11.12 Конструктивные особенности турникетов различных типов
11.12.1 В комплект неподвижного турникета входят две шкворневые турникетные
опоры, каждая из которых состоит из основания и грузовой площадки, соединенных между
собой с помощью шкворня, пятника или того и другого вместе. Одна из опор – подвижная,
другая – неподвижная. У неподвижной опоры (рисунок 52) грузовая площадка имеет только возможность поворота вокруг вертикальной оси (шкворня). У подвижной опоры шкворень вместе с грузовой площадкой может кроме поворота также перемещаться вдоль продольной оси платформы, компенсируя взаимные перемещения платформ сцепа. Комплекты шкворневых турникетов могут быть использованы для крепления длинномерных грузов массой до 60 тонн.
11.12.2 В комплект подвижного турникета входят две подвижные турникетные опоры, грузовые площадки которых имеют возможность продольного смещения с закрепленным
на них грузом при соударениях вагонов, а также при проходе сцепа по кривым участкам пути и участкам с переломами профиля пути. По своему конструктивному исполнению турникетные опоры подвижного турникета можно разделить на три типа:
– одноопорные с размещением опорных элементов (катков, шаров, скользунов) в одной плоскости (рисунок 53);
– двухопорные с размещением опорных элементов в двух плоскостях (рисунок 54);
– маятникового типа (рисунок 55), грузовая площадка которых может перемещаться
в продольном направлении за счет отклонения маятниковых подвесок, верхние концы которых шарнирно связаны со стойками основания, а нижние - с грузовой площадкой.
11.12.2.1 Одноопорные подвижные турникеты изготавливают в трех вариантах:
– катковые, у которых грузовая площадка опирается на основание посредством цилиндрических или шаровых катков, перекатывающихся по профильным направляющим основания;
– клиновые, у которых продольное перемещение груза осуществляется скольжением наклонных опорных плоскостей грузовой площадки, жестко связанной с грузом, по
клиновым опорам, закрепленным на основании турникета;
– фрикционные, у которых опорные элементы грузовой площадки выполнены в виде фрикционного сектора, а на основании имеются соответствующие профильные направляющие поверхности.
11.12.2.2 Двухопорные подвижные турникеты известны в двух конструктивных исполнениях: катковые и фрикционные, принципы действия которых аналогичны соответствующим конструкциям одноопорных турникетов.
11.12.2.3 Турникеты маятникового типа известны в двух модификациях: с верхним и
нижним расположением опорных шарниров. На практике нашли применение турникеты с
верхним расположением шарниров. Тяги, соединяющие концы стоек с грузовой площадкой,
располагаются под углом 13-15о к вертикали и имеют вверху продольные прорези. При смещении груза вдоль оси платформы, грузовая площадка оказывается подвешенной только на одной паре тяг, а вторая пара тяг за счет имеющихся пазов скользит относительно опорных шарниров.
11.13 Особенности расчета сил, действующих на длинномерный груз и турникетные
опоры, при размещении груза с опорой на два вагона.
При расчете сил должны учитываться особенности конкретного способа размещения
груза и типа турникетных опор (в соответствии с пунктом 11.12 настоящей главы). В необходимых случаях должен быть также выполнен расчет на прочность крепления грузов к грузовым площадкам турникетных опор.
При разработке новых конструкций турникетов должны также рассчитываться собственно турникетные опоры и устройства их крепления к вагонам. Расчеты выполняются с
учетом продольных, поперечных и вертикальных инерционных сил, а также сил трения и
ветровой нагрузки.
В формулах для определения сил приняты следующие обозначения:
Массы:
Qтур - масса турникетной опоры;
Qтур.н - масса неподвижных частей турникетной опоры;
Qтур.п - масса подвижных частей турникетной опоры;
Силы трения в продольном направлении :
Fпртр.оп – между турникетной опорой и платформой;
Fпртр.п.н – между подвижными и неподвижными частями турникета;
Fпртр.гп – между грузом и грузовой площадкой.
Силы трения в поперечном направлении :
Fптр.оп – между турникетной опорой и платформой;
Fптр.пн – между подвижными и неподвижными частями турникета;
Fптр.гп – между грузом и грузовой площадкой.
Точкой приложения продольных инерционных сил принимается центр тяжести груза
(ЦТгр). Точками приложения поперечных и вертикальных инерционных сил принимаются
центры тяжести поперечных сечений груза, расположенные в вертикальных плоскостях,
проходящих через середину опор. Точкой приложения равнодействующей ветровой нагрузки принимается геометрический центр тяжести общей наветренной поверхности груза и турникетных опор.
