Priekabų apkrovų skaičiavimas ir vertinimas

Priekabų reakcijos yra esminė dalis projektuojant ir užtikrinant priekabų saugumą bei funkcionalumą. Šiame straipsnyje bus gilinamasi į šiuos skaičiavimus, remiantis pateikta medžiaga, ir aptariama jų reikšmė.

Konstrukcijų skaičiavimo principai

Pastatų ir jų konstrukcijų elementų skaičiavimo tikslas - nustatyti vidines įrąžas, sukeliamas išorinių apkrovų ir poveikių, bei pasirinkti skerspjūvį, t. y. nustatyti elementų skerspjūvių matmenis, armatūros kiekį (gelžbetoniniams elementams) ir kitus dydžius, reikalingus konstrukcijų darbo brėžiniams sudaryti. Konstrukcijų įrąžos nustatomos pagal statybinės mechanikos dėsnius. Elementų skerspjūviai pasirenkami (tikrinami) remiantis atitinkamų konstrukcijų projektavimo normomis ir taisyklėmis, tokiomis kaip CHhII 11-23-81 (plieninėms konstrukcijoms), CHmII 11-24-74 (aliumininėms konstrukcijoms), CHmII 11-21-75 (betoninėms ir gelžbetoninėms konstrukcijoms), CHmIT II-B.2-71 (mūrinėms konstrukcijoms) ir CHhII 11-25-82 (medinėms konstrukcijoms).

Skaičiavimo tvarka

Skaičiavimo tvarka paprastai tokia:

1. Pasirenkama pastatų konstrukcinė schema, po to skaičiuojamoji schema, kurioje nurodomi konstrukciniai elementai (sijos, kolonos, santvaros, pertvaros) ir šių elementų sandūros bei atramos.
2. Paskui nustatomos apkrovos ir poveikiai, apskaičiuojamos įrąžos ir pasirenkami elementų skerspjūviai.
3. Patikrinus pasirinktų konstrukcijų stiprumą, pastovumą ir standumą, konstruojamos atramos ir sandūros taip, kad jų darbas atitiktų pasirinktą skaičiuojamąją schemą.

Ribinių būvių metodas

Šiuo metu Europos Sąjungoje konstrukcijos ir pagrindai skaičiuojami ribinių būvių metodu. Šis metodas sukurtas remiantis A. Loleito, A. Gvozdevo, V. Murašiovo, P. Pasternako, K. Sachnovskio, V. Vlasovo ir kitų mokslininkų darbais, o didelis indėlis, kuriant šį metodą, priklauso N. Streleckiui. Ribiniu vadinamas toks konstrukcijos būvis, kai jos negalima toliau statyti ar eksploatuoti, nes ji praranda būtinąsias savybes. Ribiniai būviai skiriami į dvi grupes (pagal CHhI~I II-A.10-71 bei CT C3B 384-76):

• Pirmosios grupės ribiniais būviais apibūdinama konstrukcijų laikomoji galia arba konstrukcijos netinkamumas eksploatuoti. Patenkinus šios grupės ribinių būvių reikalavimus, konstrukcija apsaugoma, kad forma ar padėtis būtų pastovi, kad staiga (trapiai) ar kitaip nesuirtų, kad nesuirtų dėl vienalaikio išorinių jėgų ir nepalankaus aplinkos veikimo, kad nepasireikštų takumas.
• Antrosios grupės ribiniais būviais apibūdinama, ar konstrukcija tinkama normaliai eksploatuoti. Patenkinus šios grupės ribinių būvių reikalavimus, konstrukcija apsaugoma, kad nebūtų per didelių poslinkių (įlinkių, posūkių), svyravimų, plyšių ir kt., kurie trukdytų normaliai eksploatuoti konstrukciją arba dėl to ji būtų eksploatuojama trumpiau.

Apskaičiuojant konstrukcijas ribinių būvių metodu, reikalaujama, kad tiek eksploatuojant, tiek ir prieš tai (gaminant, transportuojant, montuojant) konstrukcijos būvis nebūtų ribinis. Skaičiuojant konstrukciją, svarbu, kad apkrovų, įrąžų, įtempimų, deformacijų, poslinkių, plyšių pločio ir kt. reikšmės būtų ne didesnės už ribines reikšmes, numatytas projektavimo normose.

Pagal pirmosios grupės ribinius būvius skaičiuojamos konstrukcijos stiprumo sąlyga tokia: išorinių apkrovų ir kitokių poveikių sukelta didžiausia elemento įrąža Sd turi būti ne didesnė už mažiausią jo laikomąją galią (ribinę įrąžą).

