В предыдущей статье цикла мы немного вспомнили школьную физику и научились рассчитывать силы инерции. Теперь посмотрим, как с ними бороться.
Прежде всего: почему груз стоит на месте, что его удерживает? Всё очень просто: между грузом и полом кузова существует сила трения. Именно она препятствует нам, если мы вдруг задумаем сдвинуть груз с места.
Вообще сила трения — этакий «мистер Нет»: она всегда направлена в сторону, противоположную силе воздействия. Даже если оно увеличивается, до определенного момента трение неплохо удерживает груз на месте.
Как рассчитать силу трения, если известны вес и характер груза? Очень просто. Уже довольно давно для многих пар материалов экспериментально установлен коэффициент трения покоя. А значит, значение силы трения можно вычислить по формуле, которую мы рассмотрели в предыдущей статье:
Fтр = µ*N,
где N — сила реакции опоры, в нашем случае равная весу груза Fg, а µ — коэффициент трения. Вот таблица, которой можно пользоваться при расчёте силы трения:
Если вы не нашли в таблице нужную пару материалов, всегда можно хотя бы приблизительно оценить коэффициент, используя похожую пару. Или даже просто из жизненного опыта: например, резина явно плохо скользит по любому материалу, а металл по металлу — наоборот, хорошо.
Один из европейских стандартов рекомендует использовать при расчёте коэффициент трения покоя. Другой — трения скольжения: считают, что вибрация груза при движении снижает сцепление с полом. Справедливо! Соотносятся коэффициенты примерно так:
µD = µ*0,7
Поэтому давайте будем пользоваться более жёстким требованием и применять коэффициент трения не покоя, а скольжения. Следовательно, вот наша окончательная формула:
Fтр = 0,7*µ*Fg
Например, вы перевозите в кузове с деревянным покрытием железобетонную плиту массой 1,5 тонны. Максимальная сила инерции в продольном направлении (вспоминайте предыдущую статью) равна 1 500 даН, а сила трения
Fтр = 0,7*0,55*1500 даН = 577,5 даН
Сила трения удержит груз на месте лишь до тех пор, пока сила инерции не превысит эти самые 577,5 даН. А она превысит их запросто!
Совершенно очевидно, что для безопасной перевозки одной лишь силы трения недостаточно, рассматривать её как единственный способ противодействия инерции нельзя. Нужны дополнительные средства крепления.
Конечно, можно вести груз очень осторожно и медленно. Но любое сколько-нибудь серьёзное торможение приведёт к его смещению с печальными последствиями. Поэтому, как говорил известный киногерой, «Шурик, это же не наш метод!»
Но тем не менее легко прийти к выводу: если увеличить силу сцепления груза с кузовом, можно значительно обезопасить перевозку. Чтобы усилить трение между грузовой площадкой и грузом, а также между грузовыми ярусами, нужно использовать специальные коврики противоскольжения из резины или синтетических материалов. У таких ковриков высокий коэффициент трения — до 0,8, поэтому они заметно препятствуют смещению груза.
Вот мы и озвучили одну из мер повышения безопасности перевозок: использование ковриков противоскольжения. Выглядят они вот так:
Чем хороши коврики противоскольжения? Тем, что они сильно уменьшают необходимое количество других средств крепления. Например, нужно меньше стяжных ремней. А значит, вы затратите меньше времени и усилий на погрузку.
Коврики противоскольжения можно использовать при любом типе нагрузки и для различных видов груза: поддонов, ящиков, труб, металлических катанок, бумажных рулонов.
Я обещал вам вспомнить о трении качения. Казалось бы, откуда оно возьмётся в кузове грузовика? Запросто. Например, по полу кузова рассыпаны какие-то гранулы, мелкие камешки или просто щепки. В этом случае можно говорить о трении качения. А коэффициент такого трения пренебрежимо мал! Поэтому ещё одно важное средство безопасной перевозки выглядит так:
Хорошо, мы пришли к выводу, что для безопасной перевозки одного только трения недостаточно. Нужна ещё какая-то дополнительная сила крепления или блокировки. Давайте назовем ее Fбл. Тогда становится очевидным, что в сумме силы трения и блокировки должны превысить силу инерции:
Fx,y < Fтр + Fбл
Вот это и есть формула безопасной перевозки. Посмотрите на неё внимательно и запомните её, она простая. Если сила инерции меньше суммы сил трения и блокировки, то ваш груз никуда не сместится и успешно приедет к месту назначения.
Что это за сила блокировки такая, какими средствами её добиться и как рассчитать — об этом пойдёт речь в следующих статьях цикла.
