Krovinių tvirtinimas: jėgos, kurias būtina pažaboti

Krovinių judėjimo energija - grėsminga jėga, kurios poveikio galima išvengti tik griežtai laikantis tam tikrų reikalavimų. Deja... Vokietijos Transporto draudimo įstaigų susivienijimo (GDV) duomenimis, kasmet daugiau kaip 2300 sunkvežimių avarijų įvyksta dėl blogo ar nepakankamo krovinių tvirtinimo. Draudikų duomenimis, beveik 70 proc. visų krovininių transporto priemonių, važinėjančių Vokietijos automagistralėmis, būna su blogai arba visiškai nepritvirtintais kroviniais.

Krovinių judėjimo energija – galinga griaunančioji jėga
Pradėkime nuo paprastų dalykų. Mobiliojo ryšio telefono aparatas ar kitas 300 gramų sveriantis parankinis daikčiukas, važiuojant 50 km/h greičiu ir staigiai stabdant, vilkiko kabinoje gali tapti nedideliu taranu, kurio smūgio jėga – beveik 17 kg. Standartinis kelių atlasas - daugiau nei 80 kg smūgio energijos turinčia jėga, kurios pakanka priekiniam stiklui sudaužyti.
 
Tačiau už vairuotojo nugaros – kelios ar keliasdešimt tonų krovinių. Jų kinetinė energija gali veikti trimis kryptimis: stabdant – į priekį, įsibėgėjant – atgal, įveikiant posūkius – į posūkio išorę. Priekinės smūgio jėgos dydis gali pasiekti 0,8 krovinio svorio jėgos, matuojamos dekaniutonais (daN). Jėgos, veikiančios atgal ir į šonus, sudaro apie 0,5 krovinio svorio jėgos – daN.
 
Atsižvelgiant į tai, Vokietijoje parengtas ir nustatytas normatyvas VDI 2700, atitinkantis ES direktyvą EN 12195. Jo reikalavimu, krovinio tvirtinimo jėga, nukreipta transporto priemonės judėjimo kryptimi, turi sudaryti 80 proc. krovinio svorio (masės) jėgos. Į kėbulo galą bei šonus krovinio tvirtinimo jėga šiomis kryptimis turi būti ne mažesnė kaip 50 proc. jo svorio (masės) jėgos.
 
Pagal fizikos dėsnius krovinio kinetinei jėgai priešinasi trinties jėga, kuri labiausiai priklauso nuo krovinio medžiagos, formos, gabaritų ir sąlyčio su platforma. Pasipriešinimo jėga apskaičiuojama pagal trinties koeficientą ir krovinio svorį. Trinties jėgos koeficiento dydis dažniausiai būna tarp 0,01 (krovinys ant šlapių grindų) ir 0,5 (sausa mediena ant sausos medienos grindų). Svorio ir trinties jėgų skirtumas sudaro minimalų tvirtinimo jėgos dydį, užtikrinantį stabilų krovinio laikymąsi.
Pabandykime šias teorines žinias paversti konkrečiu pavyzdžiu. Štai konkretus reikalingos krovinio tvirtinimo jėgos apskaičiavimo pavyzdys.                                                    
    
Betono luitas sveria 14 tonų, jo trinties į medinį atramos paviršių koeficientas – 0,3. Kadangi judančio krovinio svorio (masės) jėga priklauso nuo masės ir pagreičio (transporto priemonės greitėjimo parametrų) sandaugos, šiuo atveju (esant 14 000 kg svoriui ir 10 m/sek. pagreičiui) judančio krovinio svorio jėga bus lygi 140 000 niutonų arba 14 000 dekaniutonų (daN). Judėjimo kryptimi į priekį veikianti jėga apskaičiuojama 14 000 daN padauginus iš poveikio į priekį jėgos koeficiento – 0,8, taigi bus 11 200 daN. Kadangi betono luito trinties koeficientas - 0,3, padauginus jį iš krovinio svorio (masės) jėgos –14 000 daN, gauname, jog trinties jėga sudaro 4 200 daN. Krovinio (masės) jėgos į priekį bei trinties jėgos skirtumas ir bus mums reikalinga krovinio tvirtinimo jėga, užtikrinanti krovinio stabilumą transporto priemonei judant į priekį – 7 000 daN ( 11 200 – 4 200). Kroviniui reikalinga tvirtinimo jėga į šonus ir atgal pagal šį pavyzdį sudarys 2 800 daN (14 000 kg x 0,5 (poveikio jėgos koeficientas) = 7 000 daN – 4 200 daN (trinties jėga).
 
Aplinkybės kartais griauna teorijas
Kaip matome, šios formulės sudaro galimybę tinkamai pasirinkti tvirtinimo diržus, jeigu žinoma jų apkrovos (įtempimo) jėga. Tačiau vairuotojams vis dėlto reikėtų būti atsargiems, kadangi daN duomenys ant krovinių tvirtinimo diržų dažnai tik apytikriai nurodo maksimalią apkrovos (įtempimo) jėgą, veikiant tiesioginiam tempimui. Antra vertus išankstinio įtempimo (tvirtinimo) jėga dar priklauso ir nuo terkšlės svirties ilgio, diržo padėties ir būklės bei nuo panaudotos raumenų jėgos, įtempiant diržą.
 
