Rakományrögzítők alkalmazásának alapvető ismeretei

Rakományrögzítők alkalmazásának alapvető ismeretei:

A rakományok rögzítésének célja a rakomány járművön történő szállítása közben fellépő erőhatások (rázkódás, gyorsítás, fékezés, kanyarodás) által bekövetkező - balesetveszélyt, illetve a rakomány vagy a szállítójármű sérülését okozó - elmozdulásának, felbillenésének, leesésének megakadályozása. A rakományrögzítő eszközök (műanyagszálas rakományrögzítő hevederek illetve láncos rakományrögzítők) biztonsági berendezésnek minősülnek, melyet a gyártónak, vagy az EU területén lévő megbízottjának CE jelzéssel kell ellátnia. A CE (Conformité Européenne = európai megfelelőség) jelölés tanusítja,hogy a termék megfelel a rá vonatkozó EU-s szabványoknak, előírásoknak. A rakományrögzítőkre vonatkozó előírásokat az alábbi szabványok tartalmazzák:

• MSZ EN 12195-1 : Rakományrögzítő eszközök közúti járműveken. Biztonság. 1.rész: 
                                    - A rögzítőerő számítása
• MSZ EN 12195-2 : Rakományrögzítő eszközök közúti járműveken. Biztonság. 2.rész:
                                    - Mesterséges szálból készült rögzítőheveder
• MSZ EN 12195-3 : Rakományrögzítő eszközök közúti járműveken. Biztonság. 3.rész:
                                    - Rögzítőláncok
• MSZ EN 12195-4 : Rakományrögzítő eszközök közúti járműveken. Biztonság. 4.rész:
                                    - Rögzítő acélsodrony kötelek

Rakományrögzítők alkalmazása:

A rakományok szállítás közbeni biztonságos rögzítésének egyik lehetséges megoldása a rakományrögzítőkkel történő lekötözés (leszorításos kötözés) vagy kikötözés. Alkalmazható más rögzítési módokkal (például a a teher kitámasztásával, illetve a súrlódási tényező növelése speciális alátétekkel) kombinálva is.

A műanyagszálas hevederekkel történő lekötözést, kikötést  elterjedten alkalmazzuk  rakományok biztonságos rögzítésére mind a közúti, mind pedig a vasúti szállításban: a poliészterből készített, szövött hevederek megjelenése, elterjedése tette ezt lehetővé. Ezen rögzítő eszközök rengeteg előnyös tulajdonsággal rendelkeznek a korábban alkalmazott kötözési megoldásokkal (dróttal és acélsodrony kötelekkel) szemben.

Nagy tömegű berendezések (pl. munkagépek, stb.) szállítás közbeni rögzítésére a láncos rakományrögzítők alkalmazása a legelterjedtebb.

A műanyagszálas rakományrögzítők előnyös tulajdonságai:

• A rakomány rögzítése gyorsan, egyszerűen, biztonságosan elvégezhető.
• Rendkívül széles körben, nagyon sokféle rakomány esetén alkalmazható.
• Aktív rakományrögzítés (rugalmassága miatt nagy energiaelnyelő képességgel rendelkezik).
• Széles méret- és teherbírás választékkal rendelkezik.
• Olcsó, így alkalmazásával költségmegtakarítás érhető el.

A műanyagszálas rakományrögzítő heveder legfontosabb jellemzői a kialakításán (hosszúság, szélesség, csatlakozó végződések, racsni megoldása) kívül az alábbiak:

• LC  [N], [daN], [kN], azaz rögzítőképesség (lashing capacity), amely a számításba vehető megengedett legnagyobb húzóerő értéke;
• S_TF [N], [daN], azaz névleges feszítőerő (standard tension force), amely a rakományrögzítő feszítővel történő megfeszítése után a rugalmas anyagú hevederben "maradó" feszítőerő nagysága.
• B_F  [N], [daN], azaz névleges szakítóerő.

A rakományrögzítők jellemző alkalmazási módjai:

Függőleges lekötözésnél (leszorításos kötözés, vagy másnéven súrlódásos rögzítés) célszerű a kötélágakat minél meredekebben (közel függőlegesen) vezetni, hogy az erő függőleges komponense a legnagyobb legyen. Lekötözésnél a rakomány rögzítését a megnövelt súrlódási erő biztosítja.