Priekabų klasifikacija ir techniniai reikalavimai

Priekabos ir puspriekabės priskiriamos „O“ kategorijos transporto priemonėms ir yra klasifikuojamos pagal jų bendrąją masę. Literatūroje galima rasti jų suskirstymą pagal paskirtį (transporto priemonėms transportuoti, statybinėms medžiagoms, universalios ir t.t.), pagal konstrukcijos ypatumus (ašių skaičių, pakabos tipą, stabdžių konstrukciją ir t.t.).

Priekabų kategorijos pagal masę

• O1 - priekabos (puspriekabė), kurių bendroji (leidžiama maksimali) masė ne didesnė kaip 0,75 t. Tai dažniausiai lengvojo automobilio priekabos, naudojamos buitiniais ar laisvalaikio tikslais.
• O2 - priekabos (puspriekabės), kurių bendroji (leidžiama maksimali) masė ne mažesnė kaip 0,75 t, tačiau ne didesnė kaip 3,5 t. Tai dažniausiai įvairios paskirties puspriekabės bei priekabos, skirtos kroviniams ir lengviesiems automobiliams. Šiai kategorijai taikomi ir kitokie techniniai reikalavimai, pavyzdžiui, joms būtini stabdžiai. Techninė apžiūra atliekama po 3 metų nuo pirmosios registracijos, o po to kas 24 mėnesius. Šios kategorijos priekabos dažniausiai naudojamos lengvųjų automobilių pervežimui, katerių bei smulkios statybinės technikos transportavimui.
• O3 - priekabos (puspriekabės), kurių bendroji (leidžiama maksimali) masė didesnė kaip 3,5 t, tačiau ne didesnė kaip 10,0 t. Tai kroviniams automobiliams ar traktoriams skirta priekaba (puspriekabė). Šiai kategorijai techninė apžiūra privaloma po 12 mėnesių nuo pirmosios registracijos, o vėliau kasmet.
• O4 - priekabos (puspriekabės), kurių bendroji (leidžiama maksimali) masė didesnė kaip 10 t. Tai dažniausiai balniniams vilkikams skirtos puspriekabės. Joms, kaip ir O3 kategorijos puspriekabėms, techninė apžiūra yra atliekama po metų nuo pirmos registracijos, vėliau, kas 12 mėnesių.

Techniniai reikalavimai priekabos konstrukcijai

Priekabos konstrukcija turi atitikti daugybę techninių reikalavimų, užtikrinančių jos saugų naudojimą. Svarbiausi iš jų yra:

• Priekaba turi būti vienašė (leidžiamos sudvejintos ašys, jeigu atstumas tarp jų ne didesnis kaip 1 m).
• Turi būti įrengti apsauginiai lynai (grandinės), neleidžiantys grąžului pasiekti kelią sukabintuvui atsikabinus nuo vilkiko.
• Priekabos konstrukcija turi užtikrinti apkrovą į sukabintuvą ne mažesnę kaip 25 kg ir ne didesnę kaip 75 kg (pakrautai priekabai). Priekaboms, kurių nuosava masė mažesnė nei 250 kg, tuščios priekabos statinė apkrova į sukabintuvą turi būti ne mažesnė kaip 10 % nuosavos masės (tam priekabos ašies centras turėtų būti patrauktas nuo kėbulo vidurio atgal apie 10-20 cm).
• Sukabintuvo sferos centro aukštis nuo kelio paviršiaus, kai priekaba pakrauta ir jos grindys yra horizontalioje padėtyje, turi būti 430±35 mm.
• Rekomenduojama įrengti domkrato tvirtinimo arba fiksavimo lizdus abiejose pusėse.
• Priekabos ir vilkiko elektros sistemų sujungimui naudoti 12 N tipo (7 gnybtų) šakutę, atitinkančią ISO 1724 reikalavimus.
• Turi būti naudojamas sertifikuotas B 50 X klasės rutulinis sukabintuvas, atitinkantis priekabos charakteristikas (S turi būti ne mažiau kaip 75 mm).
• Turi būti naudojami kelių transporto priemonėms skirti ratai ir padangos, atitinkantys priekabos charakteristikas. Rekomenduojama naudoti tuos pačius ratus ir padangas, kaip numatyto pagrindinio vilkiko.
• Ratų gaubtai ir purvasaugiai turi dengti visą ratą žiūrint iš viršaus, o purvasaugio apatinis kraštas turi būti ne aukščiau kaip 200 mm nuo kelio paviršiaus.
• Taip pat svarbu turėti brėžinius su skerspjūvių matmenimis ir nurodytomis detalių medžiagomis, ašies ir ašigalių brėžinius su matmenimis, bei, jei reikalinga, atsarginį ratą.

