Силы, действующие на груз при перевозке

1.1. Сила инерции при изменении скорости (торможении, в начале движения, при ускорении)

1.2. Центробежная сила инерции при изменении направления движения (на повороте, при обгоне, смене полосы движения)

1.3. При изменении условий движения (неровности дороги, ухабы, препятствия)

1.4. Действие силы трения

Условия устойчивости груза при перевозке

2.1. Устойчивость от скольжения. Условия устойчивости незакрепленного груза:

1) при равномерном движении на подъем либо под уклон

2) при движении с ускорением или замедлением

3) при изменении скорости движения на подъеме или на спуске

Пример: Автомобиль с незакрепленным грузом движется под уклон 8⁰. Как поведет себя груз, если водитель начнет тормозить с замедлением 4 м/с².

4) под действием сил на груз в поперечном направлении

5) при движении на закруглении дороги

6) при движении на закруглении по дороге, имеющей уклон в поперечном направлении (обгон на закруглении вправо по левой полосе дороги)

Условия устойчивости от опрокидывания груза

1) при равномерном движении на подъем либо под уклон

2) на горизонтальном участке с ускорением либо с замедлением

3) при движении на подъем с ускорением либо под уклон с замедлением

4) при движении на закруглении дороги по горизонтальному участку

5) при движении на закруглении дороги с поперечным уклоном в сторону, противоположную повороту

Крепление грузов

3.1. Требования для обеспечения устойчивости груза при перевозке. Силы, действующие на груз при перевозке.

3.2. Способы крепления грузов на автотранспорте

3.3. Крепление груза способом блокировки

Пример 1. Требуется определить устойчивость и вариант крепления груза параллелепипедной формы массой 1500 кг. Размеры груза: длина 3,2 м, ширина 1,9 м, высота 1,4 м с центром тяжести в центре.

Перевозка осуществляется грузовым автомобилем грузоподъемностью 4,5 т с бортовой платформой из дерева (m = 0,35).

3.4. Крепление груза к платформе способом прижатия

Пример2. Требуется закрепить груз параллелепипедной формы массой m = 3000 кг на прицеп шириной 2,4 м. Размеры груза: длина 3,5 м, ширина 1,6 м, высота 1,4 м. Средство крепления – ремень, рабочая нагрузка LC = 1500 Н, достигаемая сила натяжения F_н = 3000 Н. Каждое средство крепления имеет только один элемент натяжения, скомбинированный с одним указателем предварительного натяжения. Определить количество требуемых средств крепления n и силу крепления (предварительного натяжения) F_н.

3.5. Крепление груза к платформе методом прижатия и блокировки

3.6. Крепление растяжками

3.7. Использование фрикционных материалов для предотвращения скольжения частей груза

Литература

1. Правила безопасного размещения и крепления грузов в кузове автомобильного транспортного средства. Постановление Министерства транспорта и коммуникаций республики Беларусь 10.10.2005 № 58.

Приложение 1. Варианты расчета креплений груза

Пример 1. Требуется определить устойчивость и вариант крепления груза параллелепипедной формы массой 2000 кг. Размеры груза: длина 2,0 м, ширина 1,8 м, высота 1,2 м с центром тяжести в центре.

Исходные данные:

b_x = 2,0 / 2 = 1,0; b_y = 1,8 / 2 = 0,9 d = 1,2 /2 = 0,6;

c_x = 0,8; c_y = 0,7; c_z = 1,0.

Fz

Рис. 14. Схема действия сил при блокировке в кузове автомобиля

1,0 > 0,48.

Следовательно, в продольном направлении груз считается устойчивым

; 0,9 > 0,42.

В поперечном направлении груз также устойчив против опрокидывания.

Примечание: В случае неустойчивости груза необходимо принимать меры против его опрокидывания.

В данном случае возможно применение блокировки груза в продольном и поперечном направлениях с помощью бортов.

Пример 2. Перевозка осуществляется грузовым автомобилем грузоподъемностью 6 т с бортовой платформой из дерева (m = 0,35).

Для автомобиля грузоподъемностью 6 т прочность бортов должна обеспечить силу блокировки F_б:

Переднего – F_бп = 6000´9,81´0,4=23544 Н

Заднего – F_бз = 6000´9,81´0,25=14715 Н

Боковых – F_бб = 6000´9,81´0,24=14126 Н

Усилие блокировки должно обеспечить неподвижность груза в соответствующем направлении:

Блокировка с помощью переднего борта:

Продольная сила (вперед)

F_x = 2000´9,81´(0,8-0,35´1) = 8829;

F_бп > F_x (23544 > 8829) – прочность переднего борта обеспечивает необходимую силу блокировки.

Продольная сила (назад)

F_бп = 2000´9,81´(0,5-0,35´1) = 2943;14715 > 2943 – блокировка обеспечивается.