• Súrlódásos rakományrögzítés alkalmazása esetén a feszítőerő megállapítása és beállítása nagy gondosságot igényel.
• Szállítás közben a feszítőerő megváltozhat, így a szállítás során a feszítőerőt időközönként ellenőrizni, a feszítőket utánhúzni szükséges.
• Olyan rakományrögzítőket kell alkalmazni, amelynél a névleges feszítőerő értéke jelezve van, illetve fel vannak szerelve feszítőerő-jelző berendezéssel.
• Súrlódásos rakományrögzítés esetén mindenképpen célszerű súrlódási tényezőt növelő alátéteket használni, illetve - ha lehetséges - megtámasztással kombináltan alkalmazni.

Figyelem: Kis súrlódási tényező esetén a tisztán súrlódásos rakományrögzítésnél olyan nagy feszítőerők adódhatnak, amelyeket a rakomány esetleg nem képes károsodás nélkül elviselni. Ez esetben válasszunk más rögzítési megoldást (kikötözés, megtámasztás vagy ezek kombinációja, stb.)

Jelmagyarázat:

• F_T:  A kötöző eszköz(ök)ben létrehozott feszítő erő [N]
• F_X:  Fékezéskor (kanyarodáskor) a rakományra ható, vízszintes irányú erőhatások eredője [N] = C_x * G = C_x * m * g
  (azért a fékezéskor fellépő erőhatást vesszük figyelembe, mert közúti szállítójárműveknél a fékezéskor elérhető lassulás lényegesen meghaladja a gyorsításkor fellépő gyorsulás értékét)
• F_F:  Súrlódó erő mely a függőleges rakományerőkből és a feszítőerőből származik [N] = μ_D * (G + F_T) = μ_D *  (m * g + F_T)
• G:   A teher tömegéből adódó tömegerő, "súlyerő" [N] = m * g
• m : A teher tömege [kg]
• μ_D :  A rakomány és a szállítójármű platója közötti ún. dinamikus súrlódási tényező (kb. a μ statikus súrlódási tényező 70%-a)
• g :  a nehézségi gyorsulás értéke: 9,81 [m/s²]
• C_x, C_y, C_z : vízszintes hosszirányú, vízszintes keresztirányú, illetve függőleges irányú, a szállítás módjától függő értékű, az igénybevételek meghatározásához szükséges ún. "gyorsulási együttható" értékek (az MSZ EN 12195-1 szabány melléklete tartalmazza)
   

Annak feltétele, hogy a szállítás során a rakomány ne mozdulhasson el a szállítójárművön, az, hogy az F_F súrlódó erő, amely a függőleges rakományerőkből és a kötöző eszközökben - azok megfeszítésével - létrehozott feszítőerőből származik, minden esetben haladja meg az ábrán F_X-el  jelölt, a szállítás során fellépő dinamikus igénybevételből származó vízszintes irányú rakományerő legnagyobb értékét.

Számítási példa: 1000 kg tömegű acélszerkezetet közúton teherautóval kívánunk szállítani, a kötözés módja tisztán súrlódásos, lekötözés. A jármű fém platóján fa raklapot használunk alátétnek.

• A rakomány tömege: m = 1000 kg
• Súrlódási tényező: μ_D = 0,2
• Gyorsulási együttható: C_x = 0,8

A rakományt érő legnagyobb vízszintes irányú erőhatás: F_X = C_x * m * g = 0,8*1000*9,81 = 7848 N
A rakomány nem mozdul el, ha F_F ≥ F_X  ; másrészt    F_F =  μ_D * (G + F_T)   ebből  F_T  ≥ 29430 N , azaz például az S_TF = 3000 N (300 daN) feszítőerővel jellemezhető rakományrögzítőből legalább 10 db-ra van szükségünk, valamint gondoskodni kell arról, hogy ez a mértékű feszítés a szállítás előtt meg is történjen!  A gyakorlatban (mivel a feszítőerő a szállítás folyamán csökkenhet, illetve a feszítőerőt nem tudjuk pontosan mérni), K=1,5 - 2 szeres biztonsági tényezőt kell alkalmazni. (15 - 20 db rakományrögzítő)

Ha  például μ_D = 0,5 súrlódási tényezővel rendelkező speciális alátétet használunk, úgy F_T  ≥ 5886 N, azaz ugyanabból a típusú rakományrögzítőből már elvileg csak 2 db-ra van szükség. (A gyakorlatban a szükséges biztonsági tényező miatt ez 3-4 db -ot jelent.)

