De fysica van kippers
Bij STAS nemen we veiligheid er niet zomaar bij, het is een fundamenteel onderdeel van onze engineeringfilosofie. We weten dat het lossen van een volgeladen kipper complexe mechanica met zich meebrengt en dat er veel op het spel staat voor zowel chauffeurs als operatoren.
Ons streven naar operationele veiligheid richt zich op twee belangrijke gebieden:
1. Veiligheidsmarges maximaliseren: Door strenge engineering eisen, materialen van hoge kwaliteit en geoptimaliseerde productie zorgen we ervoor dat onze trailers onder alle omstandigheden veilig zijn.
2. Operators opleiden: Door inzichten en optimale werkmethoden te delen, zorgen we er voor dat trailers veilig en efficiënt worden gebruikt.
Veiligheid is niet zomaar een selectievakje; het is een voortdurende uitdaging en een gezamenlijke missie van STAS en onze eindgebruikers.
Veilig kippen kent een theoretische benadering, maar échte situaties vragen soms om beslissingen die verder gaan dan wat er in de handleiding staat. Helaas kan deze kloof tussen theorie en praktijk leiden tot ongelukken op locatie.
In deze blogpost beginnen we bij het begin en bekijken we hoe stabiliteit wordt gedefinieerd en wat er gebeurt met de gewichtsverdeling tijdens het lossen.
Deze blogpost is het eerste deel van een blogpostserie over kipperveiligheid. Navigeer hier naar de andere blogposts:
Stabiliteit begrijpen
Stabiliteit is een kwestie van gewichtsverdeling.
Een wetenschapper zou zeggen dat een voorwerp stabiel is als het zwaartepunt van het voorwerp zich boven de draagvlak van dat voorwerp bevindt. Als het zwaartepunt niet meer boven de steunpunt ligt, rolt het object om.
Zwaartepunt?
Het zwaartepunt is het theoretische evenwichtspunt van een voorwerp. Waar het gewicht gelijkmatig in alle richtingen verdeeld is. Als je iets op zijn zwaartepunt houdt, zal het niet omvallen.
- Het eerste object links is het meest stabiel omdat de krachten die op het draagvlak inwerken in perfecte balans zijn tussen links en rechts.
- Het tweede voorwerp in het midden is minder stabiel maar valt niet om omdat het zwaartepunt nog steeds boven het draagvlak ligt, er staat echter meer gewicht op de linkerhoek dan op de rechter.
- In het geval van het derde voorwerp ligt al het gewicht op de linkerhoek en ligt het zwaartepunt niet meer boven het draagvlak. Het voorwerp valt onherroepelijk om.
Hoe stabiel een voorwerp is, is een kwestie van hoeveel marge het voorwerp heeft totdat het zwaartepunt niet meer het draagvlak ligt. Met andere woorden: als je het zwaartepunt dichter naar de rand van de draagvlak brengt, neemt de stabiliteit van dat voorwerp af.
Gewichtsverdeling bij kantelen
Bij het kantelen van een kipper wordt het zwaartepunt in twee richtingen verplaatst:
- Naar boven
- Naar achter
In dit voorbeeld verlaat de lading de bak niet tijdens het kantelen. Dit is geen normale situatie, maar we gebruiken deze situatie als basis voor alle sterkte-simulaties en testen omdat dit een worst-case-scenario is vanuit een technisch perspectief.
Gevolgen van het naar achteren verplaatsen van het zwaartepunt
Als we de trailer van opzij bekijken, is het eerste wat we moeten weten waar we het draagvlak kunnen vinden.
Aan de voorkant van de oplegger is de kingpin de grens van het draagvlak. Hier rust het gewicht op de koppelschotel van de trekker.
De achterste grens van het draagvlak is het midden van de assen. De luchtbalgen die het gewicht ondersteunen zijn allemaal met elkaar verbonden via luchtleidingen, zodat alle zes luchtbalgen als één luchtkussen werken en precies dezelfde hoeveelheid gewicht dragen, dus de grens van de draagvlak is het midden van het luchtkussen.
(In dit voorbeeld worden de luchtbalgen opgeblazen tijdens het kippen. Klik hier voor meer informatie over de effecten van het opblazen of leeg laten lopen van de luchtbalgen tijdens het lossen.)
Nu we een draagvlak hebben, is het veel gemakkelijker om de fysieke gevolgen te zien:
Als de lading de laadbak niet verlaat, neemt het gewicht op het astrio toe tot 34 ton, terwijl de belasting op de kingpin van 14 ton naar slechts 4 ton gaat.
Nu we dit weten, kunnen we enkele conclusies trekken met betrekking tot de veiligheid:
- Een grondoppervlak dat stevig genoeg is om op te rijden, is geen garantie voor veilig kippen, omdat de belasting op het grondoppervlak plaatselijk met meer dan 40% kan toenemen, wat betekent dat de grond kan bezwijken zodra het kippen begint.
- Banden en assen worden tot aan hun technische grenzen gebruikt tijdens het kippen, dus banden en assen behoren tot de meest veiligheidskritische onderdelen op een kipper.
Gevolgen van het zwaartepunt dat omhoog beweegt
In theorie heeft de opwaartse beweging van het zwaartepunt geen effect op de gewichtsverdeling op de draagvlak. Bij stabiliteit gaat het er echter om hoeveel marge er is tussen perfecte balans en het punt waarop het zwaartepunt niet meer boven de basis ligt.
Hier botst de theorie met de werkelijkheid omdat geen enkel grondoppervlak 100% vlak is.
Links: geen verschil in gewichtsverdeling op de draagvlak.
Rechts: op een draagvlak dat niet helemaal waterpas is, wordt de gewichtsverdeling tussen links en rechts steeds verder onder druk gezet door het zwaartepunt omhoog te duwen.
Door het zwaartepunt naar boven te verplaatsen, wordt de veiligheidsmarge kleiner omdat hellingen op de draagvlak worden uitvergroot.
Conclusies
Als het zwaartepunt dichter bij de grens van de steunvoet komt, neemt de stabiliteit af, dus hoe veilig een losprocedure is, hangt af van hoeveel marge het zwaartepunt heeft voordat het niet meer boven het steunpunt ligt.
De beste manier om stabiliteit en dus veiligheid tijdens het kippen te garanderen is dus de draagvlak perfect horizontaal houden en het zwaartepunt zo laag mogelijk.
Dit wetende, kunnen we veel doen om de veiligheidsmarges te vergroten, zowel als chauffeur als wij als fabrikant.
Leer hoe chauffeurs en operatoren de veiligheidsmarges tijdens het kippen kunnen maximaliseren:
