вагоне для перевозки легковых автомобилей -на запорные устройства дверей с торцевых площадок; на контейнерах -- на рукоятки двери. ЗПУ устанавливают железные дороги, если грузы погружены железными дорогами, или грузоотправители, если грузы погружены грузоотправителями.

Правила пломбирования вагонов и контейнеров устанавливают перечень грузов, которые могут перевозиться без ЗПУ, но с обязательным наложением определенного типа закрутки для запирания дверей и люков.

При перевозках грузов в вагонах и контейнерах в международном сообщении по железным дорогам государств — участников СНГ, Латвии, Литвы и Эстонии применяются ЗПУ, разрешенные железнодорожной администрацией государства, отправляющего груз, а также свинцовые пломбы. Железнодорожная администрации государств могут применять ЗПУ, объявленные другими администрациями. Железнодорожная администрации государств могут отказать другим администрациям применять отдельные типы ЗПУ при отправлении грузов в их адрес или транзитом при наличии оснований, подтверждающих необеспечение сохранности перевозимых грузов и несоответствие ЗПУ техническим требованиям.

1.2 Общие требования к размещению и креплению грузов

Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах (далее — «ТУ») устанавливают порядок и условия размещения и крепления грузов в универсальных четырехосных вагонах (полувагоны, платформы) и в контейнерах при железнодорожных перевозках по территории Российской Федерации по железнодорожным путям, имеющим ширину колеи 1520 мм со скоростью движения до 100 км/ч включительно.

Размещение и крепление грузов, не предусмотренные ТУ, должны выполняться в соответствии со способами, установленными местными техническими условиями размещения и крепления грузов (далее — МТУ), согласно положениям, предусмотренным в пунктах 7. 1, 7.2 [1]

Размещение и крепление грузов способами, не разработанными ТУ и МТУ, должны выполняться в соответствии со способами, установленными непредусмотренными техническими условиями (далее — НТУ) согласно положениям пункта 7.3 [1].

Размещение и крепление грузов, поступающих от железнодорожной администраций других государств, должно соответствовать действующим на железнодорожном транспорте в Российской Федерации требованиям, если иное не установлено международными соглашениями, участником которых является Российская Федерация.

Перед погрузкой пол вагона, опорные поверхности груза, подкладок, прокладок, упорных и распорных брусков, а также поверхности груза в местах контакта с обвязками и растяжками должны быть дополнительно очищены отправителем от снега, льда и грязи. В зимнее время грузоотправитель должен посыпать пол вагона и поверхности подкладок в местах опирания груза тонким слоем (1−2 мм) чистого сухого песка.

Разгрузочные люки полувагонов должны быть закрыты и заперты на запоры. Если размещение груза производится в пределах погрузочной длины и ширины кузова, торцовые борта платформ, торцовые двери полувагонов должны быть закрыты и заперты на запоры, клиновые запоры бортов платформ осажены вниз до упора за исключением случаев, когда технология погрузки предполагает использование открытых бортов, дверей.

Перед погрузкой грузов, длина которых превышает длину пола платформы, полувагона, торцовые борта платформы должны быть откинуты на кронштейны, а двери полувагона — открыты и закреплены.

С целью исключения опирания груза на откинутые торцовые борта платформы груз должен быть размещен на подкладках.

Перед погрузкой грузов, ширина которых превышает ширину пола платформы, все секции боковых продольных платформы или некоторые из них должны быть грузоотправителем открыты и закреплены за кольца, имеющиеся на продольных балках рамы платформы. В случае отсутствия колец противоположные секции бортов должны быть грузоотправителем скреплены увязкой из проволоки диаметром не менее 4 мм в две нити, которая пропускается под боковыми и хребтовыми балками. В случаях, когда опущенные борта закрывают трафаретный номер платформы, он должен быть нанесен несмываемой белой краской на левых крайних секциях опущенных продольных бортов. Секции продольных бортов платформ сцепа также должны быть открыты, если они препятствуют естественному поперечному смещению груза при движении вагонов в криволинейных участках пути.

Для погрузки длинномерного груза формируется сцеп из двух и более вагонов в соответствии с требованиями раздела 11 [1].

Для предотвращения разъединения вагонов сцепа при маневровых работах, в пути следования рукоятки расцепных рычагов должны быть закреплены к кронштейнам проволокой, а на боковых бортах вагонов с обеих сторон должна быть нанесена несмываемой краской надпись «Сцеп не разъединять».