Tačiau ir tai - tik teorija. Šiek tiek smėlio ar drėgmės ant krovinio platformos grindų ženkliai sumažina trinties koeficientą. Jei diržų įtempimo jėgos nepakaks, krovinys pradės slysti. Užkirsti kelią gresiančiai nelaimei gali tik tinkamai pasirinkta transporto priemonės kėbulo konstrukcija.
 
Šiuo atžvilgiu sunkvežimių kėbulams ir priekaboms taikomi privalomi tarptautiniai konstrukcijos stabilumo reikalavimai. Pagal Europos standartą EN 12642 krovinius gabenančios transporto priemonės, kurių leistinas svoris viršija 3,5 tonos, turi atitikti šiuos kėbulų konstrukcijos apkrovos kontrolinius dydžius:
Priekinė sienelė – 40 proc. transporto priemonės keliamosios galios arba maksimaliai 5 000 daN. Galinė sienelė turi atlaikyti 25 proc. keliamosios galios, šoninės sienos – 30 proc. leidžiamos keliamosios galios. Tai, žinoma, galioja tik furgonams ir bortinėms priekaboms su tentais.
 
Oldenburgo automagistralių policijos generalinio komisaro Alfredo Lampeno nuomone šių reikalavimų vis dėlto nepakanka. Pasak jo, nustatyta, kad ir tarptautines normas atitinkantis kėbulų stabilumas ne visada užtikrina gabenamų krovinių stabilumą. Nepakankamas krovinių tvirtinimas, pirmiausia kėbuluose su užuolaidinio tipo tentais ( Curtainsider), gali sukelti skaudžių padarinių.
 
A. Lampenas stebisi, kad standartas EN 12642 tokio tipo kėbulams nenumato jokių papildomų leistinos šoninės apkrovos reikalavimų. Jo teigimu, tentinių puspriekabių diržai pirmiausia skirti tentui standžiai įtempti. Užuolaidinio tipo puspriekabių su standartiniu kėbulu diržai gali atlaikyti tik apie 400 daN maksimalias apkrovas.
 
Deja, daugelio vežėjų, ekspeditorių ir logistikos specialistų manymu, šoniniai stumdomi tentai suteikia kroviniams pakankamą apsaugą. Tai klaidingas ir labai pavojingas požiūris! Standartinis užuolaidinio tipo tentas apsaugo krovinius tik nuo nepalankių oro sąlygų ir negarantuoja pakankamo krovinių stabilumo. A. Lampeno nuomone, tam, kad kroviniai būtų transportuojami ne tik sausi, bet ir saugiai pasiektų gavėjus, netolimoje ateityje tarptautinis Europos standartas EN 12642 turi būti pakeistas. Atitinkami pasiūlymai jau pateikti Europos Komisijai.
 
Tinka viskas, kas padeda
Daugelis Europos valstybių sunkvežimių ir prikabinamosios technikos kėbulų gamintojų jau reagavo į šias pastabas ir siūlo vežėjams papildomai sustiprintas kėbulų konstrukcijas. Deja, saugesnė technika kainuoja brangiau, tačiau nevertėtų pamiršti straipsnio pradžioje nurodytų skaičių, kiek vien tik Vokietijoje įvyksta avarijų dėl prastai pritvirtinto krovinio. Galima neabejoti, jog kai kuriose kitose šalyse tokių avarijų įvyksta gerokai daugiau.
 
Nerimą kelianti padėtis verčia ieškoti išeities. Inercijos jėgoms tramdyti mokslininkai siūlo pasinaudoti tais pačiais fizikos dėsniais, kurie pažadina iš miego krovinių judėjimo energiją. Pavyzdžiui, šiai grėsmingai jėgai neutralizuoti panaudoti atoveikį. Grėsmę keliančių jėgų galią galima apriboti tvirtinimo diržais, specialiais lizdais, atramomis, pleištais, statramsčiais, spyriais, skėtikliais, tempikliais arba … oru. Pastarąjį variantą siūlo Transporto mokslinio tyrimo instituto Stokholme skyriaus vadovas Rolfas Nordstriomas, kurio vadovaujamas laboratorijos kolektyvas jau sukūrė naują krovinių tvirtinimo metodą vakuumu.
 
Metodo privalumus jau įrodė 17,6 m ilgio 4 ašių puspriekabė, pagaminta Švedijos specialių kėbulų įmonėje. Ši kol kas brangi sistema funkcionuoja paprastai. Pirmiausia krovinys turi absoliučiai lygiai priglusti prie platformos grindų. Jos padengtos 3 mm plieno skarda, o tvirtinimo diržus atstoja mažaslėgis šilko balionas, idealiai apgaubiantis krovinį. Atmosferos slėgis už transporto priemonės tento (išorėje) turi būti didesnis, nei slėgis po tentu. Slėgio skirtumui sudaryti skirtas vakuumo siurblys, kuris įjungiamas uždarius pakrovimo duris. Paprastai krovinys „įsisiurbia“ į pakrovimo platformą, esant 0,2 baro slėgiui. Kol vairuotojas atidaro duris kroviniui iškrauti, siurblio sistema užtikrina, kad slėgio skirtumas po tentu ir išorėje išsilygintų. Tai, be abejonės, kol kas skamba kaip patraukli tolima ateitis, tačiau, pasak šios sistemos ekspertų, tokia sistema jau dabar galėtų funkcionuoti daugelio vilkikų priekabose.
 
Parengė Tomas LABŽENTIS
www.komtrans.lt