Obliczenia obciążenia osi. Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi

Transkrypt

1 Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi Każdy rodzaj transportu za pomocą samochodów ciężarowych wymaga, aby podwozie dostarczane z fabryki było wyposażone w pewną formę zabudowy. Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi Celem obliczeń obciążenia osi jest zoptymalizowanie położenia podwozia i zabudowy. Ważne jest, aby można było przewozić jak największy ładunek, nie przekraczając maksymalnego dopuszczalnego obciążenia osi i łącznego nacisku na wózek napędowy oraz biorąc pod uwagę przepisy prawa i ograniczenia techniczne. Aby można było zoptymalizować obciążenie, potrzebne są informacje o masie i wymiarach podwozia. Szczegółowe informacje zamieszczono na indywidualnym rysunku podwozia (ICD) pojazdu. Uwaga: Różnica obciążenia kół z prawej i z lewej strony na każdej osi nie może przekroczyć 3% całkowitego obciążenia osi. Nierównomierne obciążenie spowoduje przechył pojazdu w jedną stronę. Uwaga: Aby zapewnić dobrą trakcję, co najmniej 20% obciążenia pojazdu powinno przypadać na osie kierowane. Lokalne przepisy mogą jednak nakazywać inne rozłożenie obciążenia. Dystrybutorzy i dealerzy firmy Scania dysponują programem obliczeniowym, który pozwala zoptymalizować masę ładunku i obciążenie osi. Scania CV AB 2016, Sweden 1 (11)

2 Obciążenie osi przy częściowym załadunku Obciążenie osi przy częściowym załadunku W niektórych przypadkach obciążenie osi jest większe, gdy pojazd jest częściowo załadowany niż przy pełnym załadunku. Na rysunku przedstawiono przykład, w którym maksymalne obciążenie osi przedniej występuje, gdy samochód ciężarowy jest załadowany w około 65%. Maksymalne obciążenie osi przedniej jest większe niż maksymalne dopuszczalne obciążenie przy załadowaniu pojazdu w 65%, pomimo że przy pełnym załadunku jest ono mniejsze niż maksymalne dopuszczalne obciążenie. Rysunek pokazuje także, że maksymalne dopuszczalne obciążenie osi tylnej nigdy nie jest przekraczane. W przypadku obliczeń dla śmieciarek warunki te są odwrotne. Ponieważ są one ładowane od tyłu, w przypadku niepełnego załadowania maksymalne dopuszczalne obciążenie osi tylnej może być przekroczone % Przykład obciążenia osi przy częściowym załadunku 1. Obciążenie osi przedniej. 2. Maksymalne dopuszczalne obciążenie osi przedniej. 3. Krzywa obciążenia osi przedniej. 4. Krzywa obciążenia osi tylnej. 5. Maksymalne uzyskane obciążenie osi przedniej przy częściowym załadunku. 6. Pokazuje obciążenie pojazdu z przodu. 7. Obciążenie osi tylnej. 8. Obciążenie wyrażone jako wartość procentowa maksymalnego dopuszczalnego obciążenia. 9. Maksymalne dopuszczalne obciążenie osi tylnej Scania CV AB 2016, Sweden 2 (11)

3 Zasada dźwigni Zasadę dźwigni można opisać z pomocą następującego przykładu: Obciążenie osi przy częściowym załadunku Dwa punkty podparcia taczki to koło z przodu i osoba podnosząca taczkę ztyłu. Jeśli ładunek umieścimy w pobliżu osoby podnoszącej, musi ona udźwignąć większą część ładunku, podczas gdy na koło przypada mniejsza część obciążenia. 100 kg 70 kg Przemieszczając ładunek bliżej koła, zwiększamy jego obciążenie, jednocześnie sprawiając, że osoba podnosząca przyjmuje na siebie mniejszą część obciążenia. 100 kg 20 kg Jeśli umieścimy ładunek z przodu środka koła, osoba ta musi przyciskać uchwyty taczki, aby nie przewróciła się ona do przodu. 100 kg 10 kg Scania CV AB 2016, Sweden 3 (11)

4 Obciążenie osi przy częściowym załadunku Ciężar, jaki musi udźwignąć osoba, zależy więc od położenia ładunku na taczce. Jeżeli układ nie znajduje się w ruchu, suma wszystkich sił i momentów równa się 0. Jeśli wokół środka koła występuje równowaga, zastosowanie ma następujące równanie: U Ładunek (towar) jego ramię = obciążenie jego ramię U C = TR A TR U = Ładunek TR = Obciążenie (siła reakcji działająca na osobę) C = Odległość od środka koła do środka ciężkości ładunku A = Odległość między punktami podparcia (środek koła i osoba) C A Scania CV AB 2016, Sweden 4 (11)

5 L102 BL/2 BL/2 Obliczenia obciążenia osi i nadwozia oparte są na zasadzie równowagi statycznej. U Suma sił działających w dół jest równa sumie sił działających w górę. Oznacza to, że suma masy wszystkich podzespołów pojazdu i jego ładunku jest równa sumie obciążenia wszystkich osi. Suma momentów sił ciężkości wokół danego punktu jest równa sumie momentów sił reakcji wokół tego samego punktu. Opisuje to zasada dźwigni w poprzednim rozdziale. Koło w poprzednim przykładzie można zastąpić przednimi kołami samochodu ciężarowego, natomiast osobę tylnymi kołami pojazdu. Kod Scania Kod BEP Objaśnienie - L011 Odległość między osią przednią apierwszą osią napędową. - L102 Odległość między przednią osią a nadwoziem. - L014 Odległość między pierwszą tylną osią napędową a teoretycznym środkiem rozłożenia obciążenia wózka napędowego. - L015 Teoretyczna odległość między osiami, mierzona między przednim i tylnym teoretycznym środkiem rozłożenia obciążenia. BL - Powierzchnia obciążenia (zewnętrzna długość nośnika ładunku) K - Odległość między środkiem nośnika ładunku a środkiem ciężkości ładunku i zabudowy lub dodatkowego obciążenia C - Odległość między przednim środkiem rozłożenia obciążenia a środkiem ciężkości ładunku i zabudowy lub dodatkowego obciążenia TF C K TR L015 L011 L Scania CV AB 2016, Sweden 5 (11)

