Výpočty zatížení náprav. Obecné informace o výpočtech zatížení náprav

Výpočty zatížení náprav Obecné informace o výpočtech zatížení náprav

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) ©

Scania CV AB 2010, Sweden


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

7

6 F (kg)

R (kg)

9 000 7 100

7 000 6 000

3

5 000 4 000 3 000

5

4

2 000 1 000 8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 %

316 998

2

8 000

1. 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

12 000 11 000 10 000 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000


2 (19) ©



Distributoři a dealeři společnosti Scania mají k dispozici počítačový program pro výpočet optimalizace zatížení, který může být nápomocen při výpočtech zatížení náprav.

Hmotnost na řízených nápravách Na předních řízených nápravách Limit prokluzu, Asfalt Limit prokluzu, Štěrkové cesty

6 500 3 250

1 210

15 420

Zadní 2 585 0 3 404 0 -135 5 854 11 535 0 11 535 5 854 11 535 17 389 19 000 1 611

Celkem 9 030 0 4 550 0 2 000 15 580 15 420 0 15 420 15 580 15 420 31 000 32 000 1 000

1 495

800

5 100

2 610 4 666 6 455 9 205 17 389

13 611 31 000

316 999

Příklady výsledků z výpočtu zatížení náprav: Přední Hmotnost podvozku 6 445 Mimořádná hmotnost 0 Hmotnost nástavby 1 146 Hmotnost 1-4 0 Výbava nástavby 2 135 Pohotovostní hmotnost 9 726 Zatížení 0 3 885 Zatížení 1-4 0 Hmotnost nákladu 3 885 Prázdná hmotnost 9 756 Hmotnost nákladu 3 885 Celková hmotnost vozidla 13 611 Maximální hmotnost 14 200 Vůle hmotnosti 589

955

66 % 43 % 31 % 18 %


3 (19) ©



Princip páky Princip páky může být rozdělen podle následujícího příkladu (předpokládejme, že vozík v příkladu nic neváží).

100 kg

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.

317 000

70 kg

Pomocí posunutí zatížení blíže ke kolu se zatížení na kolo zvýší a osobě se zatížení odlehčí.

100 kg

317 001

20 kg

Pokud je zatížení posunuto před střed kola, osoba musí tlačit držadla dolů, aby se vozík nepřeklopil. 100 kg

317 002

10 kg


4 (19) ©



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. = = = =

Zatížení Zatížení (síla zatížení působící na osobu) Vzdálenost od středu kola k těžišti nákladu Vzdálenost mezi opěrnými body (střed kola a osoby)

TR (kg)

C A

U · C = TR · A

317 003

U TR C A

U (kg)

Náklad · jeho páka = hmotnost · jeho páka


5 (19) ©



Provedení a výpočty

AB

BL/2

BL/2 U

Zatížení nápravy a výpočty nástavby jsou založeny na statické rovnováze, • 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 BEP L011 L002 L012.1 -

L

L014

AT

L015

BL K C

-

Vysvětlení Vzdálenost mezi první přední nápravou a první hnanou nápravou. Vzdálenost od přední nápravy k nástavbě Vzdálenost mezi předními nápravami Vzdálenost mezi první přední nápravou a teoretickým středem zatížení pro obě přední nápravy Vzdálenost mezi první hnanou zadní nápravou a teoretickým středem zatížení dvounápravy Teoretická vzdálenost náprav, měřeno mezi předním a zadním teoretickým středem nákladu Vnější délka nákladového prostoru Vzdálenost mezi středem nosiče nákladu a těžištěm nástavby Vzdálenost mezi předním středem nákladu a těžištěm nákladu, nástavby nebo přídavné hmotnosti


TF

TR

K

C AT A

L

317 004

Scania A AB Q LL

6 (19) ©



Hmotnosti a vzorce Typ hmotnosti: T = Celková hmotnost naloženého vozidla W = Hmotnost podvozku N = Mimořádná hmotnost, například pro hydraulickou ruku U = Hmotnost nákladu a nástavby

Rozložená hmotnost Přední Zadní TF TR WF WR NF NR UF

UR

Použijte následující vzorec:

T=W+N+U

C · U = AT · UR

Nebo v zápisu:

C =

AT · UR U

U = UF + UR

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.


