ОПТСС-Лекция 14. Для транспортировки сыпучих продуктов предназначены также и мягкие специализированные контейнеры из различных эластичных материалов
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
°. У крупнотоннажных контейнеров массой брутто более 10 т силы, прикладываемые к верхним угловым фитингам при подъеме, направлены вертикально. Подъем крупнотоннажных контейнеров может производиться также и за нижние угловые фитинги. Угол наклона подъемных усилий к горизонтали принимается: для контейнеров типа 1D — 60°, 1С—45° и 1А—30°; при этом следует учитывать, что линии действия подъемных усилий параллельны боковой плоскости фитингов (не соприкасаясь с ними) и удалены от них не более чем на 38 мм. При подъеме вилочным погрузчиком вертикальная нагрузка, равномерно распределенная на площади пола контейнера, принимается равной 1,25Рбр — qkg; длина вил захвата, которые вводятся в пазы нижней рамы контейнера, принимается равной 0,75 ширины контейнера. При штабелировании вертикальная нагрузка, равномерно распределенная по площади пола каждого штабелируемого контейнера, принимается равной 1,8Рбр — qkg. Для среднетоннажных контейнеров принимается строго вертикальная установка в штабеле в три яруса без смещения. Для крупнотоннажных контейнеров принимается шестиярусное штабелирование со смещением всех пяти верхних контейнеров относительно нижнего шестого на 38 мм в продольном направлении и на 25,4 мм в поперечном. Таким образом, нагрузка на нижний контейнер составляет: на среднетоннажный 3,6Рбр, на крупнотоннажный 9Рбр. Вертикальная нагрузка при соударении между собой железнодорожных вагонов с контейнерами, загруженными до полной вместимости, принимается равной Рбр — qkg, продольное ускорение в плоскости пола платформы — 2g. При этом считается, что нагрузка равномерно распределена по площади пола контейнера. Принимается также, что крепление контейнера производится как бы поочередно за каждую пару нижних угловых фитингов, размещенных под угловыми стойками торцовых стен крупнотоннажных контейнеров, или за каждую пару проушин в угловых торцевых стойках среднетоннажных контейнеров с помощью растяжек, расположенных под углом 45° в продольном направлении. Горизонтальная нагрузка при перевозке морем, равномерно распределенная по площади каждой стенки или двери, принимается для среднетоннажного контейнера 0,6(Рбр qkg) (рис. 88) и крупнотоннажного: на торцевую 0,4(Рбр-qkg) и боковую 0,6(Рбр-qkg) (рис. 89).
Вертикальная равномерно распределенная нагрузка на крышу среднетоннажных контейнеров при их перевозке в трюмах судов от укладки на нее различных грузов принимается для контейнеров УУК-2,5(3) и УУК-5У 14кН и для контейнеров УУК-5 28 кН (рис. 90, а). Кроме того, при ремонтах и ручной строповке контейнера возникают вертикальные сосредоточенные нагрузки, которые принимаются: для среднетоннажных контейнеров на площади квадрата 300х300мм в любом месте крыши 1,5кН (рис. 90, б) и для крупнотоннажных контейнеров на площади прямоугольника 300х600мм в наиболее слабом месте крыши 3 кН (рис. 91).
Расчет конструкции контейнера начинается с определения статических и динамических нагрузок, действующих на него при хранении, перевозке и перегрузке. При штабелировании крупнотоннажных контейнеров принимается, что возникающие нагрузки передаются четырьмя угловыми стойками, а при штабелировании среднетоннажных контейнеров – всеми четырьмя стенками. Расчетная схема штабелирования крупнотоннажных контейнеров показана на рис.92. Силы, приложенные к
верхним угловым фитингам, смещены относительно центров последних на 38 мм в продольном и на 25,4 мм в поперечном направлениях.
Нагрузка (в Н) на верхний угловой фитинг, передающаяся на угловую стойку контейнера, будет  Нагрузка (в Н) на нижний угловой фитинг  У среднетоннажных контейнеров (рис. 93), не имеющих фитингов, нагрузка (в Н) на каждую стенку принимается 
Нагрузка на площадь пола контейнера  где F — площадь пола контейнера. В расчетах учитывается, что нагрузки Q (для среднетоннажных— Q') и QП действуют одновременно. Расчетные схемы подъема крупнотоннажных контейнеров массой брутто свыше 10 т за верхние угловые фитинги приведены на рис. 94, а, массой брутто 10т — на рис. 94, б, а среднетоннажных массой брутто от 3…10 т за рымы — на рис. 95. Нагрузка (в Н), действующая вертикально вверх и приложенная к каждому угловому фитингу крупнотоннажного контейнера,  Для среднетоннажных контейнеров, перегружаемых стропами с углом наклона их к горизонтали 60° нагрузка (в Н), приложенная к каждому верхнему угловому фитингу или рыму, составляет 
На рис. 96 показана схема подъема контейнера за нижние угловые фитинги. Силы, приложенные к указанным фитингам, должны отстоять от их наружной поверхности на 38мм. Угол наклона стропов к горизонтали составляет, как указано выше, для контейнеров массой брутто 30 т — 30°, для контейнеров массой брутто 20 т - 45° и контейнеров массой брутто 10 т - 60°. Нагрузки, приложенные к каждому нижнему угловому фитингу, соответственно равны Рбр; 0,71Рбр и 0,58Рбр. Нагрузка, действующая на фитинг при креплении контейнеров к подвижному составу, имеет продольное направление и равна ±2Рбр/2 == ±Рбр. При этом нагрузка на пол контейнера составляет (Рбр —qkg) (рис. 97). Сила, равная Рбр, приложена к каждому нижнему угловому фитингу контейнера. Расчетная схема действия нагрузки на пол и нижнюю раму контейнера и ее величина показана на рис. 98. Сосредоточенная нагрузка Р действует одновременно на площади опирания двух передних колес. Контактная площадь шины переднего колеса погрузчиков, используемых на загрузке и разгрузке крупнотоннажных контейнеров, составляет 142 см2 и среднетоннажных контейнеров — 40 см2.
