Odcinek 10: Siłowe zamknięcie

Dopasowane mocowanie ładunku zostało już opisane w odcinek 8 zostało już omówione. Teraz przyjrzyjmy się bliżej połączeniu ciernemu . Czym jest połączenie cierne, jak działa i co jest ważne podczas mocowania ładunku?

Definicja

Połączenie cierne to połączenie dwóch części za pomocą powierzchni, przy czym obie powierzchnie mają wysoki współczynnik tarcia. Jak to działa?

Zakłada się, że obciążenie wywiera siłę 10 kg na powierzchnię. Siła normalna jest obliczana poprzez pomnożenie masy (przykład 10 kg) przez siłę grawitacji g (9,81 ^m/s2).

Siła normalna wynosi zatem 10 kg * 9,81 m/s2⁼ 100 N.

Siła normalna zawsze działa pionowo na powierzchnię.

Każda powierzchnia ma pewną chropowatość, która tworzy mikrouszkodzenia, gdy dwie powierzchnie wchodzą w kontakt. Wielkość ta oznaczana jest literą µ i nazywana jest współczynnikiem tarcia.

Jeśli teraz zostanie podjęta próba przesunięcia powierzchni względem siebie, ta chropowatość wytworzy siłę przeciwną. Właśnie ten efekt jest wykorzystywany w połączeniach ciernych .

Siła przeciwdziałająca zależy od określonego współczynnika tarcia µ i jest znana jako siła tarcia.

Jeśli na przykład producent nadwozi samochodów ciężarowych określa współczynnik tarcia µ=0,3 dla swoich powierzchni ładunkowych, oznacza to, że siła wymagana do przesunięcia palet wynosi 30% siły normalnej.

Zabezpieczenie ładunku z blokadą siłową

Jak działa blokada siły zabezpieczająca wolnostojący ładunek o masie 1000 kg przed przemieszczeniem podczas pełnego hamowania z siłą 0,8 g? (patrz VDI-2700 i EN-12195-1).

Wymagana siła zabezpieczająca zgodnie z przepisami wynosi
_FS = m * g * a = 1 000 kg * 9,81 ^m/s2 * 0,8 g = 8 000 N = 800 daN

Siła tarcia

Siła napięcia wstępnego może być również rozumiana jako dodatkowy ciężar obciążenia. Oznacza to, że tylko część siły napięcia wstępnego odpowiadająca współczynnikowi tarcia jest skuteczna.

Siła tarcia_FR = 1000 daN * 0,3 = 300 daN
Siła zabezpieczająca FS = 500 daN * 0,3 = 150 daN
Łącznie: 450 daN

Siła 450 daN byłaby zatem wymagana do przesunięcia 1000 kg.

Przykład pokazuje, że siła napięcia wstępnego 500 daN nie jest wystarczająca do zabezpieczenia ładunku przed przesunięciem. Należy zastosować dodatkowe środki, takie jak odciągi.

Kąt mocowania

Kolejnym warunkiem granicznym dla wielkości skutecznej siły napinającej jest kąt odciągu α, ponieważ skuteczna jest tylko pionowa część siły napinającej. Proporcja wynika z sinusa kąta odciągu.

Przykład: przy kącie mocowania α wynoszącym 80º sinus wynosi 0,9961.

Oznacza to, że tylko 500 daN * 0,9961 = 498 daN z 500 daN siły napięcia wstępnego jest faktycznie skuteczne

Współczynnik transmisji

Naprężenie wstępne generowane przez zapadkę napinającą występuje tylko między punktem mocowania na skrzyni ładunkowej a pierwszym punktem ugięcia. Jest ono zmniejszane w punktach ugięcia z powodu strat tarcia. Im więcej punktów ugięcia, tym większe straty.

Suma siły napięcia wstępnego składa się zatem z co najmniej trzech części:

• Część 1: Punkt mocowania – punkt odchylenia 1
• Część 2: Punkt odchylenia 1 i 2
• Część 3: Punkt ugięcia 2 – punkt mocowania

Wynik można obliczyć przy użyciu współczynnika przenoszenia/K. Zakładając współczynnik 1,5, suma siły naprężenia wstępnego wyniosłaby 500 daN * 1,5 = 750 daN.

Liczba pasków napinających

Ile pasów mocujących jest potrzebnych do zabezpieczenia tego ładunku? Można tu wziąć pod uwagę następujące kwestie:

Należy zabezpieczyć 800 daN, odejmując od tego siłę tarcia 450 daN, otrzymujemy różnicę 350 daN. Siła ta musi być zapewniona przez pasy napinające . 350 daN podzielone / 129 daN = 2,7, co oznacza, że do zabezpieczenia ładunku o masie 1000 kg w określonych warunkach brzegowych wymagane są 3 pasy mocujące.

Wniosek jest alarmujący, ponieważ z 500 daN, co samo w sobie jest dużą wartością, w rzeczywistości pozostaje bardzo niewiele. Wniosek, jaki można z tego wyciągnąć, jest taki, że metoda mocowania z blokadą cierną podlega wielu ograniczeniom i dlatego musi być stosowana z najwyższą ostrożnością.

Ogólnym rozwiązaniem jest połączenie odciągów mocujących + mat antypoślizgowych o µ=0,6.

Decydującym elementem jest zwiększenie współczynnika tarcia.

Siła tarcia_FR = 1000 daN * 0,6 = 600 daN
Siłasprężająca _FSTF = 500 daN * 1,5 * sin35º (0,5735) * 0,6 = 258 daN
Siła zabezpieczająca_FS = 600 daN + 258 daN = 858 daN

Równowaga zabezpieczająca: rzeczywista siła zabezpieczająca musi być równa lub większa od wymaganej siły zabezpieczającej. 858 daN ≥ 800 daN

W praktyce często można zaobserwować dokładnie odwrotną sytuację. Prawdopodobnie z powodu braku znajomości zasady działania.

Z poważaniem, Sigurd Ehringer