11.13.1 Продольная инерционная сила рассчитывается по формуле
11.13.1.1 Продольная инерционная сила, действующая на груз вместе с жестко связанными с ним подвижными частями турникетных опор:
Fпр=aпрт ( Qгр + nпQтур.п ), (85)
11.13.1.2 Продольная инерционная сила, действующая на крепление турникетных опор к вагону:
– неподвижной опоры шкворневого турникета
Fпр= aпрт (Qгр + Qтур + Qтур.п ); (86)
– подвижной опоры шкворневого турникета
Fпр= 1,25(0,5Qгр +Qтур.п) μск + Qтур.н aпрт (87)
– турникетных опор подвижного турникета
Fпр= aпрт (0,5Qгр + Qтур ); (88)
где апрт - удельная продольная инерционная сила; μск = 0,1- коэффициент трения скольжения между подвижной грузовой площадкой и основанием шкворневого турникета;
nп – количество подвижных опор в комплекте турникетов (для шкворневых турникетов nп =
1, для подвижных турникетов nп = 2).
Величина удельной продольной инерционной силы aпрт определяется в зависимости от вида, и конструкции турникета и способа его крепления на вагоне:
– для несъемных турникетов (например, закрепленных на вагоне при помощи сварки) апрт определяют по формуле
(Qгр + 2Qтур.п )
aпрт = 3,0 - ——————— (89)
144
– для съемных турникетов aпрт188 = 0,86 тс/т; aпрт 44 = 1,2 тс/т.
0,34 (Qгр + 2Qтур.п )
aпрт = 1,2 - ———————–––– (89а)
144
− для подвижных турникетов со стальными фрикционными элементами при массе груза вместе с подвижными частями турникета свыше 65 т aпрт в зависимости от угла наклона клиновой поверхности или криволинейных направляющих в точке, находящейся на
расстоянии 400 мм от нейтрального положения подвижной части турникета определяется в соответствии с данными таблицы 29.
Таблица 29
| Угол наклона, град | 14 | 15 | 17 | 19 |
| Значение aпрт, тс/т | 0,48 | 0,53 | 0,58 | 0,7 |
11.13.2 Поперечная инерционная сила рассчитывается по формуле:
11.13.2.1 Сила, действующая на груз:
Fп =aпт (Q гр + nп Qтур.п )/1000, тс, (90)
где aпт = 450 кгс/т – удельная поперечная инерционная сила при размещении груза с опорой на два вагона.
11.13.2.2 Силы, действующие на крепление турникетных опор к вагону:
– каждой опоры шкворневого турникета
Fпт = aпт[0,5( Q гр + Qтур.п) + Qтур ] /1000 (тс); (91)
– каждой опоры подвижного турникета:
Fпт = aпт (0,5 Q гр + Qтур )/1000 (тс). (92)
11.13.3 Вертикальные инерционные силы определяются по формулам :
– сила, действующая на груз:
Fв = aв Qгр /1000 (тс); (93)
– сила, действующая на крепление турникетной опоры к вагону:
Fвт = aв(0,5Qгр + Qтур)/1000 (тс), (94)
где aв - удельная вертикальная сила определяется по формуле:
2140
aв = 250+20 lгр + —————- , (кгс/т) (95)
Q гр + 2Qтур
где lгр - расстояние от поперечной плоскости, проходящей через середину платформы, до
поперечной оси турникетной опоры, м.
В случаях, когда масса груза составляет менее 10 т, в расчетах принимают Q гр = 10 т.
11.13.4 Ветровую нагрузку на груз и турникетные опоры принимают нормальной к вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось сцепа и определяют по формуле:
Wп =50(Sгр + Sтур ) (96)
где Sгр, Sтур - площадь проекции наветренной поверхности груза и турникетных опор, подверженных действию ветра, на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось сцепа, м2 .
Для цилиндрической поверхности Sгр принимают равной половине площади наветренной
поверхности.
11.13.5 Силы трения, действующие на груз и турникетные опоры, определяют последующим формулам.
11.13.5.1 В продольном направлении
– Сила, действующая на груз, закрепленный на неподвижном турникете:
Fтрпр = 0,5 (Qгр + Qтур.п) μгт +0,5(Qгр + Qтур.п) μск; (97)
Сила, действующая на турникетную опору неподвижного турникета:
Fтрпр = [0,5 (Qгр + Qтур.п) + Qтур]μ; (98)
где μгт - коэффициент трения груза по поворотной грузовой площадке турникета; μск - коэффициент трения поворотно-подвижной турникетной опоры по ее основанию; μ - коэффициент трения основания турникетной опоры по полу платформы.
- Сила, действующая на груз, закрепленный на подвижном турникете:
Fтрпр = (0,5Qгр+ Qтур.п ) μп, (99)
где μп - коэффициент трения грузовой площадки по основанию турникета;
- Сила, действующая на турникетную опору подвижного турникета:
Fтрпр = [0,5(Qгр+ 2Qтур.п ) + Qтур]μ. (100)
11.13.5.2 В поперечном направлении (для подвижных и неподвижных турникетов)
– Сила, действующая на груз со стороны турникетной опоры
Fтрп = 0,5 Qгр μст(1000-aв)/1000, (101)
- Сила, действующая на турникетную опору
Fтрп = (0,5 Qгр + Qтур) μ (1000-aв)/1000. (102)
Расчеты средств крепления груза к турникетам и турникетов к вагонам производят в
соответствии с нормативами раздела 10 настоящей главы Методика расчета способа размещения и крепления грузов в вагонах.