Подготовка контейнеров к погрузке осуществляется в соответствии с требованиями главы 12 [1].

2. Размещение и крепление выбранного вида груза

2.1 Размещение грузов в вагоне

Размещение грузов на открытом подвижном составе в зависимости от их размеров и крепления должно осуществляться в пределах габаритов погрузки. Если груз с учетом упаковки и крепления выходит за пределы габарита погрузки, то он является негабаритным и перевозится на основании Инструкции по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов [3].

Масса размещаемого в вагоне груза с учетом массы элементов крепления не должна превышать трафаретной грузоподъемности вагона.

Выход в продольном направлении крайней точки груза за пределы концевой балки кузова вагона должен быть не более 400 мм, в ином случае груз перевозится на сцепе из двух и более вагонов.

Для размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе применяются растяжки, обвязки, упорные и распорные бруски, стойки, подкладки, прокладки, щиты, турникеты и другие приспособления, а также стандартные приспособления многоразового использования.

Стойки изготавливают из здорового дерева круглого сечения. Диаметр стоек должен быть 120−140 мм в нижнем отрубе и не менее 90 мм в верхнем. Допускается изготавливать стойки из пиломатериалов не ниже второго сорта сечением 90×120 мм с прямыми волокнами.

Подкладки, прокладки, упорные и распорные бруски изготавливают из пиломатериалов не ниже третьего сорта, металла различных профилей, железобетона и другого материала. Высота подкладок и прокладок должна быть не менее 25 мм, а упорных и распорных брусков — 50 мм.

Растяжки (обвязки) для крепления грузов могут быть из проволоки, металлических стержней, полос, цепей, стальных тросов и др., каждая растяжка одним концом крепится за детали груза, а другим — за специально приспособленные детали вагона.

Заданный груз располагается симметрично относительно продольной и поперечной осей платформы, и общий центр тяжести груза находится на линии пересечения плоскостей, проходящих через продольную и поперечные оси вагона. Тележки вагона должны быть загружены равномерно и нагрузка, приходящаяся на одну тележку, не превышать половину грузоподъемности вагона.

Загрузка тележек четырехосного вагона определяется:

(1) [2, стр. 7]

где Р1, Р2 — соответственно нагрузка, действующая на первую и вторую тележку вагона, Qгр — масса груза, т. n — количество мест заданного груза.

Р12=0,5*31*1=15т

Каждая единица груза размещается на двух поперечных подкладках, уложенных на пол вагона поз. 1, сечением 50×100 мм и длиной равной внутренней ширине платформы.

От поперечных смещений крепление производится растяжками, а при необходимости упорными брусками, расположенными вдоль вагона.

2.2 Определение расположения подкладок

При размещении груза на двух подкладках, уложенных поперек ее рамы симметрично относительно поперечной плоскости симметрии платформы, расположение подкладок определяется в зависимости от нагрузки на подкладку и ширины распределения нагрузки.

Ширина распределения нагрузки на раму платформы

, мм (2) [2, стр. 8]

где — ширина груза в месте опирания, мм

— высота подкладки, мм.

мм

В зависимости от расположения подкладок относительно базы вагона минимальное или максимальное допускаемое расстояние, а между продольной осью подкладки и поперечной плоскостью симметрии вагона определяется в соответствии с табл. 13 и 14 [2].

Определим нагрузку на одну подкладку.

, тс (3)

qп=31/2=15,5тс

2.3 Определение центра тяжести груза

При размещении грузов на открытом подвижном составе необходимо знать центр тяжести заданных грузов.

Центр тяжести груза -- это точка, относительно которой груз уравновешен во всех направлениях. Центр тяжести грузов простой формы (куб, параллелепипед, цилиндр, шар) располагается в их геометрическом центре.

Рисунок 1 — Схема для расчета центров тяжести элементарных составляющих груза

Для заданного груза — железобетонного изделия — найдем центр тяжести и рассчитаем его высоту.

Условно разобьём заданный груз на элементарные составляющие.

(4)

2.4 Определение положения общего центра тяжести грузов

При размещении грузов общий центр тяжести грузов (ЦТогр) должен располагаться на линии пересечения продольной и поперечной плоскостей симметрии вагона в целях избежания опасных перегрузок рам и ходовых частей вагона.

