© BizNews. Wszelkie prawa zastrzeżone


Gdzie w wózku widłowym z przeciwwagą znajduje się punkt podparcia i dlaczego jest taki ważny?

wózki wysokiego składu
 |  Redakcja  |  Transport i motoryzacja

Punkt podparcia wózka widłowego zlokalizowany jest na osi przednich kół wózka. Ma to dokładnie takie samo znaczenie, jak punkt podparcia klasycznej dźwigni Archimedesa. Stateczność wózka zależy od tego, czy przeciwwaga zdoła zrównoważyć masę unoszonego ładunku. O ile operator nie ma wpływu na ciężar przeciwwagi, to decyduje o masie ładunku, jego oddaleniu od czoła wideł i wysokości transportowej. Niewłaściwy dobór tych trzech parametrów może spowodować wywrócenie się wózka widłowego.

Archimedes ustalił, że jeżeli na dźwigni umieścimy dwa ładunki, które ją zrównoważą, to ciężar każdego ładunku będzie zawsze odwrotnie proporcjonalny do jego odległości od punktu podparcia dźwigni. Praktyczne konsekwencje tej zasady wyjaśnia przedstawiciel dystrybutora wózków widłowych Niko Alex z Warszawy: – Siła, z którą oddziałuje podnoszony ładunek, zależy od jego ciężaru, ale także od odległości jego środka ciężkości od czoła wideł. Zwiększenie odległości z 0,5 m do 1 m podwoi siłę, z którą ładunek będzie oddziaływał na widły. Możliwe jest stworzenie warunków, w których masa i oddalenie ładunku od punktu podparcia będzie tak duże, że wózek straci stateczność, przechyli i zgubi ładunek lub nawet wywróci się. Zabezpieczeniem przed takimi sytuacjami jest poprawne odczytanie i bezwzględne stosowanie wartości z diagramu udźwigu.

Czy diagram udźwigu informuje o tym, kiedy wózek widłowy traci stateczność?

Sprawdzając wartości, które zawiera diagram udźwigu wózka widłowego, łatwo zauważyć, że dopuszczalna masa ładunku jest największa, gdy znajduje się on blisko czoła wideł i na niewielkiej wysokości. Diagram udźwigu to nic innego, jak gotowe wartości sił, przeliczone według zasady działania dźwigni Archimedesa.

Wózek widłowy można wyobrazić sobie jako klasyczną dźwignię. Jej długość jest równa odległości między czołem ładunku a najdalej wysuniętą, tylną częścią wózka. Punktem podparcia jest przednia oś wózka widłowego, a bezpośrednio koła, które mają kontakt z podłożem. Od strony wideł znajduje się ramię siły podnoszonego ładunku, a od strony operatora ramię siły masy wózka (głównie przeciwwagi). Każde odsunięcie środka ciężkości ładunku od czoła wideł (a de facto od punktu podparcia), wydłuża ramię siły ładunku. W efekcie ten sam ciężar zaczyna działać z odpowiednio większą siłą. Podobny efekt ma podnoszenie ładunku: im wyżej jest ładunek, tym bardziej oddala się od punktu podparcia, a w efekcie wydłuża się ramię dźwigni i różnie siła oddziaływania ładunku. Wózek zachowuje stateczność i nie grozi przechyleniem się (upadkiem) do przodu, jeżeli siła działająca na ramię ładunku jest mniejsza od siły działającej na ramię wózka.     

Jeżeli będziemy stosowali wskazania diagramu udźwigu odnoszące się do masy ładunku, do jego odsunięcia od czoła wideł i wysokości podnoszenia, to na równym podłożu nigdy nie zaburzymy stateczności wózka. W praktyce nawet nieznaczne przekroczenia wskazań diagramu udźwigu może zaburzyć stabilność wózka widłowego. Dlatego nie należy sugerować się tym, że udaje się podnieść większy od dopuszczalnego ciężar, a nawet pokonać pewną odległość na prostym odcinku: wystarczy drobna nierówność podłoża, próba wykonania skrętu czy lekkie przyhamowanie, aby spowodować zachwianie masztu i wywrócenie się maszyny.

Za każdym razem, gdy mówimy o odległości ładunku od czoła wideł i punktu podparcia wózka, mamy na myśli odległość środka ciężkości. W przypadku ładunku o regularnych kształtach środek ciężkości znajduje się w jego centrum. Na przykład blok kamienny w formie sześcianu o krawędzi 1 m będzie miał środek ciężkości ulokowany w punkcie odległym od każdej ze ścian o 0,5 m. W sytuacjach praktycznych przyjmuje się, że środek ciężkości ładunku wypada na przecięciu przekątnych jego podstawy i w połowie wysokości. Na przykład paleta z ładunkiem o wymiarach 1200×800×1000 mm, wzięta na widły z szerszej strony, ma środek ciężkości oddalony o 400 mm od czoła wideł i ulokowany jest dokładnie w osi palety (600 mm od każdego z krótszych boków) i na wysokości 500 mm. Oczywiście pod warunkiem, że ładunek ma stałą gęstość w całej objętości: jest wykonany z jednego materiału lub składające się na niego elementy są jednorodne i równomiernie rozmieszczone. Bardzo niebezpieczne jest podnoszenie i transport ładunków, których zawartość przemieszcza się, np. zbiorników na ciecze, które nie są całkowicie wypełnione.

