Объемно-массовые характеристики грузов и использование грузоподъемности транспортных средств

Потребность в измерении возрастала по мере развития и совершенст­вования автомобильных грузовых перевозок. Чем больше расширялся круг измеряемых физических величин, тем больше становилось единиц измерений. В настоящее время грузы характеризуются линей­ными размерами, массой, объемной массой, плотностью и удельным объемом.

Плотностью вещества называется физическая величина, равная от­ношению массы т - груза к его объему V.

Единицу плотности р_г определяют

где: m- масса однородного груза, кг;

V - объем этого груза, м³.

За единицу плотности груза принят кг/м или т/м.

Относительной плотностью груза называется отношение его плот­ности к плотности «стандартного вещества» при определенных физиче­ских условиях. Таким стандартным веществом является вода при 4 °С и нормальном атмосферном давлении.

Для определения относительной плотности газов в качестве «стан­дартного» вещества принимается сухой воздух при 20 °С и нормальном атмосферном давлении.

Относительная плотность находится по формуле

где: р_г - плотность груза, кг/м;

р⁰_г - плотность стандартного груза, кг/м³.

Относительная плотность - величина безразмерная.

Расчет плотности нефтепродуктов при изменении температуры опре­деляется по формуле

где: р'_н, р°_н - соответственно плотность жидкости при температуре t и t₀;

Δ - средняя температурная поправка, кг/(м³ ° С).

При организации перевозок навалочных и насыпных грузов их плот­ность характеризуется объемной массой.

Под объемной массой груза понимается величина, равная отношению массы груза т к занимаемому объему V

объемная масса насыпного и навалочного груза зависит от его влажно­сти, способа формирования штабеля, сроков и условий хранения и других факторов. Коэффициент, учитывающий уплотнение от статической на­грузки при хранении удобрений: для азотосодержащих удобрений 0,004- 0,021; суперфосфатов 0,002-0,014; калийных удобрений 0,006-0,016.

Удельным объемом груза называется величина, равная отношению объема V груза, к его массе т и определяется

За единицу удельного объема принимается удельный объем такого однородного вещества, 1 кг массы которого занимает объем 1 м³.

Под грузовместимостью автомобиля понимается наи­большее количество грузов, которое может единовременно перевозиться, определяемое его прочностью и размерами кузова. Для грузового авто­мобиля грузовместимость зачастую называют грузоподъемностью. Гру­зоподъемность автомобиля зависит от объемной массы перевозимого груза, внутренних размеров кузова и от особенностей его устройства. По­этому грузовместимость автомобиля оценивается следующими измерителями: грузоподъемностью, удельной объемной грузоподъемностью и коэффициентом грузовместимости.

Полная масса автомобиля складывается из его собственной массы в снаряженном состоянии, массы водителя и грузоподъемности. Грузо­подъемность является фактором определяющим размеры основных узлов и деталей автомобиля, мощность двигателя, размер колес и шин и т. д.

Номинальной принято называть полезную грузоподъемность базовой модели с кузовом бортовая платформа. В начальный период развития ав­томобильного транспорта, когда автомобили предназначались для работы в различных дорожных условиях, заводы изготовители рекомендовали различную грузоподъемность для одной и той же модели. В настоящее время каждая разновидность грузового автомобиля имеет единую вели­чину грузоподъемности.

Удельная объемная грузоподъемность определяется отношением но­минальной грузоподъемности к внутреннему объему кузова.

(3.6)

где q _уд - удельная объемная грузоподъемность, т/м³;

q - номинальная грузоподъемность, т; а - внутренняя ширина кузова, м;

b - внутренняя длина кузова, м;

h - внутренняя высота кузова, м;

h' - расстояние от верхнего края борта платформы до допустимого уровня загрузки груза в кузов, м.

Величина h' учитывает фактически используемый объем кузова. Уровень навалочных грузов должен быть ниже края бортов платформы, чтобы предотвратить их потери при перевозке из-за неровностей дороги, уклонов и т. д. Погрузка штучных грузов может производиться выше уровня бортов платформы.

Показатель удельная объемная грузоподъемность показывает при ка­ких значениях объемной массы груза номинальная грузоподъемность автомобиля будет использоваться полностью, а при каких нет.

Использование грузоподъемности оценивается коэф­фициентом статического использования грузоподъемности

где у_с - коэффициент статического использования грузоподъемности;

q_ф - масса фактически перевозимого груза.

Невозможность использования полного объема кузова может иметь место по следующим причинам:

при перевозке в кузове открытого типа навалочных грузов - зерно, картофель, свекла и т. д.;

недоиспользование верхней части закрытого кузова-фургона из-за трудности загрузки;

из-за отсутствия кратности размеров штучного груза (тары) и разме­ров кузова автомобилей и др. На рис. 3.7 показано использование площа­ди пола кузова при перевозке штучных грузов

Рис. 3.7. Использование площади пола кузова при перевозке штучных грузов, в зависимости от способа укладки: а - мешков и кулей; б - бочек и рулонов; в - ящиков и кип; г - бревен, брусков и дров (черным показана неиспользованная площадь).