В исключительных случаях, когда данное требование невыполнимо по объективным причинам (геометрические параметры груза, условия крепления и т. д.) допускается смещение общего центра тяжести грузов ЦТогр относительно плоскостей симметрии на величины, указанные в табл. 10 и 11 первой главы ТУ [1].

Контроль положения ЦТогр должен выполняться путем расчета величин lc и bc по формулам:

Продольное смещение общего центра тяжести грузов.

, мм (4)[1]

Поперечное смещение общего центра тяжести грузов.

, мм (5)[1]

где Qгр , — масса груза, 40 т;

L и В — длина и ширина кузова вагона, мм

l1, l2,…ln, b1, b2,… bn — координаты центров тяжести грузов относительно соответственно торцового и продольного бортов, мм.

Рисунок 2 — Схема размещения грузов на открытом подвижном составе

(6)

где FG — расстояние от торцового борта платформы до первого груза, FG=100 мм;

(7)

(8)

, мм

(9)

, мм (10)

груз вагон крепление

3. Выбор подвижного состава и схемы размещения грузов

Для перевозки заданного груза выбираем наиболее рациональный подвижной состав — платформа модели 13−401 [1, ст. 517]

Таблица 1 — Технологические характеристики

Технические характеристики

Номер модели 13−401

Грузоподъемность, т

70

Масса тары вагона, т

20,92

Осевая нагрузка, тс

22,73

База вагона, мм

9720

Длина, мм:

— по осям сцепления автосцепок

-по концевым балкам рамы

14 600

13 400

Высота от УГРмакс, мм

1810

Высота от УГР до уровня пола, мм:

1310

Размеры кузова внутри, мм:

-длина

-ширина

13 300

2770

Размер пола с открытыми бортами, мм:

-длина

-ширина

12 400

2870

Высота бортов, мм:

-продольный

-торцовой

500

400

Площадь пола,

36,8

Перед погрузкой пол вагона, опорные поверхности груза, подкладок, прокладок, упорных и распорных брусков, а также поверхности груза в местах контакта с обвязками и растяжками должны быть дополнительно очищены отправителем от снега, льда и грязи. В зимнее время грузоотправитель должен посыпать пол вагона и поверхности подкладок в местах опирания груза тонким слоем (1−2 мм) чистого сухого песка.

Разгрузочные люки полувагонов должны быть закрыты и заперты на запоры. Если размещение груза производится в пределах погрузочной длины и ширины кузова, торцовые борта платформ, торцовые двери полувагонов должны быть закрыты и заперты на запоры, клиновые запоры бортов платформ осажены вниз до упора за исключением случаев, когда технология погрузки предполагает использование открытых бортов, дверей.

Перед погрузкой грузов, длина которых превышает длину пола платформы, полувагона, торцовые борта платформы должны быть откинуты на кронштейны, а двери полувагона — открыты и закреплены.

С целью исключения опирания груза на откинутые торцовые борта платформы груз должен быть размещен на подкладках.

Перед погрузкой грузов, ширина которых превышает ширину пола платформы, все секции боковых продольных платформы или некоторые из них должны быть грузоотправителем открыты и закреплены за кольца, имеющиеся на продольных балках рамы платформы. В случае отсутствия колец противоположные секции бортов должны быть грузоотправителем скреплены увязкой из проволоки диаметром не менее 4 мм в две нити, которая пропускается под боковыми и хребтовыми балками. В случаях, когда опущенные борта закрывают трафаретный номер платформы, он должен быть нанесен несмываемой белой краской на левых крайних секциях опущенных продольных бортов. Секции продольных бортов платформ сцепа также должны быть открыты, если они препятствуют естественному поперечному смещению груза при движении вагонов в криволинейных участках пути.

Для погрузки длинномерного груза формируется сцеп из двух и более вагонов в соответствии с требованиями раздела 11 [1]

Для предотвращения разъединения вагонов сцепа при маневровых работах, в пути следования рукоятки расцепных рычагов должны быть закреплены к кронштейнам проволокой, а на боковых бортах вагонов с обеих сторон должна быть нанесена несмываемой краской надпись «Сцеп не разъединять».

Подготовка контейнеров к погрузке осуществляется в соответствии с требованиями главы 12 [1].

