Výpočty zatížení náprav. Obecné informace o výpočtech zatížení náprav

Transkript

1 Obecné informace o výpočtech zatížení náprav Všechny typy přeprav pomocí nákladních vozidel vyžadují doplnění podvozku nákladního vozidla o nějakou formu nástavby. Účelem výpočtů zatížení náprav je optimalizovat umístění podvozku a nástavby. Pro přepravu maximálního užitečného zatížení bez překročení maximálního povoleného zatížení nápravy a dvounápravy je důležité brát v potaz zákonné požadavky a technická omezení. Aby mohla být provedena optimalizace zatížení, jsou zapotřebí informace týkající se zatížení podvozku a rozměrů. Rozdíl mezi zatížením levého a pravého kola na jedné nápravě nesmí překročit 3 % celkového zatížení nápravy. Nerovnoměrné zatížení způsobí naklonění vozidla na stranu. Aby bylo zajištěno dobré řízení vozidla, alespoň 20 % zatížení vozidla musí ležet na řízených nápravách. Nicméně místní požadavky mohou určovat jiné rozdělení. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 1 (19)

2 Příklad: V některých případech může dojít k vyššímu zatížení náprav, pokud je nákladní vozidlo částečně zatíženo, než když vozidlo plně naloženo. Čísla ukazují, že maximálního zatížení přední nápravy je dosaženo, pokud je nákladní vozidlo naloženo přibližně na 65%. V tomto případě je maximální zatížení přední nápravy vyšší, než je povoleno při 65% zatížení, přesto je menší při plném zatížení. Například při výpočtu u vozidel pro sběr odpadu je to obráceně. Jelikož jsou vozidla nakládány ze zadní části, může dojít k vyššímu zatížení zadní nápravy při nižším než plném zatížení. 1 F (kg) 6 R (kg) Zatížení na přední nápravě (kg) 2. Maximální zatížení přední nápravy 3. Křivka zatížení pro přední nápravu 4. Křivka zatížení pro zadní nápravu 5. Nejvyšší zatížení na přední nápravě při vykládce 6. Ukazuje, jak je vozidlo vykládáno ze zadní části 7. Zatížení na zadní nápravě (kg) 8. Hodnota zatížení jako procentní podíl maximálního zatížení % :20-01 Vydání 1 cs-cz 2 (19)

3 Distributoři a dealeři společnosti Scania mají k dispozici počítačový program pro výpočet optimalizace zatížení, který může být nápomocen při výpočtech zatížení náprav Příklady výsledků z výpočtu zatížení náprav: Přední Zadní Celkem Hmotnost podvozku Mimořádná hmotnost Hmotnost nástavby Hmotnost Výbava nástavby Pohotovostní hmotnost Zatížení Zatížení Hmotnost nákladu Prázdná hmotnost Hmotnost nákladu Celková hmotnost vozidla Maximální hmotnost Vůle hmotnosti Hmotnost na řízených nápravách 66 % Na předních řízených nápravách 43 % Limit prokluzu, Asfalt 31 % Limit prokluzu, Štěrkové cesty 18 % 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 3 (19)

4 Princip páky Princip páky může být rozdělen podle následujícího příkladu (předpokládejme, že vozík v příkladu nic neváží). Dvě opěrná místa vozíku vůči zemi se skládají z kola na jedné straně a z osoby, která drží zvednutý vozík na druhé straně. Pokud je zatížení umístěno blízko osoby. Osoba musí převzít větší část zatížení, zatímco kolo je zatíženo méně. 100 kg 70 kg Pomocí posunutí zatížení blíže ke kolu se zatížení na kolo zvýší a osobě se zatížení odlehčí. 100 kg 20 kg Pokud je zatížení posunuto před střed kola, osoba musí tlačit držadla dolů, aby se vozík nepřeklopil. 100 kg 10 kg :20-01 Vydání 1 cs-cz 4 (19)