Грузовместимость автомобиля или автопоезда при перевозке грузов с различной объемной массой может оцениваться графическим методом. Для этой цели строят график, рис. 3.8, на котором по оси ординат откла­дывают грузоподъемность, а по оси абсцисс - объемную массу груза.

Каждой модели автомо­биля на графике соответст­вует ломаная линия, состоя­щая из наклонного и гори­зонтального участков.

Точки наклонной линии, выходящей из начала систе­мы координат, показывают неполное использование гру­зоподъемности, а горизон­тальный участок - объем­ную массу грузов, при кото­рой полностью используется номинальная грузоподъем­ность.

На рис. 3.9 показана за­висимость изменения удель­ной объемной грузоподъем­ности от номинальной гру­зоподъемности отечествен­ных автомобилей. Из графи­ка видно, что объем кузова многих моделей не отвечает требованиям ГОСТа. Это привело к тому, что на пере­возке многих грузов, осо­бенно сельскохозяйственной продукции, их грузоподъем­ность полностью не исполь­зуется.

Степень возможного использования грузоподъемности автомобиля зависит от соотношения между внутренними геометрическими размера­ми кузова, объемной массы груза и его особенностей, а также конструк­ции кузова

где ή_v - коэффициент использования объема кузова.

Для штучных грузов значение коэффициента использования объема кузова находится в следующих приделах:

ящики, кипы 0,60 - 0,95;

мешки, кули 0,90 - 1,00;

бочки, рулоны 0,40 - 0,70;

бревна, брусья, дрова 0,70 - 1,00.

При возможности использования погрузки груза выше уровня бортов кузова значение коэффициента использования объема кузова может быть больше единицы.

Для повышения использования грузоподъемности автомобиля-самосвала необходимо учитывать, что практически все сыпучие грузы грузятся с «шапкой», т. е. при механизированной погрузке образуется пирамидальное возвышение от бортов к центру кузова (рис. 3.10). Высота «шапки» зависит от угла естественного откоса перевозимого груза.

Возможный объем груза, перевозимый автомобилем-самосвалом

где V_г - объем перевозимого груза, м³;

q - номинальная грузоподъемность автомобиля, т;

р_г - объемная масса груза, т/м³; Ур - рабочий объем кузова, м³;

V_ш - объем «шапки» груза, м³.

Если принять, что в основании пирамиды («шапки») лежит квадрат со стороной, равной внутренней ширине кузова а, то

где S - площадь пола платформы, м²

Учитывая, что величина h' в зависимости от вида груза и дорожных условий принимается в пределах 0,05-0,15 м, то рабочий объем кузова будет определяться

Расчеты показывают, что для грузов, у которых естественный откос равен 30°, фактический объем груза может быть больше геометрического объема кузова на 20-25 %.

В табл. 3.4 и табл. 3.5 представлены соответственно углы естествен­ного откоса насыпных и навалочных строительных грузов и коэффициен­ты грузовместимости базовых отечественных автомобилей при перевозке некоторых навалочных и насыпных грузов.

Углы естественного откоса насыпных и навалочных строительных грузов

Таблица 3.4

Наименование груза	При движении автомобиля	В состоянии покоя
Булыжник	-
Грунт глинистый:
сухой	-	40-45
влажный	-
мокрый	-	15-20
Гравий
Земля:
сухая	-
влажная	-
мокрая	-
Известь гашеная	-
Песок
Цемент	-
Шлак
Щебень

Коэффициенты грузовместимости базовых отечественных автомобилей при перевозке некоторых навалочных и насыпных грузов

Таблица 3.5

Наименование груза	Объемная масса, т/м^3	Расстояние уровня груза от верхнего борта, мм	Коэффициенты грузовместимости
ГАЗ-52-ОЗ	ГАЗ-5ЭА	ЗИЛ-130	КамАЗ- 5320
Арбузы	0,60		0,98	0,83	0,71	0,48
Гравий, щебень	1,60		2,87	2,20	1,89	1,60
Дрова лиственных пород	0,55		0,95	0,76	0,65	0,55
Земля сухая	1,20		2,15	1,65	1,41	1,20
Земля влажная	1,70		3,04	2,70	2,04	1,70
Картофель	0,70	-50	1,17	0,90	0,78	0,65
Капуста свежая	0,24		0,44	0,33	0,28	0,24
Комбикорма	0,45	-50	0,75	0,58	0,50	0,42
Огурцы	0,40	-50	0,72	0,51	0,44	0,37
Пшеница	0,76	-50	1,27	0,98	0,84	0,71
Свекла	0,65	-50	1,08	0,83	0,72	0,60
Силос	0,80		1,43	1,10	0,94	0,80

Дата добавления: 2015-08-09