Stipruminiai priekabos skaičiavimai

Stipruminiai skaičiavimai yra būtini siekiant užtikrinti priekabos konstrukcijos atsparumą apkrovoms. Jie apima:

Rėmo skaičiavimas

Priekabos nešančioji konstrukcija projektuojama iš dviejų stačiakampių plieninių profilių. Prie šių profilių montuojamos (virinamos) kitos konstrukcijos.

Ritės transportavimo ašies skaičiavimas

Skaičiuojamas atstumas tarp priekabos svorio centro ir rato su kelio danga, atsižvelgiant į priekabos masę ir krovinį. Parenkamas atstumas, užtikrinantis tinkamą apkrovą į sukabintuvą.

Priekabos sunkio jėga su kroviniu priimama, kad priekabos masė sudaro 33 proc. nuo krovinio masės. Minimalus atstumas tarp priekabos svorio centro bei rato su kelio danga vieta yra 288 mm. Parenkamas atstumas, kuris užtikrina, kad gauta apkrova yra rekomenduotinose ribose (25kg < apkrova < 75kg).

Grąžulo stiprumo patikrinimas

Apskaičiuojamas dinaminis apkrovos koeficientas, kuris įvertina statinės jėgos padidėjimą važiuojant priekabai, kai pakaba yra linginė. Nustatomas maksimalus grąžulo lenkimo momentas ir parenkama tinkama konstrukcija, kurios minimalus atsparumo momentas atitinka reikalavimus. Pavyzdžiui, parenkama kvadratinė vamzdinė sija „50x50x3“, kurios atsparumo momentas yra 26,04 cm³. Grąžulo sija turi būti suprojektuota iš konstrukcijos, kurios minimalus atsparumo momentas yra ne mažesnis kaip 7,65 cm³.

Pakabos ir kitų komponentų parinkimas

Priekabai projektuojama linginė pakaba, kuri montuojama ant stačiakampės vamzdinės ašies (profilis 50mm x 50mm). Skaičiuojami bei parenkami pagrindiniai pakabos parametrai. Taip pat parenkami svarbiausi standartiniai gaminiai priekabai, tokie kaip:

• Sukabintuvas: parenkamas pagal sujungimo profilį (stačiakampis 50 x 50) bei maksimalią apkrovą. Pavyzdžiui, „Knott K7,5“ sukabintuvas.
• Ratai: parenkami pagal maksimalią apkrovą (vienam ratui nagrinėjamu atveju tenka apie 135 kg svorio) bei reikalingus geometrinius parametrus. Rato išorinis spindulys turi būti kuo mažesnis, tam, kad priekaba būtų stabilesnė posūkyje ir nepavirstų. Pavyzdžiui, parenkami ratai „5.00 - 8 6PR“, kurių leistina apkrova važiuojant 120 km/h greičiu yra 335 kg.
• Sparnai: parenkami atsižvelgiant į parinktų ratų geometrinius parametrus bei pakabos pozicionavimą rėmo atžvilgiu. Pavyzdžiui, sparnai „Alko“ detalės numeris „1 257 130“.

Suprojektuota universali priekaba, skirta transportuoti motociklams iki 200 kg, yra priskiriama O1 priekabų klasei (iki 750 kg bendros masės). Priekabos savikaina, nevertinant darbo, transporto, energijos, projektavimo kaštų, vertinant tik reikalingas medžiagas bei detales, yra 607,83 EUR su PVM. Tokio tipo jau pagamintos priekabos, priklausomai nuo modifikacijos bei leistino gabenamo svorio, yra parduodamos nuo 400 iki 1000 EUR.

Atraminių reakcijų skaičiavimas

Atraminių reakcijų skaičiavimas yra vienas iš pagrindinių statybinės mechanikos uždavinių. Jis atliekamas siekiant nustatyti jėgas, kurias atramos veikia konstrukciją, palaikydamos ją pusiausvyroje.

Skaičiavimo metodai ir programinė įranga

Šiam tikslui naudojami įvairūs skaičiavimo metodai ir programinė įranga:

• Skaičiavimas su STAAD programine įranga.
• Santvaros diskretinio modelio sudarymas ir pusiausvyros lygčių užrašymas (AN = F).
• Įrąžų influentinės matricos A^-1 gavimas ir įrąžų skaičiavimas pagal formulę N = A^-1 * F.
• Programinio paketo MATLAB naudojimas koeficientų surašymui į matricą A, ašinių jėgų vektoriui N ir išorinės apkrovos vektoriui F sudarymui.