Расчетные схемы подъема крупно- и среднетоннажных контейнеров вилочным захватом погрузчика приведены на рис. 99 и 100. Нагрузка на каждую вилу захвата 0,625Рбр. Вилочный захват (ширина вил по 200 мм) вводится в пазы на длину, равную 3/4 ширины контейнера. Основные положения расчета конструкций контейнеров Контейнер представляет собой сложную пространственную систему, ввиду чего проведение прочностных расчетов его конструкции в целом затруднительно. Поэтому при разных видах нагружения допускаются соответствующие упрощения. Максимальная сила (в Н), действующая на контейнер при его подъеме краном,  где Рбр — вес брутто контейнера, Н; Kд — коэффициент динамичности, практически колеблющийся в пределах 1,2…1,8. Схема действия сил на контейнер при подъеме краном и строповке гибкими тросами вручную показана на рис. 101, а. Сила (в Н), действующая на каждое грузоподъемное устройство,  где α — угол наклона стропа (с вертикальной плоскостью). Наиболее слабым звеном конструкции специализированного контейнера для насыпных грузов является крыша с.отверстием загрузочно-разгрузочного люка.
Схема действия сил Р на лист крыши приведена на рис. 101, б. Они раскладываются на силы Р2 и P3:  Расчет контура отверстия в крыше для люка ведется, как для рамы, жестко закрепленной в точках А и D по расчетной схеме (рис. 101, в). Изгибающие моменты (в Н·см) и силы Vа,Vd, Hа, HD(в Н) определяются по формулам  где  — моменты инерции. Напряжения (в Па) в стойках и ригеле определяются далее по уравнению  где W — момент сопротивления изгибу, см3; РA — нормальная (сжимающая) сила, действующая на элемент, Н; f — площадь поперечного сечения элемента, см2;  — коэффициент продольного изгиба.Нормальная сила  Гибкость элементов проверяется по формуле  где r—радиус инерции, см;  - момент инерции, см4.При наличии в крыше отверстия по всему периметру расчет пояса жесткости следует вести по приведенной расчетной схеме (рис. 102) как рамы, находящейся под действием горизонтальных сил Р1, приложенных по двум диагонально расположенным углам. Для упрощения расчетов следует превратить раму в статически определимую, путем ввода двух шарниров по углам, в которых не приложено сил и неизвестных моментов X1, компенсирующих произведенное в раме изменение. Поскольку применяется симметричная система, уравнение для определения неизвестного момента имеет вид  ,где 1x1— перемещение элементов рамы в углах по направлению неизвестного момента X1, равного 1,0; 1p—перемещение элементов рамы в углах по направлению неизвестного момента от заданных сил. Приняв за основную систему схему, приведенную на рис. 102, а, строят эпюры изгибающих моментов Мр и М1 (рис. 102, б, в, г). Затем, пользуясь способом Верещагина, определяют коэффициенты при неизвестных 1x1 и 1p. которые имеют вид 
Расчет обшивки контейнера проводится исходя из того, что наибольшие силы, действующие на стенки и днище, возникают от воздействия сыпучего груза на конструкцию контейнера при транспортировании и подъеме его краном. Нормальное давление (в Па) на вертикальные стенки контейнера  где kд — коэффициент динамичности (см. формулу выше); п' — коэффициент бокового давления, принимаемый равным коэффициенту подвижности gП; h — высота загружаемого груза, м; гр — объемная масса груза, кг/м3. Коэффициент подвижности  где ' — расчетный угол внутреннего трения. Листы боковых стенок при этом рассчитывают как пластины, закрепленные по контуру и нагруженные средней равномерно распределенной нагрузкой (рис. 103) Среднее давление (в Па) на лист от сыпучего груза 
Максимальный изгибающий момент (в Н-см), принимаемый с некоторым запасом за расчетный, действующий на лист,  где bрасч — длина меньшей стороны листа, см; — коэффициент пропорциональности. Момент сопротивления листа (в см3)  где t — толщина листа, см. На основании уравнения  получаем формулу для определения толщины листа где [] — допускаемое напряжение на изгиб. Напряжение в гофрированных листах боковых стенок может быть рассчитано по формуле проф. Тимошенко с поправочным коэффициентом и, учитывающим влияние гофр листа:  где q удельная нагрузка, Па; bдлина меньшей стороны листа, см | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