Jaki związek ma trójkąt stabilności ze środkiem ciężkości wózka jezdniowego?

Trójkąt stabilności wózka widłowego to obszar, który powstaje po połączeniu liniami geometrycznych środków przednich kół oraz środka tylnej osi (sworzeń obrotowy lub tylne koło w przypadku wózka trójkołowego). Jeżeli środek ciężkości wózka widłowego znajduje się wewnątrz trójkąta stabilności, można bezpiecznie pracować – jeżeli przesuwa się poza wyznaczony obszar, to zapewne dojdzie do utraty stateczności i wywrócenia się wózka.

Środek ciężkości wózka widłowego bez ładunku znajduje się na osi symetrii trójkąta stabilności, blisko jego wierzchołka. Gdy na widłach znajduje się ładunek, środek ciężkości układu tworzonego przez wózek z ładunkiem przemieszcza się w stronę podstawy trójkąta stabilności, czyli linii, na której znajduje się punkt podparcia wózka. Im większy ładunek, im dalej odsunięty od czoła wideł i wyżej uniesiony, tym mocniej środek ciężkości wózka widłowego przesuwa się do przodu. Gdy punkt podparcia pokryje się ze środkiem ciężkości wózka, maszyna wchodzi w stan równowagi chwiejnej: nawet nieznaczny ruch operatora czy podmuch wiatru może sprawić, że wózek przechyli się na stronę ładunku lub na stronę wózka. To sytuacja teoretyczna. W praktyce wózek nie jest w stanie utrzymać się w takiej równowadze: gdy przechył jest tak mocny, że środek ciężkości dochodzi do punktu podparcia, to albo cofa się, albo przesuwa dalej, aż do utraty stateczności i wywrócenia się wózka.

W jakich sytuacjach wywracają się wózki widłowe?

Wózek widłowy może upaść na wszystkie strony. Najczęściej zdarzają się upadki wózków widłowych do przodu. Ich przyczyną jest próba podniesienia ładunku wykraczającego poza dopuszczalne wartości, określone w diagramie udźwigu. Często do utraty stateczności i upadku dochodzi w trakcie gwałtownego hamowania z ładunkiem uniesionym na widłach: siła bezwładności ładunku pociąga za sobą wózek. Bezpośrednią przyczyną może być też próba uniesienia wideł, np. w celu odłożenia ładunku na regał magazynowy. Inną typową sytuacją jest zjeżdżanie po pochyłej powierzchni przodem (z ładunkiem) w stronę spadku. 

Gdy dochodzi do upadku, zagrożenie dla maszyny, ładunku i operatora jest tym większe, im wyżej uniesiony był ładunek. Już po nachyleniu się masztu lub dopiero po uderzeniu o podłoże ładunek spada z wideł, a odciążony wózek wraca gwałtownie do właściwej pozycji (staje ponownie na wszystkich kołach). W takiej sytuacji bardzo przydaje się zapięty pas bezpieczeństwa, który zabezpiecza operatora przed wypadnięciem z klatki bezpieczeństwa lub uderzeniu o obudowę kabiny.

Wózek widłowy może też wejść w przechył boczny i wywrócić się, gdy środek ciężkości znajdzie się po lewej lub prawej stronie trójkąta stabilności. Do wywrócenia się na bok dochodzi najczęściej w czasie jazdy po łuku, szczególnie przy większej prędkości, pod wpływem działania siły odśrodkowej. Możliwe jest też wywrócenie się wózka na postoju, w czasie podnoszenia ładunku, gdy karetka zostanie przesunięta w lewo lub w prawo (taką możliwość mają maszyny wyposażone w przesuw boczny, np. wyspecjalizowane wózki wysokiego składu reach truck). Podobny efekt może mieć przesunięcie się ładunku dłużycowego na widłach. Wywrócenie na bok zdarza się także w czasie wykonywania niedozwolonych manewrów na pochyłym podłożu, a dodatkowo z uniesionym ładunkiem. Wywrotka boczna może przydarzyć się też po najechaniu jedną stroną na pochyłość, wjechanie w zagłębienie terenu lub wyjechaniu jednym czy dwoma kołami poza rampę.

Wiedza o punkcie podparcia i środku ciężkości wózka widłowego jest potrzebna do tego, żeby uniknąć wielu niebezpiecznych sytuacji w czasie pracy. Lekceważenie elementarnych praw fizyki może zakończyć się zniszczeniem mienia oraz utratą zdrowia, a nawet życia.

BizNews


© 2020 BizNews. Wszelkie prawa zastrzeżone

Do góry