7 (19) ©



Zadejte následující informace: • Povolené zatížení nápravy • Hmotnost vozidla a rozvor • Hmotnost nástavby a jakékoliv doplňkové výbavy Výpočet Celková hmotnost naloženého vozidla Hmotnost podvozku Mimořádná hmotnost Náklad + nástavba

Hmotnost vpředu (kg) TF

Hmotnost vzadu (kg) TR

Celková hmotnost (kg) T

=

=

=

WF NF UF

WR NR UR

W N U

Zde je pět příkladů výpočtů:


8 (19) ©



Příklad 1: Tahač s konfigurací kol 6x4 Účelem výpočtu je určit umístění točnice (C), aby bylo zajištěno optimální zatížení nápravy. U

Začněte výpočet získáním následujících faktů: • Maximální povolené zatížení nápravy • Hmotnost vozidla a rozvor

TF

AT = A + L = 4 977,5 mm Výpočet

A

Hmotnost vpředu (kg) TF = 7 000 - WF = 4 790 = UF = 2 210

Celková hmotnosta Hmotnost podvozku Náklad + točnice

Hmotnost vzadu (kg) TR = 19 000 - WR = 3 350 = UR = 15 650

Celková hmotnost (kg) T = 26 000 - W = 8 140 = U = 17 860

TR

C

AT

L 317 005

A = 4 300 mm L = 677,5 mm

a. Naložené vozidlo

Vypočtěte C pomocí následujícího vzorce: C=

AT · UR U

=

4 977,5 · 15 650 17 860

= 4 362 mm

Pro využití maximálního povoleného zatížení nápravy, musí být točnice umístěna 4 350 mm za přední nápravou, K je poté 0.


9 (19) ©



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 = = = = =

4 600 mm 612 mm (6x2) A + L = 4 600 + 612 = 5 212 mm 7 400 mm 2 500 kg

NF

A

L

NR

AT C


317 006

A L AT C N

10 (19) ©



Pomocí použití principu páky může být proveden následující výpočet: NR =

N·C AT

=

2 500 · 7 400 5 212

= 3 550 kg

NR = 3 550 kg za podmínek, že: NF = N - NR = 2 500 - 3 550 = -1 050 kg NF = - 1 050 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.


11 (19) ©



Příklad 3: Nákladní vozidlo s hydraulickou rukou za kabinou a konfigurací kol 4x2

AB

BL

N

Účelem výpočtu je získat rozdělení zatížení hydraulické ruky na přední nápravu a zadní nápravy a vhodné délky plošiny pro nástavbu.

BL/2

Začněte výpočet získáním následujících faktů:

BL/2 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. = = = = =

AT = 4 300 mm Alespoň 1 100 mm podle popisu hydraulické ruky a výpočtu 4 260 kg 1 848 kg 1 950 kg

Výpočet Celková hmotnosta Hmotnost podvozku Výbava, hydraulická ruka Náklad + nástavba

TF

A

Hmotnost vpředu (kg) TF = 7 500 - WF = 4 260 - NF = 1 586

Hmotnost vzadu (kg) TR = 11 000 - WR = 1 848 - NR = 364

Celková hmotnost (kg) T = 18 500 - W = 6 108 - N = 1 950

=

= UR = 8 788

=

UF = 1 654

TR

C

J

317 007

A AB WF WR N

U = 10 442



12 (19) ©



Vypočtěte C pomocí následujícího vzorce: C =

AT · UR U

C=

4 300 · 8 788 10 442

= 3 619 mm

Zadejte nekratší možný rozměr AB pro získání nejdelší možné ložné plochy (BL) při optimálním rozdělení zatížení náprav.