6 Obciążenie i wzory Do obliczenia całkowitej masy (T) służy następujący wzór: Całkowita masa to suma masy podwozia, wszelkiej dodatkowej masy oraz ładunku i zabudowy. T = W + N + U Rodzaj obciążenia: Rozłożenie obciążenia Przód Tył T = Całkowita masa TF TR W = Masa podwozia WF WR N = Dodatkowa masa, np. żurawia NF NR U = Masa ładunku i zabudowy UF UR Scania CV AB 2016, Sweden 6 (11)

7 Aby osiągnąć równowagę, całkowita masa ładunku i zabudowy U pomnożona przez ramię C powinna dać taki sam wynik, co część masy U znajdująca się nad środkiem ciężkości osi tylnej, UR, pomnożona przez odległość AT (teoretyczny rozstaw osi). Do obliczenia równowagi wokół osi przedniej służy następujący wzór: C U = AT UR Zastosować można też zmienione wzory: C = AT UR U U = UF + UR Oblicz wartość C, tak aby następnie można było obliczyć powierzchnię obciążenia BL. Położenie obciążenia BL jest zasadniczo określone przez odchylenie K, którego wartość musi być jak najbliższa 0. Scania CV AB 2016, Sweden 7 (11)

8 Do obliczeń obciążenia osi wymagane są następujące informacje: Maksymalne dopuszczalne obciążenie osi Masa samochodu ciężarowego i rozstawy osi Masa zabudowy i wszelkiego ładunku Obliczenia Masa z przodu Masa z tyłu Całkowita masa a TF TR T Masa podwozia - WF - WR - W Dodatkowa masa - NF - NR - N Ładunek + zabudowa = UF = UR = U a. Całkowita masa to suma masy podwozia, wszelkiej dodatkowej masy oraz ładunku i zabudowy. Całkowita masa Scania CV AB 2016, Sweden 8 (11)

9 Przykładowe obliczenia Przykład 1: Ciągnik siodłowy o konfiguracji kół 6x2 Celem obliczenia jest określenie położenia siodła (C) w celu uzyskania optymalnego obciążenia osi. U Rozpocznij od sprawdzenia następujących danych: Maksymalne dopuszczalne obciążenie osi Masa pojazdu i rozstaw osi samochodu ciężarowego L011 L014 = 3950 mm = 585 mm TF C TR L015 = L011 + L014 = 4535 mm L015 Obliczenia Całkowita masa a Masa z przodu Masa z tyłu Całkowita masa TF = 7100 TR = 1900 T = L011 L Masa podwozia - WF = WR = W = 8140 Ładunek + zabudowa = UF = 2310 = UR = = U = a. Całkowita masa to suma masy podwozia, wszelkiej dodatkowej masy oraz masy ładunku i zabudowy. Oblicz wartość C z poniższego wzoru: C = AT UR = = 3952 mm U Aby wykorzystać maksimum dopuszczalnego obciążenia osi, siodło musi znajdować się 3952 mm za osią przednią. Scania CV AB 2016, Sweden 9 (11)

10 Przykład 2: Samochód ciężarowy o konfiguracji kół 4x2, z żurawiem za kabiną. Celem obliczenia jest określenie rozłożenia obciążenia żurawiem odpowiednio na osi przedniej lub osiach tylnych i odpowiedniej długości platformy zabudowy. L102 N BL/2 BL BL/2 Rozpocznij od sprawdzenia następujących danych: Maksymalne dopuszczalne obciążenie osi Masa pojazdu i rozstaw osi U Masa i środek ciężkości żurawia L011 = L015 = 4950 mm L102 = Co najmniej 2120 mm zgodnie z informacjami producenta żurawia WF = kg WR = 1656 kg N = 2550 kg TF C TR Obliczenia Całkowita masa a Masa z przodu Masa z tyłu Całkowita masa TF = 8000 TR = T = L011 J Masa podwozia - WF = WR = W = 6420 Wyposażenie, żuraw - NF = NR = N = 2550 Ładunek + zabudowa = UF = 1469 = UR = 9061 = U = a. Całkowita masa to suma masy podwozia, wszelkiej dodatkowej masy oraz ładunku i zabudowy. Scania CV AB 2016, Sweden 10 (11)

11 Oblicz wartość C z poniższego wzoru: C = AT UR C = = 4259mm U Wprowadź teraz najkrótszy możliwy wymiar (AB), aby otrzymać najdłuższą powierzchnię obciążenia (BL) przy optymalnym rozłożeniu obciążenia osi. C = AB + BL/ = BL/2 BL/2 = 2139 mm Najdłuższa możliwa powierzchnia obciążenia (BL) przy optymalnym rozłożeniu obciążenia osi wynosi 4278 mm. Scania CV AB 2016, Sweden 11 (11)