Artikkelisarjan toinen osa käsittelee kuorman varmistamista käsittelevissä säädöksissä mainittuja termejä ja kuormaan kohdistuvia rasituksia, joita kuorman varmistamisella pyritään minimoimaan.
Ajoneuvoon vaikuttaa sen liikkeen aikana useita erilaisia voimia. Mitä suurempi ajoneuvon vauhti, sitä suuremmaksi ajoneuvoon ja kuormaan vaikuttavat voimat kasvavat. Näillä voimilla on ajoneuvon käyttäytymiseen suuri vaikutus. Varmistamalla kuorma vähintään säädösten mukaisesti voidaan minimoida odottamattomat, kuorman liikkumisesta johtuvat vaikutukset ajoneuvon käyttäytymiseen. Mahdollisessa onnettomuus tilanteessa puolestaan minimoidaan kuorman väistämättömän liikkeen aiheuttama riski.
Ajoneuvoon vaikuttavat luonnonlait, joita mikään varmistus keino ei kumoa. Näihin lakeihin kuuluvat mm. kiihtyvyys, keskipakoisvoima ja hidastuvuus. Näiden voimien yksikkönä käytetään säädöksissä ja asetuksissa metri jaettuna sekunnin toisella potenssilla, eli m/s2.
Käytännössä puhutaan kuorman painon kerrannaisluvusta, jonka mukaan kuorma tulee vähintään varmistaa eri voimia vastaan;
Kuorma tulee varmistaa seuraaviin suuntiin:
Eteenpäin 0,8 * oman painonsa verran
Taaksepäin 0,5 * oman painonsa verran
Sivuille 0,5 * oman painonsa verran
(Sivuille, jos kaatumisriski 0,6 * oman painonsa verran)
Käytännössä kuorma pyrkii aina vastakkaiseen suuntaan kuin kuljettaja ohjaa ajoneuvoa;
- Kiihtyvyys pyrkii liikuttamaan kuormaa taaksepäin liikkeelle lähdössä.
- Keskipakoisvoima pyrkii siirtämään kuormaa käännöksissä vastakkaiseen suuntaan.
- Hidastuvuudesta huolimatta kuorma pyrkii jatkamaan matkaa eteenpäin jarrutuksessa.
- Kitka vastustaa ja hidastaa tiettyyn pisteeseen kaikki edellä mainittua.
- Massakeskipiste vaikuttaa puolestaan kuorman kaatumisherkkyyteen.
Tärkeimmät tekijät!
* Painovoima (g) (N)
* Paino
* Kitka
* Tärinä
* Keskipakoisvoima
* Hidastuvuus (m/s2)
* Kiihtyvyys (m/s2)
* Massakeskipiste
Painovoima
Kuormatilan lattialla olevaan kolliin vaikuttaa maan vetovoima, eli painovoima. Painovoima on yhtä suuri kollin painon kanssa. Jos kollin paino on 1000 kg on alaspäin vaikuttava voima yhtä suurin kuin 1000 kg.
Painovoiman tunnuksena käytetään lyhennettä g (gramma) ja mittayksikkönä N (Newton). Molemmat mittayksiköt esiintyvät lakiteksteissä. Tunnusta g käytetään kuvaaman eri suuntiin kohdistuvia kiihtyvyyksiä. (ks. kiihtyvyyskerroin)
Paino
Kuorman paino on se tekijä, joka muodostaa erisuuruisia ja -suuntaisia voimia. Tämän vuoksi paino on määräävä tekijä kuorman varmistamisen lujuudessa. Painoa kuvataan jossain tilanteessa myös massaksi, vaikka ne tarkoittavatkin eri asiaa.
Kitka
Kitka on esimerkiksi kuormalavan ja kuormatilan pohjan välisestä kosketuksesta aiheutuvaa liikettä tai liikkeelle lähtöä vastustava voima. Suurempi paino antaa suuremman lepokitkan. Tätä voi ajatella niin, että suurempi paino ikään kuin ”painaa” pintoja tiiviimmin yhteen, jolloin niitä on vaikeampi liikuttaa toisiaan vasten. Näin olleen kitka on verrannollinen painoon.
Kitka voidaan ottaa huomioon laskettaessa kuorman varmistusta:
Tärinä
Kitkaa vähentävä tekijä kuljetuksissa on ajoneuvon tärinä. Kun kuorma pääsee liikkumaan pystysuunnassa, kosketusvoima kuormatilan lattian ja kappaleen välillä heikkenee. Tämä pienentää kitkaa. Tärinä tavallaan aiheuttaa useita, jatkuvia iskuja kuormaan ja kuorma pääsee ”ryömimään” kuormatilassa.
Keskipakoisvoima
Keskipakoisvoima vaikuttaa kuormaan käännöksissä. Tällöin kuorma pyrkii jatkamaan liikettä alkuperäiseen suuntaan ja vastustaa suunnan muutosta. Tämä muutos nopeudessa pyritään estämään varmistamalla kuorma sivuttaissuuntaisia voimia vastaan. Suurimmillaan se on puolet kuorman painosta.
Sivuttain suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi on laissa määritelty arvo 0,5 m/s2 eli kuorma täytyy varmistaa taaksepäin suuntautuvia voimia vastaan 0,5 * oman painonsa verran.