C = AB + BL/2

3 619 = 1 100 + BL/2

BL/2 = 2 519 mm

Nejdelší možná ložná plocha (BL) při optimálním rozdělením zatížením nápravy je 5 038 mm. Použijte korbu sklápěčky se standardní délkou 4 400 mm. Předchozí výpočet ukazuje, že korba sklápěčky má prostor za hydraulickou rukou.


13 (19) ©



Vypočtěte rozměr AB pro možnost výběru korby sklápěčky s optimální délkou a přijatelným zadním přesahem.

C = AB + BL/2

3 619 = AB + 2 200

AB = 1 419 mm

Nejzazší bod korby sklápěčky od přední nápravy je: C + BL/2 = 3 619 + 2 200 = 5 819 mm Zadní přesah (J) za zadní nápravou je poté: (C + BL/2) - A = 5 819 - 4 300 = 1 519 mm Umístěním osy korby 1 000 mm za poslední zadní nápravu získáme přesah 519 mm za osou korby. To je přijatelná hodnota a výběr korby sklápěčky s délkou 4 400 mm nemusí být měněn.


14 (19) ©



Příklad 4: Sklápěč s konfigurací kol 8x4*4

AB

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.

BL/2

C

K U

Začněte výpočet získáním následujících faktů: • 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

A K L AT

= = = =

Celková hmotnosta Hmotnost podvozku Náklad + nástavba


L

A AT

3 350 mm 0 1 256 mm A + L = 4 606 mm (podle ICD)

Výpočet

TF


TR 317 008

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.




15 (19) ©



Pro výpočet C použijte následující vzorec C: C=

AT · UR U

C=

4 606 · 19 415 21 645

= 4 131

Použijte následující vzorec pro výpočet, jak dlouhá může být nejdelší nástavba (BL) s optimálním rozložením zatížení nápravy:

C + K = AB + BL/2

4 131 = 320 + BL/2

BL = 7 622 mm

Nejdelší nástavba s optimálním rozdělením zatížením nápravy je 7 622 mm.


16 (19) ©



Použijte korbu sklápěčky se standardní délkou 6 200 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/2

4 131 = AB + 6 200/2

AB = 1 031 mm

Pro korbu sklápěčky s ložnou plochou (BL) 6 200 mm je nejzazší bod korby sklápěčky od přední nápravy následující:

C + BL/2

4 131 + 3 100 = 7 231 mm

Rozvor pro dvounápravu je 1 355 + 1 305, jak je uvedeno v ICD pro vozidlo. Zadní přesah za poslední nápravou je: (C + BL/2) - (A + 1 355 + 1 305) = (4 131 + 3 100) - (3 350 + 1 355 + 1 305) = 7 231 - 6 010 = 1 221 mm Pokud je osa korby umístěna 550 mm za poslední zadní nápravou, získáme přesah 671 mm (1 221 - 550 = 671 mm) za osou korby. To je přijatelná hodnota a výběr korby sklápěčky s délkou 6 200 mm nemusí být měněn.


17 (19) ©



Příklad 5: Domíchávač betonu s konfigurací kol 8x4

U

Účelem výpočtu je určit optimální umístění domíchávače betonu při nejvyšším povoleném zatížení náprav.

AB

Začněte výpočet získáním následujících faktů: • Maximální povolené zatížení nápravy • Hmotnost podvozku vozidla a rozvor • Hmotnost nástavby a doplňkové výbavy a jejich příslušné těžiště (ST). AT = 4 005 mm ST = 2 941 mm, rozměr od přední hrany nástavby

hmotnosta

Celková Hmotnost podvozku Náklad + nástavba





TR

TF Q C AT A


317 009

Výpočet

18 (19) ©



Vypočtěte C pro nalezení, kde musí být umístěno těžiště vůči středu přední nápravy. C=

AT · UR U

=

4 005 · 16 280 22 895

= 2 848 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 = 2 848 - 2 941 + 970 = 877 mm Umístěte domíchávač betonu 877 mm za první přední nápravu.


19 (19) ©


Výpočty zatížení náprav. Obecné informace o výpočtech zatížení náprav

Recommend Documents