Поперечная сила

F_бб = 2000´9,81´(0,7-0,35´1) = 6867; 14126 > 6867 – блокировка обеспечивается.

Соответственно возможно закрепление груза способом блокировки с использованием бортов автомобиля. Для блокировки груза можно использовать блокировочные устройства, устанавливаемые между грузом и бортом кузова.

Пример 3. Расчет схемы крепления способом прижатия.

Требуется закрепить груз параллелепипедной формы массой m = 2000 кг на прицеп шириной 2,5 м. Размеры груза: длина 4,5 м, ширина 1,8 м, высота 1,2 м. Средство крепления – ремень, рабочая нагрузка LC = 2500 даН, достигаемая сила натяжения F_н = 5200 даН. Каждое средство крепления имеет только один элемент натяжения, скомбинированный с одним указателем предварительного натяжения. Определить количество требуемых средств крепления n и силу крепления (предварительного натяжения) F_н.

Схема крепления груза к платформе прицепа приведена согласно рис.15.

Определение количества требуемых крепежных средств для крепления груза к платформе прицепа по формуле (19)

Величина силы предварительного натяжения каждого средства крепления должна удовлетворять следующему соотношению:

0,1LC <= F_н <= 0,5LC,

где LC - рабочая нагрузка на средство крепления, ограниченная его прочностью или прочностью приспособления для крепления (скобы, проушины и другое).

Поскольку на каждое средство крепления используется только один храповой механизм натяжения, то коэффициент, который учитывает потерю силы предварительного натяжения из-за трения между средством крепления и грузом, k = 1,5.

Исходя из габаритов груза и ширины платформы прицепа угол наклона крепления к полу кузова составляет 80^о. С учетом указанных предпосылок число креплений должно быть:

,

следовательно, целесообразно применить 18 крепежных ремней (других средств) с рабочей нагрузкой LC = 2500 даН.

Определение минимальной силы предварительного натяжения

даН,

при условии, что максимальная сила натяжения может составлять 5200 даН.

Значения кинематического коэффициента трения m приведены согласно приложениям 18, 19 Правил безопасного размещения и крепления грузов в кузове автомобильного транспортного средства.

Пример 4. Расчет крепления груза способом прижатия при условии неустойчивости. Схема крепления груза к платформе для предотвращения опрокидывания и скольжения приведена согласно рис. 16.

Исходные данные: b = 1,2 м; d = 0,9 м; h = 1,8 м.

Из формулы для определения критерия против опрокидывания

получаем:

= 5475

n = 5475 / 1250 = 5

Для обеспечения устойчивости против опрокидывания достаточно закрепить груз 5-ю средствами крепления с рабочей нагрузкой LC = 2500 даН, с предварительным натяжением 5475 / 5 = 1095 даН.

Если использовать средства крепления с двумя натяжными механизмами (рис. 17)

Рис. 17. Крепление груза растяжками (с двумя натяжными механизмами)

= = 1992 даН,

Число средств крепления n = 1992 / 1250 = 1,6, то есть достаточно двух средств крепления с рабочей нагрузкой LC = 2000 даН и предварительным натяжением 1992 / 2 = 1000 даН, чтобы обеспечить устойчивость груза от опрокидывания.

Для предотвращения скольжения следует дополнительно применить средства блокировки (рис. 18).

Рис. 18. Схема действия сил для предотвращения скольжения и опрокидывания:

1 – 3 – обозначения, как на рис.2; 4 – продольные бруски вдоль груза и борта автомобиля; 5 – поперечные бруски; 6 – борт автомобиля

Усилие блокировки:

вперед: 9810 – 1181 = 8628 даН;

вбок: 7848 – 1181 = 6667 даН

Выше определено, что передний борт автомобиля грузоподъемностью 6 т должен обеспечить силу блокировки 23544 Н, боковой – 14126 Н, что позволяет осуществить крепление груза с помощью блокировки с использованием прокладок между грузом и бортами автомобиля (см. рис. 18).

Пример 5. Расчет необходимых рабочих нагрузок при креплении груза двумя парами симметрично расположенных растяжек.

Требуется закрепить груз параллелепипедной формы массой m = 2000 кг на прицеп шириной 2,5 м. Размеры груза: длина 4,5 м, ширина 1,8 м, высота 1,2 м.

При двух растяжках на одну сторону

даН.

Рабочая нагрузка на растяжку составляет 5500 даН.

Литература

1. Правила безопасного размещения и крепления грузов в кузове автомобильного транспортного средства. Утв. постановлением Министерства транспорта и коммуникаций республики Беларусь 10.10.2005 № 58.

2. Олещенко Е.М. Основы грузоведения: Учеб. Пособие для студ. Высш. Учеб. Заведений / Е.М.Олещенко, А.Э. Горев. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 288с.

3. Армейские автомобили. Теория. Под ред Антонова А.С. Воениздат МО СССР, М –1970.