11.13.6 Основные технические и эксплуатационные требования к турникетам.
Конструкция турникетов должна соответствовать ГОСТ 15.001 "Продукция производственно-технического назначения" и отвечать требованиям, предъявляемым к изделиям машиностроения в части их работоспособности, надежности и технико-экономических характеристик.
Турникеты для крепления грузов (с учетом сферы их применения) должны, как правило, изготавливаться в исполнении ХЛ по ГОСТ 15150.
Съемные турникеты должны обеспечивать установку и снятие их с платформы грузоподъемными механизмами с минимальными трудозатратами и без каких-либо нарушений конструкции платформы.
Конструкция турникетов должна обеспечивать доступ к узлам, требующим регулировки и технического обслуживания.
Турникеты должны сохранять работоспособность и не иметь повреждений при скоростях соударения сцепов до 9 км/ч.
Конструкция турникетов должна обеспечивать:
– сохранность груза и подвижного состава;
– безопасное движение в составе грузового поезда со скоростью до 100 км/ч;
– проход криволинейных участков пути малого радиуса (таблица 2.3.1 ГОСТ 2235);
– прохождение сцепа вагонов через горб сортировочной горки, для чего подвижная
часть турникета должна иметь возможность поворота в вертикальной плоскости на угол не менее 5о;
– исключение скручивания груза при проходе сцепа вагонов по криволинейному
участку пути с максимальным возвышением наружного рельса при максимальном расчетном угле поворота груза относительно продольной оси пути при входе на кривую не более 0,5о.
После прекращения действия продольной инерционной силы, а также при снятии вертикальных нагрузок на опоры, их подвижные части должны возвращаться в исходное (среднее) положение.
В конструкции турникетной опоры должны быть предусмотрены блокирующие устройства, исключающие возможность схода подвижных грузовых площадок с основания опоры при соударениях в процессе роспуска с горки, маневровых работах, в экстренных режимах движения поезда.
Для закрепления груза на турникетах рекомендуется использовать стандартные крепежные изделия (например, болты, винты, шпильки).
Размещение турникетов на платформе не должно приводить к возникновению в раме
платформы при самых неблагоприятных сочетаниях внешних нагрузок и взаимном расположении деталей турникетов изгибающих моментов, превышающих приведенные в разделе 2 настоящей главы.
Расчет максимальных изгибающих моментов в раме платформы производится в зависимости от схем нагружения по формулам, которые представлены на рисунках 56-62.
Схемы нагружения рамы вагона и формулы для расчета максимального изгибающего
момента Mmax
Рисунок 62
где: lв -база платформы, м;
a, b - расстояния между вертикальными осями шкворней тележек и вертикальной
плоскостью приложения нагрузки на турникет (рисунок 56) и вертикальными плоско-
стями, проходящими через концы турникетов (рисунки 57-62), м;
aт, bт - расстояния между вертикальными плоскостями, проходящими через концы турникета и вертикальной плоскостью приложения нагрузки на турникет (рисунки 57, 58, 61, 62), м;
qт - величина равномерного распределения нагрузки на турникетную опору, т/м;
lт - длина опорной части турникета, м;
lр - ширина равномерно распределенной нагрузки, м;
hо - высота продольных балок турникетов, контактирующих с полом платформы, м;
Более точно характер силового воздействия на раму платформы может быть установлен с учетом соотношения жесткости на изгиб основания турникетной опоры ЕJт и рамы
платформы ЕJ.
На каждый турникет и комплект крепления должны быть паспорт (формуляр) и руководство по их эксплуатации.
Руководство по эксплуатации турникетов и комплектов крепления, в котором должны
быть изложены требования по техническому обслуживанию, осмотру, периодичности ремонтов, разрабатывает и утверждает грузоотправитель.
На видном месте каждого турникета (боковой балке основания) должен быть нанесен
трафарет, на котором указывают: завод-изготовитель, пункт приписки (возврата), грузоподъемность турникета, инвентарный номер, дату изготовления и дату очередного освидетельствования.
Грузоотправитель обязан:
– проверить комплектность турникетных опор и устройств крепления ;
– трущиеся поверхности пятника, подпятника промежуточной рамы в местах ее
контакта с нижней и верхней рамами каждой турникетной опоры после удаления грязи смазать тонким слоем универсальной смазки УС-2 (ГОСТ 1033);
– сделать записи о результатах осмотра в документации в соответствии с руководством по эксплуатации.
Способ размещения и закрепления на железнодорожном подвижном составе возвращаемых без груза турникетных устройств устанавливается МТУ или НТУ, которые должныбыть приложены к перевозочным документам при отправлении груза с использованием турникетных устройств.
В случае отсутствия чертежей на возврат турникетов грузополучатель обязан сам разработать чертежи и расчеты на размещение и крепление возвращаемых турникетов и утвердить их в установленном порядке.