5 Zatížení pro osobu se mění podle polohy zatížení na vozíku. Pokud se systém nepohybuje, souhrn všech sil a točivých momentů se rovná 0. Pokud je zde rovnováha točivého momentu kolem středu kola, platí následující rovnice. U (kg) U = Zatížení TR = Zatížení (síla zatížení působící na osobu) C = Vzdálenost od středu kola k těžišti nákladu A = Vzdálenost mezi opěrnými body (střed kola a osoby) C TR (kg) U C = TR A A Náklad jeho páka = hmotnost jeho páka 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 5 (19)

6 Provedení a výpočty AB BL/2 BL/2 Zatížení nápravy a výpočty nástavby jsou založeny na statické rovnováze, U Součet sil směřujících dolů se rovná součtu sil směřujících nahoru. To znamená, že součet hmotnosti všech komponentů vozidla a jeho nákladu je velký jako součet zatížení náprav vozidla. Součet točivých momentů vytvořených pomocí sil zemské přitažlivosti okolo bodu je stejný jako součet točivých momentů vytvořených pomocí reakčních sil okolo stejného bodu. Toto je popisováno pomocí principu páky v předchozí části. Kola v předchozím příkladu mohou být nahrazena předními koly vozidla a osoba může být nahrazena zadními koly. Rozměry Scania BEP Vysvětlení A L011 Vzdálenost mezi první přední nápravou a první hnanou nápravou. TF C K TR AB L002 Vzdálenost od přední nápravy k nástavbě Q L012.1 Vzdálenost mezi předními nápravami LL - Vzdálenost mezi první přední nápravou a teoretickým středem zatížení pro obě přední nápravy A AT L L L014 Vzdálenost mezi první hnanou zadní nápravou a teoretickým středem zatížení dvounápravy AT L015 Teoretická vzdálenost náprav, měřeno mezi předním a zadním teoretickým středem nákladu BL - Vnější délka nákladového prostoru K - Vzdálenost mezi středem nosiče nákladu a těžištěm nástavby C - Vzdálenost mezi předním středem nákladu a těžištěm nákladu, nástavby nebo přídavné hmotnosti 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 6 (19)

7 Hmotnosti a vzorce Typ hmotnosti: Rozložená hmotnost Přední Zadní T = Celková hmotnost naloženého vozidla TF TR W = Hmotnost podvozku WF WR N = Mimořádná hmotnost, například pro NF NR hydraulickou ruku U = Hmotnost nákladu a nástavby UF UR Použijte následující vzorec: T = W + N + U C U = AT UR Nebo v zápisu: C = AT UR U = UF + UR U Aby byla zajištěna rovnováha, musí celková hmotnost nákladu a nástavby U vynásobená jeho pákou C poskytovat stejný výsledek jako poměr U, který leží přes těžiště zadní nápravy, UR, vynásobený teoretickou vzdáleností náprav, AT. C je neznámá, protože potřebujeme získat možnou délku nákladu BL. Umístění délky nákladu BL je obecně určeno odchylkou K, která by měla být co nejblíže k 0. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 7 (19)

8 Zadejte následující informace: Povolené zatížení nápravy Hmotnost vozidla a rozvor Hmotnost nástavby a jakékoliv doplňkové výbavy Výpočet Zde je pět příkladů výpočtů: Hmotnost vpředu (kg) Hmotnost vzadu (kg) Celková hmotnost (kg) Celková hmotnost TF TR T naloženého vozidla Hmotnost podvozku - WF - WR - W Mimořádná hmotnost - NF - NR - N Náklad + nástavba = UF = UR = U 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 8 (19)

