Устойчивость автоцистерны

Нарушение устойчивости при движении автоцистерны (рис. 11, 12) возможно в поперечном и продольном направлениях, а также на поворотах. Характерными случаями потери устойчивости автоцистерны являются поперечное опрокидывание или скольжение колес автомобиля. Случаи продольного опрокидывания встречаются весьма редко и поэтому не рассматриваются.

Рис. 11. Автопоезд для транспортирования муки и зерна: 1 – седельный тягач;

2 – полуприцеп-цистерна; 3 – резервуар; 4 – площадка с лестницей;

5 – загрузочный люк

Угол устойчивости (рис. 13) определяется по формуле .

Опасность опрокидывания возможна в том случае, когда угол наклона колес становится равным или больше угла устойчивости. Приустойчивость полностью обеспечивается.

Рис. 12. Автопоезд для транспортирования цемента: 1 – распределительная труба; 2 – указатель уровня цемента; 3 – тканевый фильтр I ступени; 4 – мановакуумметр;5 - рукавный фильтр II ступени; 6 – вакуумметр; 7 – масляный фильтр; 8 – ротационный компрессор; 9 – влагомаслоотделителъ

Угол наклона определяется по уравнению.

По существующим нормативам грузовой автомобиль не должен терять боковой устойчивости, если он едет с таким углом, при котором высота линии подъема одной стороны колес относительно линии движения другой будет удовлетворять условиюм.

При повороте на горизонтальном участке возникает опрокидывающий момент .

Рис. 13. Схема для определения угла устойчивости цистерны

Для обеспечения устойчивости автоцистерны при повороте необходимо, чтобы удерживающий момент был больше, которые определяются по уравнениям:

,

,

где – масса автомобиля без груза;– масса технологического оборудования;– масса перевозимого продукта.

Запас устойчивости

.

Опасность опрокидывания возникает при .

В этом случае опасная скорость будет определяться из равенства:

,

где – максимальный радиус поворота автоцистерны, который определяется по внешнему (относительно центра тяжести) переднему колесу автомобиля или тягача по формуле

,

где – максимальный угол поворота передних колес.

Устойчивость груза в кузове автомобиля

Возможность опрокидывания груза оценивается коэффициентом запаса устойчивости:

- вдоль кузова (рис. 14)

;

- поперек кузова (рис. 15)

;

где ,– кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек кузова, мм;– высота центра масс груза над полом кузова или плоскостью подкладок, мм;, – высота соответственно продольного и поперечного упора от пола кузова или плоскости подкладок, мм; – расстояние до линии действия ветровой нагрузкиот пола кузова или плоскости подкладок, мм.

Рис. 14. Расчетная схема крепления груза от опрокидывания вдоль кузова

Если коэффициент запаса устойчивости габаритного груза меньше 1,25, а негабаритного или перевозимого на транспорте 1,5, груз должен быть закреплен от опрокидывания растяжками, подкосами или теми и другими одновременно.

Рис. 15. Расчетная схема крепления груза от опрокидывания поперек кузова

Способы крепления грузов для обеспечения устойчивости

Наиболее распространенным видом крепления грузов является крепление с прижимом. Груз прижимается с силовым замыканием с помощью устройств для крепления к кузову. Благодаря этому увеличивается сцепление и сила трения между грузом и кузовом (грузовой платформой).

Прижим груза осуществляется за счет использования специальных тяжей, проходящих поверх груза и натянутых предварительно с максимальным усилием с помощью натяжных механизмов (например храповых). На рис. 16, а показано крепление груза в деревянной таре с помощью двух предварительно натянутых ремней.

а) б)

Рис. 16. Принципиальная схема принципа действия крепления с прижимом

Величину предварительного натяжения ремней определяют (рис. 16, б):

,

где – эффективное усилие предварительного натяжения;– усилие предварительного натяжения со стороны натяжного устройства;– усилие предварительного натяжения на противоположной стороне груза.

Непосредственное крепление подразделяется на диагональное крепление и наклонное. К непосредственному креплению могут быть отнесены крепления с помощью петель (торцевых и боковых). При непосредственном креплении груз удерживается на своем месте с помощью устройств только тогда, когда он стремиться сдвинуться под действием инерционных сил, возникающих при движении автомобиля.

На рис. 17 показаны примеры наклонного и диагонального крепления.

а) б)

Рис. 17. Виды крепления: а – наклонное; б – диагональное.

При наклонном креплении требуется по крайней мере восемь устройств, при этом по крайней мере два устройства обеспечивают крепление каждой их четырех сторон груза. Наклонное и диагональное крепления различаются количеством используемых устройств для крепления и углом β, по которым последние крепятся.

На практике наклонное крепление применяется редко, но оно предоставляет альтернативу диагональному креплению, если требуемые устройства или точки крепления выбраны (при расчете) слишком слабыми. При диагональном креплении требуются четыре устройства, которые обеспечивает неподвижность каждого из углов груза. Поскольку каждое устройство для крепления груза обеспечивает отсутствие перемещений в двух направлениях, большое значение имеют углы крепления (рис. 18).

Рис. 18. Углы крепления груза.

При диагональном креплении рекомендуются следующие диапазоны углов: α = 20°…65°, β = 10°…50°. Еще одним видом непосредственного крепления является петлевое крепление.

При этом устройства для крепления накладываются в виде петли вокруг груза спереди, сзади или сбоку и фиксируются в точках крепления на автомобиле. Торцевая петля служит как бы в качестве замены торцевой стенки, если груз, например, может перемещаться в продольном направлении по или против направления движения автомобиля (рис. 19).

Рис. 19. Виды наложения торцевых петель: против направления, по направлению и по и против направления движения.

Боковая петля служит в качестве замены боковой стенки, если груз не может быть размещен в кузове без зазора. Боковая петля служит только для бокового крепления груза. Крепление по и против направления движения должны производиться отдельно (рис. 20).

Точки крепления удерживающих груз элементов для автомобилей разной массы (от 3,5 до более 12 т) должны выдерживать предельное растягивающее усилие от 800 кН до 2000 кН. Точки крепления и предельные усилия должны быть промаркированы на автомобиле.

Рис. 20. Комбинация из торцевых ибоковых петель

Задача № 1.

Партия зернового груза массой 10 т имеет относительную влажность W = 13 %. Нормируемая относительная влажность Wн = 14 %. Определить нормируемую массу груза Мн.

Решение. Используем формулу М_н = М_ф · (100 - W_ф) / (100 – W_н), определяем искомую величину:

М_н = 10 ·10³ (100 - 13) / (100 – 14) = 10116 кг.

Задача № 2.

На автомобиле КамАЗ-5320 перевозится партия груза массой 8 т, который имеет относительную влажность 14 %. Определить изменение массы груза при изменении относительной влажности до 25 %.

Решение. По формуле М_н = М_ф · (100 - W_ф) / (100 – W_н) рассчитаем массу груза при относительной влажности 25 %

М_н = 8 ·10³ (100 - 14) / (100 – 25) = 9173,3 кг.

Определяем разницу в массе ΔМ следующим образом

ΔМ = 9173,3 – 8000 = 173,3 кг.