大件货物的垫块应安放的位置的研究

1大件货物的垫块应安放的位置的研究安徽省庐江二中高一（2）张竹青231500辅导教师束义福内容提要货车装载货物的限度主要与两因素有关：轮轴上所承受的最大压力及车底架承受的最大力矩。轮轴上所受压力与货物重量及货物重心在车底架上的位置有关，与横垫木的位置无关。为提高载重效率，尽量使货物总重心垂线落在车底架的中心上。车底架所受的力矩与货物的重量及垫木的位置有关。为了提高载重效率，除货物重心的垂线要求通过车底架中心之外，尽量增加垫木的距离，最好直接放置在转向架心盘之上。大件货物的垫块应安放的位置货车在推装小件货物时，我们可以随意调整货物在车厢中的位置，使货物的总重心垂直通过车辆底架的中心，从而使货车的载重效率达到最大。但在运载某些较大的整件或特长原件时，则常常需要在货物下部加上横垫木，以达到搬运过程中的方便以及对车辆起到保护作用。那么垫木应怎样安置？货物作怎样调整才能使货物在运输过程中达到最佳状态呢？垫木对载重限度的影响主要是来自两个方面的因素。即转向架心盘上受力分配与底架弯曲的限度。这正是两种特殊货物的特征。图1所示的是超长货物纵向剖面图。它的重心力线与车辆的中心点O存在一个偏差（a）2设货物的重量为Q吨重，它的重心在G点，货物装在平板车上。垫木M、N可放置在车底架的任意二点。为了分析方便起见，我们先置垫木N在第一个转向架心盘B上，另一块垫木M在离第二个转向架心盘A的某一距离X的位置上，货物的重量最后由转向架心盘传到货车的轮轴上。它们的受力情况如图2所示。根据平行力的分解，货重Q分压到垫木M及N上的压力为F1、F2。由于F1并不在心盘上，再次分解到二个心盘上的压力分别为F2与F′。最后落在二个心盘上的正压力应该是F2和F4（F4=F2+F′）。货物Q在垫木M、N上分别受到的力F1、F2，就有：)2()2(21alFaXlF（1）12FQF（2）其中a为货物重心偏离车底架中心O的距离：为转向架中心销销距。解（1）、（2）可得：QXlalF)(221（3）QXlaXlF)(2222（4）把垫块M上的压力F1再次分解到二个心盘上，分力分别为F2、F′。有方程：3)(2XlFXF（5）)(21FFF（6）把（3）式代入（6）式，解（5）、（6）式可得：QalF222（7）QalXlalF22)(22(（8）则落在心盘A、B上的正压力分别为：QalF222QalFFF2224（9）当垫木N离心盘B的距离为y时，同理可证，将得到同一结论。可见，转向架上受力的情况与垫木按放在车底架上的位置x、y无关（x、y可取正值或负值，即无论垫木在心盘的内侧或外侧，均不影响最后结果）。把这结论推广：我们取车厢的横向截面讨论，仍有同样结论。货车转向架心盘所受的力只与货物重心的位置有关（a的大小），而与垫木的位置无关。靠近货物重心的转向架上将到较大的压力（QlaQ2）。根据这个结论，我们在装货时，应使货物的重心尽量落在货车的中心O点附近，这可使车辆转向架所受的压力平均分配。若重心不在车底架中心时，以设计转向最大承受力为2P的话，以靠近货物重心的转向架所受的压力计算最大载重量：QalP222（10）PalaPQ22（11）此时，该车辆的最大载重量P应减小为：PalaP22。以免超过转向架的最大承受力而引起意外事故。4既然转向架受力大小与垫木位置无关，垫木一般可放置在心盘附近。在运载超长货物时为了增加货物的稳度，垫木可适当的向货物长端挪动。但是，在运载集重货物时（如图3所示），由于货物重量集中在车底架某一较小面积之上，虽然它分载在两个转向架上的压力不变，但考虑到车底架受到一个以转向架心盘为转轴的力矩分引起底架的弯曲。当这力矩超过货车底架能承受的限度时，将产生架断裂或其它事故。故此我们对这情况也要作出限制。设货底架横中心线处最大承受弯曲力矩为Mmax时，根据力矩方程式可得：)22(2maxklQM（12）其中l为车辆销距，K为两横垫木之间的距离，Q为货物（包括垫木）的重量。这样，货车的最大限度载重量为：KMQmax4（13）从（13）式可知，当车辆业已确定的情况下，垫木的距离K越长，车辆允许的载重量也随着增加。我们在设置横垫木时尽量向货物两端延伸，当然这要以货物不会滑落为前提。即：横垫木间距离K永远小于货物的底长。运输特殊集重货物，在转向架承受压力允许与不超高的情况下，为5了增加两垫木的距离，以避免底架超限的承受力矩，我们可采用纵垫木与横垫木的配合使用（如图4），使垫木向转向架心盘延伸。在货物已经确定的状况下，我们可以从（13）式推出垫木的最小距离为：QMlKmax4也可设计专用垫架，如同桥梁的作用相似，把力合理地传向两端（如图5），以解决集重货物的安全运输问题。在一般货物装载中，我们应该从以上两个主要因素同时加以考虑，分别计算最大载重量。当计算结果不等，取其最小值作为装车的可允许载重量，保证它的安全运输。汽车及其它车辆的装货中，同样存在这类问题，只是没火车运输大件货物时的矛盾那么突出。信箱[e-mail]([e-mail].电话[phone]