9 Příklad 1: Tahač s konfigurací kol 6x4 Účelem výpočtu je určit umístění točnice (C), aby bylo zajištěno optimální zatížení nápravy. Začněte výpočet získáním následujících faktů: U Maximální povolené zatížení nápravy Hmotnost vozidla a rozvor A = mm L = 677,5 mm AT = A + L = 4 977,5 mm TF A C L TR Výpočet Hmotnost vpředu (kg) Hmotnost vzadu (kg) Celková hmotnost (kg) Celková hmotnost a TF = TR = T = Hmotnost podvozku - WF = WR = W = Náklad + točnice = UF = = UR = = U = AT a. Naložené vozidlo Vypočtěte C pomocí následujícího vzorce: C = AT UR = 4 977, = mm U Pro využití maximálního povoleného zatížení nápravy, musí být točnice umístěna mm za přední nápravou, K je poté 0. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 9 (19)

10 Příklad 2: Nákladní vozidlo s hydraulickou rukou namontovanou vzadu a konfigurací kol 6x2 Účelem výpočtu je získat rozdělení zatížení hydraulické ruky na přední nápravu a zadní nápravy. N Začněte výpočet získáním následujících faktů: Maximální povolené zatížení nápravy Hmotnost vozidla a rozvor Hmotnost a těžiště hydraulické ruky A = mm L = 612 mm (6x2) AT = A + L = = mm NF A L NR C = mm AT N = kg C :20-01 Vydání 1 cs-cz 10 (19)

11 Pomocí použití principu páky může být proveden následující výpočet: NR = N C = = kg AT 5212 NR = kg za podmínek, že: NF = N - NR = = kg NF = kg Pamatujte si, že hmotnost na přední nápravu se stává negativní, jinými slovy se sníží zatížení přední nápravy. Pro výpočet celého vozidla, NF a NR jsou vloženy v příslušných těžištích v pokračujících výpočtech. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 11 (19)

12 Příklad 3: Nákladní vozidlo s hydraulickou rukou za kabinou a konfigurací kol 4x2 Účelem výpočtu je získat rozdělení zatížení hydraulické ruky na přední nápravu a zadní nápravy a vhodné délky plošiny pro nástavbu. AB N BL/2 BL BL/2 Začněte výpočet získáním následujících faktů: U Maximální povolené zatížení nápravy Hmotnost vozidla a rozvor Hmotnost a těžiště hydraulické ruky Viz příklad 2 pro výpočet rozdělení zatížení hydraulické ruky na nápravy. A = AT = mm AB = Alespoň mm podle popisu hydraulické ruky a výpočtu TF C TR WF = kg WR = kg A J N = kg Výpočet Celková hmotnost a Hmotnost vpředu (kg) Hmotnost vzadu (kg) Celková hmotnost (kg) TF = TR = T = Hmotnost podvozku - WF = WR = W = Výbava, hydraulická ruka - NF = NR = N = Náklad + nástavba = UF = = UR = = U = a. Naložené vozidlo 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 12 (19)

13 Vypočtěte C pomocí následujícího vzorce: C = AT UR C = U = mm Zadejte nekratší možný rozměr AB pro získání nejdelší možné ložné plochy (BL) při optimálním rozdělení zatížení náprav. C = AB + BL/ = BL/2 BL/2 = mm Nejdelší možná ložná plocha (BL) při optimálním rozdělením zatížením nápravy je mm. Použijte korbu sklápěčky se standardní délkou mm. Předchozí výpočet ukazuje, že korba sklápěčky má prostor za hydraulickou rukou. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 13 (19)

14 Vypočtěte rozměr AB pro možnost výběru korby sklápěčky s optimální délkou a přijatelným zadním přesahem. C = AB + BL/ = AB AB = mm Nejzazší bod korby sklápěčky od přední nápravy je: C + BL/2 = = mm Zadní přesah (J) za zadní nápravou je poté: (C + BL/2) - A = = mm Umístěním osy korby mm za poslední zadní nápravu získáme přesah 519 mm za osou korby. To je přijatelná hodnota a výběr korby sklápěčky s délkou mm nemusí být měněn. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 14 (19)