Hidastuvuus
Hidastuvuus puolestaan viittaa voimaan mikä kohdistuu kuormaan ajoneuvon jarruttaessa. Tällöin kuorma pyrkii jatkamaan matkaansa eteenpäin, eli kiihdyttää lepotilasta ja samalla sen nopeus muuttuu. Hidastuvuus on suurimmillaan koko kuorman paino.
Eteenpäin suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi on laissa määritelty arvo 0,8 m/s2 eli kuorma täytyy varmistaa taaksepäin suuntautuvia voimia vastaan 0,8 * oman painonsa verran.
Kiihtyvyys
Kiihdytettäessä ajoneuvoa kuorma pyrkii liikkumaan taaksepäin, eli se pyrkii muuttamaan nopeuttaan. Kiihtyvyyden taaksepäin saa aikaan ajoneuvon kiihdytys kuljettajan toimesta tai esimerkiksi peräänajo onnettomuustilanteessa. Kiihtyvyys on suurimmillaan puolet kuorman painosta.
Taaksepäin suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi on laissa määritelty arvo 0,5 m/s2 eli kuorma täytyy varmistaa taaksepäin suuntautuvia voimia vastaan 0,5 * oman painonsa verran.
Kuorman varmistuksessa käytettyjen arvojen ero kiihtyvyyden ja hidastuvuuden välillä johtuu voimasta joka kuormaan voi kohdistua. Ajoneuvon kiihtyvyyden ja jarrutustehon välillä on selkeä ero. Ajoneuvon tehdessä voimakkaan jarrutuksen, kohdistuu kuormaan huomattavasti suurempia voimia kuin kiihdyttämisellä saadaan koskaan aikaan.
Kuorma pyrkii muuttamaan nopeuttaan
Ajoneuvon ollessa liikkeessä siihen on varautunut energiaa (voimaa), samoin kuormaan, vaikka kuorma onkin näennäisesti paikalleen varmistettuna kuormatilassa. Nopeuden muuttuessa hallitusti tai hallitsemattomasti tuo voima pyrkii aina jatkamaan liikettä.
Tämä tarkoittaa että kaikissa tilanteissa, missä ajoneuvon nopeus muuttuu kohdistuu kuormaan kiihdytys, eli se pyrkii liikkeelle.
Kiihtyvyys 10 m/s 2 vastaa noin 36 km/h nopeudesta pysähdystä 1 sekunnin aikana.
Esimerkki kiihtyvyyden merkityksestä kuorman varmistukseen
Katso laskenta esimerkki alta, kun kuorman kokonaispaino on 12 500 kg ja kuorma pitäisi varmistaa kestämään siihen suuntautuvia voimia vastaan, lain mukaisesti.
LASKENTA (1000 N = 1 kN) (1 kg = 9,807 N) (eteenpäin) 12 500 kg * 8 m/s 2 = 100 000 N 100 000 N / 1000 = 100 kN 100 000 N / 9,807 ≈ 10 000 kg (sivuille ja taaksepäin) 12 500 kg * 5 m/s 2 = 62 500 N 62 500 N / 1000 = 62,5 kN 100 000 N / 9,807 ≈ 10 000 kg
Kuorman painon ollessa 12 500 kg, täytyy kuorma varmistaa eteenpäin voimalla 100 kN, eli 10 197 kg. Varmistuksen sivuille ja taakse täytyy siis vastata 62,5 kN voimaa eli kilogrammoissa 6373 kg.
Mikä on kiihtyvyyskerroin?
Termiin kiihtyvyyskerroin voi törmätä kun suorittaa kuormavarmistuslaskentaa. Termi kuvaa kussakin kuljetusmuodossa eri suuntiin kohdistuvia kiihtyvyyksiä.
Esimerkiksi standardin SFS-EN 12915-1 mukaisesti vaakasuora kiihtyvyyskerroin menosuunnassa on 0,8 g, ja vaakasuora kiihtyvyyskerroin sivuille ja taaksepäin on 0,5 g.
Kiihtyvyyskerroin tarkoittaa siis kerrointa millä lasketaan kuormanvarmistuksen lujuus tiettyyn suuntaan. Suomen lainsäädännössä noudatetaan eteenpäin suuntautuvien kiihtyvyyksien osalta kiihtyvyyskerrointa 0,8 g eli 8 m/s2, joka vastaa Eurooppalaista standardia.
Vastaavasti sivuttaissuunnassa ja taaksepäin kerroin on standardin mukainen, eli 0,5 g.
Massakeskipiste
 |
Massakeskipiste on merkityksellinen, kun määritellään tarvitseeko kuormaa / kollia varmistaa erityisesti mahdollista kaatumista vastaan. Massakeskipiste tulee merkitykselliseksi, jos kollin tai kuorman paino keskittyy sen yläosaan. Ylhäältä raskas ja alhaalta kevyt kolli kaatuu herkästi, kun siihen kohdistuu edellä mainittuja voimia kuljetuksen aikana. Sama ilmiö tapahtuu jos paino on epätasaisesti esimerkiksi kollin reunalla.
Jos kuorma ei ole korkeampi kuin se on pitkä, ei ole kaatumisriskiä eteenpäin.
Jos kuorma ei ole kaksi kertaa korkeampi kuin se on leveä tai pitkä, ei ole kaatumisriskiä poikittaissuuntaan tai taaksepäin.