Материал: 2318

Грузоведение : учебник

Центр тяжести тела не всегда может находиться внутри самого тела. Так, например, ЦТ бумеранга находится где-то посередине между оконечностей бумеранга, но вне самого тела бумеранга. Для крепления грузов положение центра тяжести очень важно. Именно в эту точку приложены силы тяжести и инерционные силы, действующие на груз в процессе движения (рис. 4.12).

Чем выше находится центр тяжести грузовой единицы, тем более оно склонно к опрокидыванию.

а б

Рис. 4.12. Направление векторов силы тяжести:

а– направления вектора силы тяжести;

б– разложение силы тяжести на два вектора при наклоне

Устойчивость грузовых единиц зависит в первую очередь от положения центра тяжести и конфигурации основания. Центр тяжести является точкой приложения гравитационных сил. Вектор силы тяжести направлен вертикально вниз. При отклонении от вертикального положения вектор силы тяжести можно разложить на два вектора: один направлен в сторону основания, другой – к наклону, по линии действия смещающей силы (рис. 4.12). Оба вектора приложены в ЦТ.

Инерционные силы, возникающие в результате изменения скорости или направления движения, также приложены в ЦТ. В результате их воздействия грузовая единица может сместиться или опрокинуться

(рис. 4.13).

~ 150 ~

Глава 4. Обеспечение сохранности грузов

Рис. 4.13. Действие сил инерции и опрокидывание груза

Когда груз наклоняется вокруг его кромки опрокидывания, его ЦТ приподнимается. До тех пор, пока ЦТ остается в пределах кромки опрокидывания, грузовая единица будет стремиться вернуться в свое первоначальное положение, как только воздействие внешней силы прекратится. Однако после прохождения ЦТ за пределы кромки после прекращения воздействия внешней инерционной силы грузовая единица опрокинется.

Для того чтобы понять, имеется ли риск опрокидывания грузовой единицы вперед или вбок, необходимо знать высоту положения ЦТ – d, а также отстояние центра тяжести от плоскости опрокидывания – b. При однородной по составу массе и правильной форме грузовой единицы ЦТ находится в геометрическом центре грузовой единицы и высота ЦТ d равна половине высоты грузовой единицы H, b равна половине ширины или длины грузовой единицы B и L (рис. 4.14).

Грузовая единица может быть склонной к опрокидыванию при действии продольной инерционной силы с коэффициентом ускорения 1,0g и оставаться устойчивой при действии поперечной инерционной силы с коэффициентом ускорения 0,5g. Графически это представлено на рис. 4.14.

~ 151 ~

Грузоведение : учебник

Рис. 4.14. Склонность к опрокидыванию при действии инерционных сил

сразным коэффициентом ускорения:

а– опрокидываемое положение;

б– устойчивое положение

При действии инерционной силы с коэффициентом ускорения 1,0g появится опрокидывающая равнодействующая сила и данная грузовая единица опрокинется вокруг оси опрокидывания. При действии боковой инерционной силы с коэффициентом ускорения 0,5g данная грузовая единица останется в устойчивом положении. Математически условие равновесия выглядит следующим образом:

h/d =Fg/Fm,

т. е. при

– h/d = 1,0 имеется опасность опрокидывания вперед при торможе-

нии;

– h/d = 0,5 имеется опасность опрокидывания в сторону при пово-

роте.

Знание положения ЦТ очень важно, и поэтому ГОСТ 14192-96 «Маркировка грузов» обязывает грузоотправителя наносить место ЦТ, если знак не совпадает с геометрическим центром тяжести (рис. 4.15).

~ 152 ~

Глава 4. Обеспечение сохранности грузов

Рис. 4.15. Нанесение манипуляционного знака «Центр тяжести»

Смещение ЦТ от геометрического центра всегда опасно, грузовые единицы со смещенным ЦТ требуют дополнительного внимания

(рис. 4.16).

Грузовые единицы со смещающимся центром тяжести. Чаще всего это грузы, установленные на поддоны и укрупненные грузовые единицы. Под воздействием инерционных сил происходит деформация грузовых единиц, смещение одних частей грузового места относительно других.

Подготовка груза к транспортированию – это зона ответственности грузоотправителя, однако перевозчик, попавший в ДТП по этой причине, часто не может доказать, что поводом ДТП явилось неподготовленность груза к транспортированию.

Примером смещающегося ЦТ является груз «алюминий в рулонах», установленный на деревянные салазки. Недостаточно закрепленный передний упорный брус салазок позволяет рулону сместиться на салазках вперед, увеличивая плечо опрокидывающего момента AB (см. рис. 4.14, а). В результате смещение ЦТ неопрокидываемого рулона на салазках вперед приводит к опрокидыванию грузовой единицы вокруг оси опрокидывания А (см. рис. 4.14, а).

Экономия на упаковке может увеличить опасность опрокидывания. Так, устанавка станка на подкладочные брусья, длина которых меньше ширины станка, уменьшает минимальную опрокидывающую силу. Более того, если прочность брусьев недостаточна, они могут разломиться в точ-

~ 153 ~

Грузоведение : учебник

ках крепления, что способствует еще большему уменьшению ширины грузовой единицы.

Рис. 4.16. Пример опрокидывания груза со смещенным центром тяжести

Эффект укладки. Плотная укладка одинаковых грузовых единиц вплотную одна за другой значительно уменьшает опасность опрокидывания с увеличением количества грузовых единиц. Результаты проведенного испытания с деревянной моделью размерами L = 69 мм, H = 103 мм были следующими (рис. 4.17).

Недостаточно закрепленный передний опорный брус поддона позволяет рулону сместиться вперед, увеличивая плечо опрокидывающего момента (рис. 4.18).

Таким образом, единичная грузовая единица опрокидывается при угле наклона 33,5 градуса, однако две, три, четыре грузовых единицы, плотно уложенные друг к другу, опрокидываются при углах 39, 52 и 67 градусов соответственно. Этот так называемый эффект укладки зави-

~ 154 ~