Standartiškai atliekamas rėmo tipo ir formos nustatymas, geometrijos apibrėžimas, apkrovų nustatymas, atraminių laikiklių nustatymas, ašinės jėgos, skersinių jėgų ir lenkimo momento diagramų braižymas.

Pavyzdžiui, apskaičiuojant standžiai įtvirtinto gembinio rėmo atramines reakcijas (RAx, RAy, MA), svarbu atlikti statinės pusiausvyros sąlygų patikrinimą. Tai apima jėgų skaidymą į projekcijas, skaičiuojamosios schemos braižymą ir pusiausvyros lygčių sudarymą.

Priekabų padangų ir ratlankių parinkimas

Norint rasti tinkamą padangą ar atsarginį ratą priekabai, bagažo vežimėliui, valties priekabai ar sulankstomam vežimėliui, svarbu žinoti ratlankio dydį ir kitus parametrus.

Ratlankio dydis ir iškilimas (ET)

Ratlankio dydis matuojamas coliais. Pavyzdžiui, 6x14 ratlankis yra 6 colių pločio ir 14 colių skersmens. Ratlankio plotis matuojamas nuo ratlankio krašto vidinės pusės. Norint gauti tikrąjį plotį, prie abiejų pusių reikia pridėti pusę colio. ET arba ratlankio iškilimas, dar vadinamas poslinkiu, lemia, kiek ratlankis patenka į rato arką arba išsikiša į išorę. ET 38 reiškia, kad tvirtinimo taškas (flanšas, pro kurį išsikiša rato varžtas) yra 38 mm atstumu nuo ratlankio centro išorės. Jei ratlankis išsikiša per toli, reikia sumontuoti ratlankį su didesniu ET.

Ratų bazė

Ratų bazė nurodo surinkimą ir apibrėžiama dviem skaitmenimis: varžtų skylių skaičiumi ir įsivaizduojamo apskritimo, kurį galima nubrėžti per varžtų skylių centrą, skersmeniu. Pavyzdžiui, 4x100 ratų bazė reiškia, kad ratlankis turi 4 varžtų skylutes, kurių žingsnio apskritimas yra 100 mm. Ratlankius su 4 varžtų skylėmis žingsnio apskritimą išmatuoti paprasta, nes varžtų skylės yra statmenos viena kitai. Išmatuoti sunkiau ratlankiams su 5 varžtų skylutėmis.

Apkrovos indeksas (LI) ir greičio kodas (T)

• AD reiškia įstrižainę.
• Apkrovos indeksas (LI) nurodo svorį, kurį gali atlaikyti padanga.
• Greičio kodas (T) nurodo didžiausią leistiną greitį.

Transporto priemonių ašių apkrovos skaičiavimas naudojant svarstykles

Svėrimo prietaisas skirtas apskaičiuoti automobilio, priekabos ar sunkvežimio ratų apkrovoms. Prietaisą sudaro dvi nešiojamos svėrimo plokštės (po kiekvieną plokštę kiekvienam ratui), du rankiniai ekranai, veikiantys baterijomis. Kalibruotas matavimo diapazonas yra iki 8 tonų (1 plokštė), apkrova iki 10 tonų, matavimo tikslumas ± 2%. Kiekvienoje svėrimo plokštėje yra keturi apkrovos elementai. Svarstyklės gali būti naudojamos ant lygiagretaus ir kieto paviršiaus.

Pavyzdžiui, pasvėrus Mercedes-Benz sunkvežimį su mobiliomis svarstyklėmis buvo gauti duomenys, jog galinio tilto apkrova 3912 kg, o priekinio tilto 7617 kg. Nuo priekinės ašies svorio centras yra nutolęs 1949 mm, nuo galinės ašies 2101 mm. Krovinio svorio centras yra arčiau priekinės ašies. Pamatavus svorio centro aukštį, posūkio spindulį bei kelio posvyrio kampą, galima daryti išvadą: nepakrauto transporto priemonės svorio centras yra 1150 mm aukštyje, važiuojant 43 m su 2 laipsnių posvyrio kampu kelyje, saugus greitis yra važiuojant 74,88 km/h greičiu.

Priekabų tipai ir europalečių talpa

Toliau pateikiami įvairių priekabų tipų vidiniai matmenys ir europalečių talpa, kurie gali padėti pasirinkti tinkamiausią priekabą jūsų poreikiams:

tags: #apkrovu #vertinimas #priekaba #skaiciavimas