Návrh nosiča vymeniteĺných nadstavieb

Príspevok popisuje návrh nového technického riešenia nadstavby na nákladné vozidlá, na prívesy alebo návesy pre trojstranné sklápanie jednoramenných nakladačov (resp. naťahovákov) kontajnerov, tzv. nosič vymeniteĺných nadstavieb NVN – S3.

Zariadenie NVN – S3 kombinuje funkciu trojstranných sklápačov a jednoramenných naťahovákov. Pomocou NVN – S3 je možné na nákladné vozidlá, na prívesy alebo návesy natiahnuť, zosunúť a vyklápať kontajnery do troch strán. Toto riešenie zefektívňuje využitie jedného typu nákladného automobilu, prívesu alebo návesu pre viacero funkcií a tým umožňuje úsporu nákladov a času.

Úvod

Jednoramenné naťahováky kontajnerov sú v súčasnosti konštrukčne riešené tak, že po ich nasadení na chassi nákladného vozidla je možné na vozidlo kontajner naťahovať, zosúvať a vyklápať dozadu. Bočné vyklápanie kontajnerov nie je pomocou jednoramenných naťahovákov možné. Konštrukcia jednoramenných naťahovákov to nedovoľuje. Pre potreby bočného vyklápania kontajnerov sa v súčasnosti používajú samostatné vozidlá ako trojstranné sklápače, kde je kontajner pomocou podkorbovej hydrauliky vyklápaný do troch strán.

V súvislosti s možnosťou bočného vyklápania bol navrhnutý nosič vymeniteľných nadstavieb NVN – S3, ktorý umožňuje skombinovať funkcie jednoramenných naťahovákov a trojstranných sklápačov na jedno nákladné vozidlo, príves alebo náves. Okrem transportu kontajnerov, ich natiahnutie na vozidlo a zosunutie z vozidla, NVN – S3 umožňuje aj ich vyklápanie do troch strán.

Návrh konštrukčného riešenia

Po konštrukčnej stránke je nadstavba na nákladné vozidlá NVN – S3 riešená vo forme samostatného spojitého rámu [1] s komponentmi aplikovanými na doplnkové zariadenia vo forme jednoramenných naťahovákov. Nákladné vozidlo, príves alebo náves s nosičom vymeniteľných nadstavieb NVN – S3 a naťahovákom je potom možné použiť ako trojstranný sklápač. Na rám NVN – S3 je tiež možné umiestniť hydraulickú ruku. V kombinácii s hydraulickou rukou, naťahovákom a nosičom vymeniteľných nadstavieb sa nákladné vozidlo stáva univerzálnejším, so širším rozsahom jeho využitia. Využitím NVN – S3 je možné znížiť globálne náklady a čas.

Konštrukcia NVN – S3 je riešená ako systém zložený z nosných konzol spojených pomocou nosníkov a priečnikov do uzavretého rámu. Prvky rámu sú kombinované z profilov otvoreného a uzavretého prierezu. Otvorené profily sú podľa potreby vystužené. V súvislosti s hmotnosťou a spôsobom zaťaženia prvkov konštrukcie je možné niektoré prvky odľahčiť napr. odvŕtaním.

Z praktického hľadiska je možné rám NVN – S3 rozdeliť na prednú, strednú a zadnú časť, medzi ktorými sú vložené nosné systémy konzol. Systémy konzol, ktoré prenášajú podstatnú časť zaťaženia, sú zložené z uzavretých profilov a z alebo bez výstuh s opornými plechmi, podľa nosnosti vozidla. Systémy konzol v princípe tvoria nosník s prečnievajúcimi koncami podopretý dvoma podperami. Celý rám je pripevnený k chassi nákladného vozidla pomocou spojovacích platní [1]. Na rám jednoramenného naťahováku sú pripevnené protikusy konzol a podkorbovej hydrauliky ako komponenty NVN – S3 pre sklápanie.

Rozmery a umiestnenie jednotlivých častí NVN – S3 sú navrhnuté v nadväznosti na umiestnenie kardanu a ostatnej konštrukcie chassi vozidla, geometrického stredu a ťažiska naťahováku a celkovej ťažiskovej polohy vhodne zvolenej podkorbovej hydrauliky. Funkcia a konštrukčné riešenie nosiča vymeniteľných nadstavieb NVN – S3 sú zrejmé tiež z priložených obrázkov.