15 Příklad 4: Sklápěč s konfigurací kol 8x4*4 AB BL/2 BL/2 Účelem výpočtu je získat vhodnou délku ložné plochy (BL) a umístění bez překročení maximálního povoleného zatížení nápravy. Výběr délky musí v tomto případě také poskytovat vhodný přesah pro zajištění dobré stability sklápění. Začněte výpočet získáním následujících faktů: C U K Maximální povolené zatížení nápravy Hmotnost vozidla a rozvor Zatížení nástavby a doplňkové výbavy V tomto příkladě se sklápěčem je výpočet proveden na základě případného rozdělení zatížení Rozměr (AB) je obecně neznámá, to jest rozměr mezi přední nápravou a přední částí nástavby. Minimální povolený rozměr AB je indikován pro různé délky kabiny. Minimální rozměr AB pro kabinu 14 je uveden jako 320 mm. TF A L TR A = mm K = 0 L = mm AT = A + L = mm (podle ICD) AT Výpočet Hmotnost vpředu (kg) Hmotnost vzadu (kg) Celková hmotnost (kg) Celková hmotnost a TF = TR = T = Hmotnost podvozku - WF = WR = W = Náklad + nástavba = UF = = UR = = U = a. Naložené vozidlo 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 15 (19)

16 Pro výpočet C použijte následující vzorec C: C = AT UR C = U = Použijte následující vzorec pro výpočet, jak dlouhá může být nejdelší nástavba (BL) s optimálním rozložením zatížení nápravy: C + K = AB + BL/ = BL/2 BL = mm Nejdelší nástavba s optimálním rozdělením zatížením nápravy je mm. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 16 (19)

17 Použijte korbu sklápěčky se standardní délkou mm. Následující výpočet ukazuje, že vybraná korba sklápěčky má dostatek prostoru. Vypočtěte rozměr AB pro ukázku, jaká délka korby poskytuje přijatelný zadní přesah. C = AB + BL/ = AB /2 AB = mm Pro korbu sklápěčky s ložnou plochou (BL) mm je nejzazší bod korby sklápěčky od přední nápravy následující: C + BL/ = mm Rozvor pro dvounápravu je , jak je uvedeno v ICD pro vozidlo. Zadní přesah za poslední nápravou je: (C + BL/2) - (A ) = ( ) - ( ) = = mm Pokud je osa korby umístěna 550 mm za poslední zadní nápravou, získáme přesah 671 mm ( = 671 mm) za osou korby. To je přijatelná hodnota a výběr korby sklápěčky s délkou mm nemusí být měněn. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 17 (19)

18 Příklad 5: Domíchávač betonu s konfigurací kol 8x4 Účelem výpočtu je určit optimální umístění domíchávače betonu při nejvyšším povoleném zatížení náprav. Začněte výpočet získáním následujících faktů: Maximální povolené zatížení nápravy Hmotnost podvozku vozidla a rozvor Hmotnost nástavby a doplňkové výbavy a jejich příslušné těžiště (ST). AB U AT = mm ST = mm, rozměr od přední hrany nástavby Výpočet Hmotnost vpředu (kg) Hmotnost vzadu (kg) Celková hmotnost (kg) Celková hmotnost a TF = TR = T = Hmotnost podvozku - WF = WR = W = Náklad + nástavba = UF = = UR = = U = TF Q C AT TR a. Naložené vozidlo A :20-01 Vydání 1 cs-cz 18 (19)

19 Vypočtěte C pro nalezení, kde musí být umístěno těžiště vůči středu přední nápravy. C = AT UR = U = mm Pro určení umístění domíchávače betonu vůči první přední nápravě, musí být proveden výpočet rozměru AB. Jelikož C začíná od středu zatížení vpředu, polovina rozvoru předních náprav, je v tomto případě použito 1 940/2 = 970 mm. AB = C - ST + polovina rozvoru předních náprav = = 877 mm Umístěte domíchávač betonu 877 mm za první přední nápravu. 04:20-01 Vydání 1 cs-cz 19 (19)