Megjegyzés: a példa szándékosan szélsőséges, de jól mutatja, hogy ennél a kötözési módnál milyen óriási szerepe van a megfelelő súrlódás megteremtésének, illetve ha ez nem lehetséges, akkor más kötözési módot kell választani!

A  ferde kikötésnél a súrlódási erőn kívül az aktív kötélerők (vízszintes komponens) is részt vesznek a rakomány rögzítésében, így elegendő lényegesen kisebb feszítőerőt alkalmazni a megfelelő, elmozdulásmentes rögzítéshez. 

Jelmagyarázat:

• F_R: Egyik oldalon lévő kötöző eszköz(ök)ben létrejövő húzóerő [N]
• α :  A kötöző eszköz és a jármű rakfelülete által bezárt szög 
• F_X:  Fékezéskor (kanyarodáskor) a rakományra ható, vízszintes irányú erőhatások eredője [N] = C_x * G = C_x * m * g
  (azért a fékezéskor fellépő erőhatást vesszük figyelembe, mert közúti szállítójárműveknél a fékezéskor elérhető lassulás lényegesen meghaladja a gyorsításkor fellépő gyorsulás értékét)
• F_F:  Súrlódó erő, mely a függőleges rakományerőkből, és a feszítőerő függőleges komponenséből származik [N] 
• G:   A teher tömegéből adódó tömegerő, "súlyerő" [N] = m*g
• m : A teher tömege [kg]
• μ_D :  A rakomány és a szállítójármű platója közötti ún. dinamikus súrlódási tényező (kb. a μ statikus súrlódási tényező 70%-a)
• g :  a nehézségi gyorsulás értéke: 9,81 [m/s²]
• C_x, C_y, C_z : vízszintes hosszirányú, vízszintes keresztirányú, illetve függőleges irányú, a szállítás módjától függő értékű, az igénybevételek meghatározásához szükséges ún. "gyorsulási együttható" értékek (az MSZ EN 12195-1 szabány melléklete tartalmazza)
   

Az erők egyensúlya hossz (ill. kereszt) irányban elhelyezett rögzítők esetén:

2 * F_Rx,(y) + F_F  = F_x,(y)   ; mert egy-egy oldalon 2-2 db rögzítőt használunk,  azaz
2 * F_R * cosα + μ_D * (C_z * m * g + 2 * F_R*sinα) = m * C_x,(y) * g   ebből átrendezve:
LC ≥ F_R= 0,5 * m * g * (C_x,(y)  - C_z * μ_D) /  (cosα + μ_D * sinα)  képlettel határozható meg a használandó 2 - 2 db műanyagszálas rakományrögzítő mindegyikének  "rögzítő kapacitása".

Számítási példa:  az előbbi 1000 kg tömegű acélszerkezetet közúton teherautóval kívánunk szállítani, a kötözés módja viszont ferde kikötözés, elől-hátul 2-2 db rakrögzítő hevederrel.. A jármű fém platóján most is fa raklapot használunk alátétnek.

• A rakomány tömege: m = 1000 kg
• Súrlódási tényező: μ_D = 0,2
• Vízszintes irányú gyorsulási együttható: C_x = 0,8
• Függőleges irányú gyorsulási együttható: C_z = 1
• A kikötözés szöge: α = 45^o

Az előbbi képlettel a  4 db rakományrögzítő minimális LC kapacitása:

LC ≥ F_R= 0,5 * 1000 * 9,81 * (0,8  - 1 * 0,2) /  (cos 45^o + 0,2 * sin 45^o) =  3465 N, azaz LC = 350daN rögzítési kapacitású eszközökkel már biztonságosan szállítható a fenti teher. A rakományrögzítő hevedereket jelen esetben is a névleges S_TH értékükig kell megfeszíteni.

A fenti példákból is jól látható, hogy amennyiben van lehetőség a szállítandó terhen rögzítási pontot alkalmazni, úgy mindenképpen gazdaságosabb kikötést alkalmazni a tisztán súrlódásos lekötés helyett.

Bővebb információkat, egyéb rakományrögzítési módozatokat az  MSZ EN 12195-1  szabványban találhat.