Pevnostná analýza

Na konštrukcii NVN – S3 v rámci pevnostnej analýzy návrhu bola podľa potrieb riešenia vykonaná statická lineárna napäťová a deformačná analýza metódou konečných prvkov. Simulované boli rôzne zaťažovacie stavy konštrukcie rámu a komponentov vyplývajúce z funkcie NVN – S3 ako napr. bočné vyklápanie, vyklápanie dozadu, zdvih podkorbovej hydrauliky atď.

V závislosti od spôsobu zaťaženia a konštrukčného usporiadania prvkov steny systémov konzol prenášajú výrazné šmykové zložky napätia, čím je rozloženie napätia HMH v smere osi y, podľa konvencie EC3 [2], prierezu uzavretého profilu konzoly nerovnomerný. Preto bolo prioritne analyzované rozloženie napätí, deformácií a posunutí na spodnej časti okraja profilu konzol.

Po konštrukčnej stránke je NVN – S3 v súlade s kritériami a odporučeniami definovanými v príručkách pre tvorbu nadstavieb na konkrétne nákladné vozidlá [1] a v súlade s STN EN 1991 (EC1) a STN EN 1993 (EC3) [2, 3]. Pre výrobu a ostatné potreby je technické riešenie NVN – S3 podložené kompletnou výkresovou dokumentáciou.

Úžitkový vzor

Nosič vymeniteľných nadstavieb NVN – S3 je možné využiť v rôznych priemyselných odvetviach, na stavbách a pod. na transport obytných kontajnerov, cisterien, trojstranných vyklápacích kontajnerov, nadrozmerných nákladov a pod.

Z dôvodu ochrany tohto technického riešenia bola podaná žiadosť o zápis úžitkového vzoru do registra na Úrade priemyselného vlastníctva Slovenskej republiky.

Zariadenie NVN – S3 bolo prvý krát aplikované na nákladnom vozidle Renault Midlum 220 – 12t v kombinácii s upraveným jednoramenným naťahovákom 6t ako prvá verzia nosiča NVN – S3 s tendenciou zlepšovania jeho parametrov, ako napr. znižovanie hmotností, úspora materiálu, jednoduchšia aplikácia na vozidlá a pod. V rámci témy novinky a trendy vývoja v stavebnej mechanizácii bol oficiálne prezentovaný, na 32. ročníku medzinárodného veľtrhu CONECO/RACIOENERGIA 2011, najvýznamnejšieho veľtrhu stavebníctva na Slovensku.

Záver

Zariadenie nosiča vymeniteľných nadstavieb NVN – S3 je možné aplikovať na už existujúce konštrukčné riešenia jednoramenných naťahovákov s malými konštrukčnými úpravami. Pri návrhu NVN – S3 pre konkrétny typ nákladného vozidla a naťahováku je možné vychádzať buď z výkresovej dokumentácie týchto zariadení alebo z modelov vytvorených pomocou digitalizačných zariadení a softvérov v rámci reverzného inžinierstva.

Nosič vymeniteľných nadstavieb VN – S3 s komponentmi sa vyznačuje jednoduchou konštrukciou ktorou umožňuje kombináciu zložitých systémov pre transport, naťahovanie, zosúvanie a trojstranné vyklápanie kontajnerov a tiež nízkymi nákladmi na výrobu a úsporou nákladov na obstarávanie rôznych typov nákladných vozidiel, servis vozidiel a pod.

Literatúra

[1] Renault Trucks – Sprievodcovia a návody pre montáž nadstavieb na podvozky Renault Midlum,

[2] Eurokód 3 (EC3) – Navrhovanie oceľových konštrukcií.

[3] Eurokód 1 (EC1) – Zaťaženia konštrukcií.

Recenzenti

• Dušan Oravec; MAGNA – VTZ s.r.o. Južná trieda 119, 040 01, Košice, Slovenská republika, email: dusan.oravec@post.sk,
• Ing. Ján Čepeľ, CSc.; KVS s.r.o. Mudroňova 29, 040 01, Košice, Slovenská republika, email: kvs@kvs-kosice.sk,
• doc. Ing. Oskar Ostertag, PhD.; TU v Košiciach, Strojnícka fakulta, Katedra aplikovanej mechaniky a mechatroniky, Letná 9, 040 01, Košice, Slovenská republika, email: oskar.ostertag@tuke.sk,
• prof. Ing. Ladislav GULAN, CSc; STU v Bratislave, Strojnícka fakulta, Oddelenie konštruovania a mobilných pracovných strojov, Nám. Slobody 17, 812 31 Bratislava, Slovenská republika, email: ladislav.gulan@stuba.sk.

Diskuze a dotazy

Nejnovější články ze stejného zdroje

Nákladní vozy