3.1 Проверка габаритности погрузки

Проверка габаритности груза производится при условии нахождения вагона на прямом горизонтальном участке пути и совмещения продольной вертикальной плоскости симметрии вагона с осью железнодорожного пути путем сравнения фактических размеров, наиболее выступающих частей груза (высоты над уровнем головки рельса (УГР) (у) и расстояние от вертикальной оси пути (х)) с координатами точек, находящихся на одинаковой с ним высоте (у), принадлежащих габариту погрузки.

Габаритом погрузки называется предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться погруженный в открытый подвижной состав груз (с учетом упаковки и крепления) при нахождении подвижного состава на прямом горизонтальном пути и совмещения в одной вертикальной плоскости осей симметрии вагона и пути.

Груз, погруженный на одиночный универсальный вагон либо на сцеп из двух универсальных вагонов, является габаритным, если он ни одной своей частью, включая упаковку и крепление, не выходит за пределы основного габарита погрузки и расстояние от поперечной плоскости симметрии вагона (либо сцепа) до конца груза (с одной, либо с обеих сторон), включая упаковку и крепление, не превышает значений, указанных в табл. 5 [1].

Негабаритным считается груз, если он при размещении в открытом подвижном составе, находящемся на прямом горизонтальном участке пути и совмещении в одной вертикальной плоскостей симметрии вагона и пути, превышает очертания габарита погрузки, или его геометрические выносы в кривых за пределы погрузки превышают геометрические выносы в соответствующих кривых расчетного вагона.

Рисунок 3 — Зоны негабаритности груза

Геометрическим выносом расчетного вагона (длина 24 м, база 17 м) или груза называется отклонение его продольной оси от оси пути в кривой без возвышения наружного рельса при установке подвижного состава в кривой по хорде. Негабаритность бывает одно- и двухсторонняя. В зависимости от высоты от уровня головки рельсов, на которой груз выходит за габарит погрузки.

Установлены три основные зоны негабаритности:

— зона нижней негабаритности — на высоте от 380 до 1229 мм при расстоянии от оси пути 1626−1760 мм, на высоте от 1230 до 1399 мм при расстоянии 1626−2240 мм.

— зона боковой негабаритности — на высоте от 1400 до 4000 мм.

— зона верхней негабаритности на высоте от 4001 до 5300 мм.

В зависимости от того, насколько груз выходит за пределы габарита погрузки, негабаритность подразделяется на степени. Боковая и нижняя негабаритность могут быть шести степеней (1−6), верхняя негабаритность — трех степеней (1−3).

Груз, превышающий предельные очертания зон негабаритности, а также габарит погрузки в нижней зоне (ниже 380 мм от УГР) и в верхней зоне (выше 5300 мм), называется сверхнегабаритным.

Сверхнегабаритность грузов, имеющих высоту более 5300 мм, называется вертикальной.

Определим координаты наиболее выступающих частей груза, их высоту над уровнем головок рельсов, расстояния от вертикальной оси пути.

Координата точки:

(11)

(12)

Координата точки:

(13)

(14)

< 4000 мм

Вывод: при сравнении координат наиболее выступающих частей груза, их высоты над УГР с табличными размерами основного габарита погрузки определили, что груз является габаритным.

3.2 Определение сил, действующих на груз, выбор и расчет крепления

При определении способов размещения и крепления груза должны наряду с его массой учитываться следующие силы и нагрузки (рисунок 7):

— продольная горизонтальная инерционная сила, возникающая при движении в процессе разгона и торможения поезда, при соударении вагонов во время маневров и роспуска с сортировочных горок;

— поперечная горизонтальная инерционная сила, возникающая при движении вагона и при вписывании его в кривые и переходные участки пути;

— вертикальная инерционная сила, вызывающаяся ускорением при колебаниях движущегося вагона;

— ветровая нагрузка;

— сила трения.

Рисунок 4 — Силы, действующие на груз при перевозке

Точкой приложения продольных, поперечных и вертикальных инерционных сил является центр тяжести (ЦТгр).

Точкой приложения ветровой нагрузки принимается геометрический центр наветренной поверхности груза. Направление действия ветровой нагрузки принимается перпендикулярным продольной плоскости симметрии вагона.

3.3 Определение инерционных сил и ветровой нагрузки, действующих на груз

1. Продольная инерционная сила Fпр определяется по формуле:

, тс (15) [1,с. 40]

где, а — удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

Q — масса груза, т.

