Epizóda 10: Uzavretie sily

Tvarové upevnenie nákladu už bolo opísané v epizóde 8 už bolo spracované. Teraz sa bližšie pozrime na trecí spoj . Čo je to trecí spoj, ako funguje a čo je dôležité pri zaistení bremena?

Definícia

Trecí spoj je spojenie dvoch častí prostredníctvom povrchu, pričom oba povrchy majú vysoký koeficient trenia. Ako to funguje?

Predpokladá sa, že bremeno pôsobí na povrch silou 10 kg. Normálová sila sa vypočíta vynásobením hmotnosti (príklad 10 kg) gravitačnou silou g (9,81 ^m/s2).

Normálová sila je teda 10 kg * 9,81 m/s2⁼ 100 N.

Normálová sila pôsobí na povrch vždy vertikálne.

Každý povrch má určitú drsnosť, ktorá pri kontakte oboch povrchov vytvára mikroseráciu. Tento rozmer sa označuje písmenom µ a nazýva sa koeficient trenia.

Ak sa teraz pokúsite pohybovať povrchmi proti sebe, táto drsnosť vytvorí protisilu. Práve tento efekt sa využíva pri trecom spojení .

Protisila závisí od špecifického koeficientu trenia µ a nazýva sa trecia sila.

Ak napríklad výrobca karosérií nákladných automobilov uvádza pre svoje nakladacie plochy koeficient trenia µ = 0,3, znamená to, že sila potrebná na premiestnenie paliet predstavuje 30 % normálovej sily.

Zabezpečenie nákladu silou

Ako funguje silové zaistenie voľne stojaceho bremena s hmotnosťou 1 000 kg proti posunutiu pri plnom brzdení s 0,8 g? (pozri VDI-2700 a EN-12195-1).

Požadovaná zaisťovacia sila podľa predpisov je
_FS = m * g * a = 1 000 kg * 9,81 ^m/s2 * 0,8 g = 8 000 N = 800 daN

Trecia sila

Predpínaciu silu možno chápať aj ako prídavné zaťaženie. To znamená, že účinná je len tá časť predpínacej sily, ktorá zodpovedá koeficientu trenia.

Trecia sila_FR = 1 000 daN * 0,3 = 300 daN
Zabezpečovacia sila FS = 500 daN * 0,3 = 150 daN
Spolu: 450 daN

Na premiestnenie 1 000 kg by teda bola potrebná sila iba 450 daN.

Príklad ukazuje, že predpínacia sila 500 daN nie je dostatočná na zabezpečenie bremena proti posunu. Musia sa pridať opatrenia, ako je napríklad viazanie.

Uhol pripevnenia

Ďalšou okrajovou podmienkou pre veľkosť účinnej predpínacej sily je uhol upevnenia α, pretože účinná je len vertikálna časť predpínacej sily. Tento podiel vyplýva zo sínusu uhla vyviazania.

Príklad: pri uhle vyviazania α 80º je sínus 0,9961.

To znamená, že z 500 daN predpínacej sily je skutočne účinných len 500 daN * 0,9961 = 498 daN

Koeficient prenosu

Predpätie vytvorené napínacou západkou existuje len medzi bodom upevnenia na ložnej ploche a prvým bodom vychýlenia. V miestach vychýlenia sa znižuje v dôsledku trecích strát. Čím viac bodov vychýlenia, tým väčšie sú straty.

Súčet sily predpätia sa preto skladá minimálne z troch častí:

• Časť 1: Bod pripojenia – bod vychýlenia 1
• Časť 2: Bod vychýlenia 1 a 2
• Časť 3: Bod vychýlenia 2 – Bod pripojenia

Výsledok možno vypočítať pomocou koeficientu prenosu/K-faktora. Za predpokladu koeficientu 1,5 by súčet predpínacej sily bol 500 daN * 1,5 = 750 daN.

Počet napínacích remeňov

Koľko upevňovacích popruhov je potrebných na zabezpečenie tohto nákladu? Tu je možné zohľadniť nasledujúce skutočnosti:

800 daN musí byť zaistená, odčítaním trecej sily 450 daN od tejto hodnoty dostaneme rozdiel 350 daN. Túto silu musia zabezpečiť napínacie remene . 350 daN delené / 129 daN = 2,7, čo znamená, že na zaistenie nákladu 1 000 kg za stanovených okrajových podmienok sú potrebné 3 upevňovacie pásy.

Záver je alarmujúci, pretože z 500 daN, čo je samo o sebe veľa, zostáva v skutočnosti veľmi málo. Z toho vyplýva záver, že metóda upevnenia viazacích prostriedkov pomocou trecieho zámku podlieha mnohým obmedzeniam, a preto sa musí používať s maximálnou opatrnosťou.

Všeobecným riešením je kombinácia viazacích popruhov + protišmykových rohoží s µ=0,6.

Rozhodujúcim prvkom je zvýšenie koeficientu trenia.

Trecia sila_FR = 1 000 daN * 0,6 = 600 daN
Predpínacia sila _FSTF = 500 daN * 1,5 * sin35º (0,5735) * 0,6 = 258 daN
Zabezpečovacia sila_FS = 600 daN + 258 daN = 858 daN

Zabezpečovacia rovnováha: skutočná zabezpečovacia sila musí byť rovnaká alebo väčšia ako požadovaná zabezpečovacia sila. 858 daN ≥ 800 daN

V praxi sa často stretávame s presným opakom. Pravdepodobne z dôvodu nedostatočnej znalosti princípu činnosti.

Váš, Sigurd Ehringer