Значение, а для конкретной массы груза при погрузке на одиночный вагон определяется по формуле:

, тс/т (16) [1,с. 40]

где Q — общая масса груза в вагоне, т;

а, а- значения удельной продольной инерционной силы в зависимости

от типа крепления и условий размещения груза (с опорой на один вагон, с опорой на два вагона) при массе брутто соответственно: одиночного вагона — 22 т и 94 т; сцепа двух грузонесущих вагонов — 44 т и 188 т [1, гл. 1, табл. 17]).

тс/т

тс

2. Поперечная инерционная сила Fn с учетом действия центробежной силы определяется по формуле:

Fn=anQгр, тс (17) [1,с. 41]

где, а — удельная поперечная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т;

Для грузов с опорой на один вагона определяется по формуле:

, тс/т (18) [1,с. 42]

где lВ — база вагона, мм;

lгр- расстояние от ЦТгр до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, мм, т. к. груз один, то lгр = 0 мм.

тс/т

тс

3. Вертикальная инерционная сила определяется по формуле:

, тс (19) [1,с. 42]

где, а — удельная вертикальная сила на 1 т массы груза, кгс/т, которая определяется по формуле:

а=0,25+kl+2,14/Q, тс/т (20) [1,с. 42]

При погрузке с опорой на один вагон принимают

кгс/т

тс

4. Ветровая нагрузка определяется по формуле:

, тс (21) [1,с. 42]

где Sn — площадь наветренной поверхности груза (проекции поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов платформы, либо боковых стен полувагона, на продольную плоскость симметрии вагона), м.

м2 (22)

м2

тс

5. Сила трения, действующая на груз, размещенный на однородной поверхности пола вагона, определяется по формулам:

— в продольном направлении

, тс (23) [1,с. 43]

где — коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона (или подкладок, прокладок), согласно [1, гл. 1] =0,55.

тс

— в поперечном направлении

, тс (24) [1,с. 44]

тс

3.4 Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом от опрокидывания

Поперечная устойчивость груженого вагона проверяется в случаях, когда высота центра тяжести вагона с грузом от УГР превышает 2300 мм, либо наветренная поверхность вагона с грузом превышает: при опирании груза на один вагон — 50 м2

Необходимо проверить два условия:

1) ?2300 мм, (25)

где — высота центра тяжести вагона с грузом от УГР, мм;

2)? 50 м2 (26)

где Sn- наветренная поверхность груза, м2.

— наветренная поверхность платформы с закрытыми бортами [1, гл. 1, табл. 18].

м2

Высота общего центра тяжести вагона с грузом определяется по формуле:

, (27) [1,с. 47]

где Qт — масса тары вагона, т;

— высота ЦТ порожнего вагона от УГР, мм [1, гл. 1].

— высоты ЦТ единиц груза от УГР, мм. Определяется по формуле:

(28)

где — высота подкладки, мм;

— высота от уровня головки рельса (УГР) до уровня пола вагона, мм.

мм

мм

В курсовом проекте независимо от высоты расположения центра тяжести и площади наветренной поверхности вагона с грузом требуется выполнить проверку на поперечную устойчивость.

Поперечная устойчивость вагона с грузом обеспечивается, если удовлетворяется условие:

(29) [1,с. 48]

где (Рцв) — дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия центробежных сил и ветровой нагрузки, тс;

, тс (30) [1,с. 48]

где nк — число колес грузонесущего вагона;

S — половина расстояния между кругами катания колесной пары вагона колеи 1520 мм, S=790 мм;

Wn — ветровая нагрузка, действующая на части груза, выступающие за пределы кузова вагона, тс;

р — коэффициент, учитывающий ветровую нагрузку на кузов и тележки грузонесущих вагонов и поперечное смещение ЦТ груза за счет деформации рессор [1, гл. 1, табл. 18];

h — высота над уровнем головки рельса точки приложения ветровой нагрузки, мм. Точка приложения ветровой нагрузки определяется как геометрический центр наветренной поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов или боковых стен вагона.

Рст— статическая нагрузка от колеса на рельс, тс рассчитывается по методике, приведенной в первой главе ТУ [1].

(31)

тс

(32)

тс

Условие выполнено, следовательно, поперечная устойчивость вагона с грузом обеспечивается.

3.5 Проверка устойчивости груза в вагоне

Устойчивость груза в вагоне проверяется по величине коэффициента запаса устойчивости, который определяется по формулам:

— в направлении вдоль вагона (рис. 9).

, (33) [1]

Рисунок 5 — Варианты расположения упоров от опрокидывания груза в продольном направлении

— в направлении поперек вагона (рис. 10).

, (34) [1]

(35)

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, мм;

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

— высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

— ветровая нагрузка, тс.

Рисунок 6 — Варианты расположения упоров от опрокидывания груза в поперечном направлении

3.6 Выбор и расчет элементов крепления груза

Крепление груза выполняют в зависимости от конфигурации груза и вида перемещения (поступательные вдоль и поперек вагона, опрокидывание вдоль и поперек). Крепление груза от поступательных перемещений осуществляют растяжками (обвязками), упорными и распорными брусками и другими приспособлениями. При установке элементов крепления и крепежных устройств используют стандартные крепежные изделия, например, болты, шпильки, гвозди, строительные скобы. Растяжка — средство крепления, закрепляемое одним концом за увязочное устройство на грузе, другим — за специально предназначенное для этого увязочное устройство на кузове вагона. Обвязка — средство крепления, охватывающее груз и закрепляемое обоими концами за увязочные устройства на кузове вагона. Стяжка — средство крепления, предназначенное для соединения между собой и натяжения других средств крепления (как правило, растяжек, обвязок, стоек).

Для изготовления растяжек, обвязок, стяжек, увязок используют следующие материалы:

— стальную проволоку по ГОСТ 3282 в термообработанном состоянии, круглого сечения (ГОСТ 2590), квадратного сечения (ГОСТ 2591);

— прокат или полоску стали (ГОСТ 103);

— стальные цепи, тросы.

Для крепления растяжек и обвязок на платформе используются боковые и торцевые стоечные скобы; опорные кронштейны на концевой балке; напольные увязочные устройства; боковые скобы на платформах для крупнотоннажных контейнеров и колесной техники. Растяжки следует располагать таким образом, чтобы угол между проекцией растяжки на пол вагона и продольной осью вагона составлял не более 45. В случаях, когда из-за конструктивных особенностей груза, либо условий его размещения такая установка растяжек невозможна, допускается увеличение углов наклона растяжек с одновременным увеличением числа нитей проволоки в растяжках.

Подкладки и прокладки применяют для увеличения площади опирания груза на пол вагона, предохранения штабеля груза от развала, обеспечения возможности механизированной погрузки и выгрузки грузов, предохранения опорной поверхности груза и вагона от повреждения, а также для крепления распорных и упорных брусков. Высота подкладок, прокладок должна быть не менее 25 мм, ширина не менее 80 мм.

Опорные и распорные бруски, распорные рамы применяют для закрепления грузов от поступательных перемещений вдоль и поперек вагона, а также для передачи инерционных усилий от груза на элементы кузова вагона (боковые и торцовые борта платформ, торцовый порожек, угловые стойки, нижние обвязки кузова полувагона). Бруски должны быть изготовлены из пиломатериалов хвойных пород не ниже третьего сорта в соответствии с ГОСТ 8486. Допускается использование в качестве упорных и распорных брусков и рам изделий из других материалов, прочность которых подтверждена соответствующими нормативными документами (ГОСТ, ТУ).

Высота упорных и распорных брусков должна быть не менее 50 мм, ширина не менее 100 мм. Их прибивают к полу платформы гвоздями диаметром не менее 5 мм и не более 8 мм и длиной, превышающей высоту бруска на 50 мм. При этом длина распорных брусков не должна превышать 2,5 м.

Для предотвращения поперечных перемещений применяют поперечные распорные бруски, прикрепляемые к полу гвоздями. С обеих сторон каждой единицы груза должно быть установлено не менее двух распорных брусков или взамен им продольные упорные бруски, устанавливаемые боковой стороной вплотную к грузу.

По выбранной схеме крепления [1, гл. 1] определяют величины продольного и поперечного усилий, которые должны восприниматься деталями крепления, после чего рассчитывают растяжки и количество упорно-распорных брусков.

Продольные () и поперечные () усилия, которые должны воспринимать средства крепления, определяют по формулам:

, тс (36)[1]

, тс (37) [1]

где п — коэффициент, значения которого принимаются:

п = 1,0 при разработке СТУ и МТУ;

п = 1,25 при разработке НТУ.

, тс

, тс

Таблица 2 — Выбор элементов и средств крепления различных средств.

Грузы

Возможные перемещения груза

Рекомендуемые элементы и средства крепления

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой