مطابقة رأس القاطرة مع مقطورة مسطحة بطول 12.5m وثلاثة محاور: الخلوص وأحمال المحاور

قد يستقبل الجرار دبوس القطر لشبه مقطورة مسطحة بثلاثة محاور وطول 12.5 m، ومع ذلك قد لا تكون المطابقة مناسبة. يعتمد التوافق على الغلاف الحركي للمقطورة، وموضع القرص الخامس وارتفاعه في الجرار، وكيفية توزيع المقطورة المحمّلة للوزن بين وصلة القطر ومجموعة محاورها. ولا يثبت الوزن الإجمالي المقبول للتركيبة أن أحمال المحاور الفردية أو خلوص الدوران مقبولان.

لذلك، تعتمد الفحوص الحاسمة على الهندسة والأحمال: يجب التحقق من الخلوص ضمن نطاق المفصلية المطلوب، وحساب ردود أفعال المحاور وفق مواضع واقعية للحمولة، ومقارنة النتائج بكل من تصنيفات المعدات والحدود المعمول بها على الطرق. ولا يكفي طول المقطورة الإجمالي وحده لإثبات التوافق.

استخدم هندسة وصلة القطر، لا الأبعاد الاسمية للمقطورة

إن مواصفة تذكر أن الطول «12,500 mm» لا تحدد الأبعاد التي تحسم توافق المقطورة مع الجرار. يتطلب التقييم رسماً بُعدياً للمقطورة يوضح موضع دبوس القطر، والبروز الأمامي، وشكل الجانب السفلي، وموضع أرجل الإنزال، وتباعد المحاور. كما يجب أن يوضح رسم الجرار موضع محور ارتكاز القرص الخامس بالنسبة إلى المقصورة ومعدات الهيكل والمحاور.

تشمل القياسات الأساسية ما يلي:

• المسافة من دبوس القطر إلى الزاوية الأمامية: نصف قطر المسار الذي ترسمه الزوايا الأمامية للمقطورة حول وصلة القطر.
• المسافة من القرص الخامس إلى المقصورة: تُقاس حتى أقرب عائق ذي صلة، بما في ذلك ملحقات المقصورة، وليس اللوح الخلفي للمقصورة وحده.
• هندسة دبوس القطر بالنسبة إلى أرجل الإنزال: بما في ذلك الدعامات والقواعد والمكونات البارزة أسفل إطار المقطورة.
• ارتفاع وصلة القطر: يُحدد في ظروف التحميل والتفريغ ذات الصلة، مع مراعاة حركة نظام التعليق.
• موضع مجموعة المحاور بالنسبة إلى دبوس القطر: وهو مطلوب لحساب توزيع الحمولة، إلى جانب تباعد المحاور وخصائص نظام التعليق.

تحقق من مطابقة مقاس دبوس القطر للمواصفة المعتمدة من الشركة المصنّعة للقرص الخامس. إن تصنيف الحمل الرأسي لأحد مكونات وصلة القطر ليس إلا أحد المتطلبات؛ إذ يجب أيضاً مراعاة تصنيفه الديناميكي المعمول به، واعتماد التركيب، وهيكل التثبيت. وعند انطباق لائحة UNECE رقم 55، ينبغي التحقق من متطلبات اعتماد وصلة القطر إلى جانب متطلبات المركبات الوطنية. ولا تثبت علامة الاعتماد أن تركيباً معيناً للجرار والمقطورة يتمتع بخلوص كافٍ.

يجب أن يبقى الخلوص كافياً أثناء الدوران وعند تغير زاوية الطريق

إن فحص التركيبة وهي مستقيمة ومتوقفة يغطي وضع تشغيل واحداً فقط. فعند المفصلية، تتحرك الزاوية الأمامية للمقطورة باتجاه المقصورة، بينما يمر جانبها السفلي ومعدات الإنزال فوق هيكل الجرار.

يمكن حساب نصف قطر الزاوية التمهيدي للواجهة المستطيلة كما يلي:

R = √(f² + b²)

هنا، f هي المسافة من دبوس القطر إلى الحافة الأمامية للمقطورة، وb يساوي نصف عرض المقطورة. وهذا قياس أولي للفحص، وليس اختبار خلوص كاملاً. فالزوايا المشطوفة، واللوح الأمامي، وبروز الحمولة، وملحقات الجرار تغيّر الغلاف الحركي الفعلي. كما تتغير المساحة المتاحة بحسب زاوية المفصلية والموضع الجانبي لكل عائق.

يجب أن يشمل فحص مسار الحركة من منظور علوي نطاق المناورة المقصود في الاتجاهين. افحص المقصورة ومعدات العادم والخزانات والممر الخلفي للمقصورة وحوامل الخراطيم. وينبغي أيضاً احتساب الحمولة أو معدات التثبيت التي تبرز أمام الهيكل الأمامي، حيثما يُسمح بهذا التحميل.

يتطلب خلوص أرجل الإنزال فحصاً منفصلاً. فقد تتجاوز الزاوية الأمامية للمقصورة بأمان، بينما تصطدم دعامة إحدى أرجل الإنزال بواقٍ خلفي للطين أو امتداد في الهيكل أو الحيز الذي يشغله الإطار. وقد يؤدي تحريك القرص الخامس المنزلق إلى الخلف إلى زيادة الخلوص عن المقصورة، لكنه يغيّر أحمال المحاور ولا يحل تلقائياً جميع مشكلات التداخل مع معدات الإنزال.

يجب أن يراعي الخلوص الرأسي التغير النسبي في الميل والتدحرج عند المنحدرات والقمم والمداخل غير المستوية. فقد تصطدم المقطورة بمعدات الهيكل عند اختلاف زاوية الطريق التي تتخذها عن زاوية الجرار، حتى لو كان الخلوص كافياً على أرض مستوية. كما يجب أن يحافظ ارتفاع وصلة القطر على وضع التشغيل المعتمد للمقطورة. وقد يؤثر التشغيل مع ارتفاع أو انخفاض مفرط للواجهة الأمامية في الخلوص السفلي وتقاسم الأحمال بين محاور المقطورة.

يجب أن يستند هامش الخلوص المناسب إلى إرشادات مصنّعي المركبة ووصلة القطر، مع السماح بحركة نظام التعليق وانثناء الهيكل والتفاوتات. ولا توجد مسافة خلوص واحدة صالحة عالمياً لإثبات سلامة كل التركيبات.

احسب رد فعل المقطورة قبل فحص محاور الجرار

لإجراء حساب استاتيكي أولي، اعتبر أن المقطورة تستند عند دبوس القطر وعند المركز الفعّال لمجموعة محاورها. ولتكن:

• W الوزن الإجمالي للمقطورة المحمّلة، بما في ذلك وزنها الفارغ؛
• L المسافة من دبوس القطر إلى مركز الارتكاز الفعّال لمجموعة المحاور؛
• x المسافة الطولية من دبوس القطر إلى مركز الثقل المشترك للمقطورة المحمّلة.

يكون رد فعل مجموعة المحاور T ورد فعل دبوس القطر K كما يلي:

T = W × x / L
K = W − T

عند وجود عدة قطع من الحمولة، احسب عزوم كل قطعة على حدة بدلاً من افتراض أن مركز الحمولة يتطابق مع مركز سطح التحميل. كما أن للوزن الفارغ للمقطورة مركز ثقل خاصاً به. وقد تنتج حمولة مركزة من الآلات وردود فعل مختلفة عند دبوس القطر عن قطاعات فولاذية موزعة بالتساوي، حتى مع تساوي كتلة الحمولة.

لنفترض، على سبيل المثال التوضيحي، أن وزن المقطورة المحمّلة 32 tonnes، وأن المسافة من دبوس القطر إلى مجموعة المحاور 8.0 m، وأن مركز الثقل المشترك يبعد 5.0 m خلف دبوس القطر. يكون رد الفعل المحسوب لمجموعة محاور المقطورة 20 tonnes، ويتبقى 12 tonnes عند دبوس القطر. توضح هذه الأرقام طريقة الحساب، ولا تمثل قيماً للأحمال المسموح بها.

يجب أن يعكس مركز الارتكاز الفعّال ترتيب نظام التعليق. ولا يعطي تقسيم رد فعل المجموعة على ثلاثة سوى متوسط أولي. فقد يؤدي عدم استواء الأرض وحالة نظام التعليق ووضع المقطورة وسلوك موازنة الأحمال إلى اختلاف أحمال المحاور الفردية. ويظل التحقق من تصنيف كل محور وإطار ونظام تعليق ضرورياً.

يحدد موضع القرص الخامس كيفية انتقال حمولة دبوس القطر

لا تتحمل محاور الجرار الدافعة وحدها رد فعل دبوس القطر؛ إذ يعتمد توزيعه على موضع القرص الخامس بالنسبة إلى المحور الأمامي ومجموعة المحاور الخلفية.

في نموذج مبسط للجرار، ليكن B المسافة من المحور الأمامي إلى مركز الارتكاز الفعّال لمجموعة المحاور الخلفية، وليكن a المسافة من المحور الأمامي إلى محور ارتكاز القرص الخامس. وتكون ردود الأفعال الإضافية كما يلي:

زيادة الحمل على المجموعة الخلفية = K × a / B
زيادة الحمل على المحور الأمامي = K × (B − a) / B

إذا كان طول قاعدة العجلات الفعّال 3.8 m، والقرص الخامس يبعد 3.4 m خلف المحور الأمامي، ورد فعل دبوس القطر 12 tonnes، فتُضاف نحو 10.74 tonnes إلى المجموعة الخلفية و1.26 tonnes إلى المحور الأمامي. وإذا كانت أحمال محاور الجرار غير المقرون أثناء التشغيل 4.0 tonnes في الخلف و5.0 tonnes في الأمام، فستبلغ الأحمال الناتجة نحو 14.74 و6.26 tonnes على التوالي.

يوضح ذلك لماذا لا تثبت قدرة المحرك الكافية وسعة الوزن الإجمالي للتركيبة توافق المركبتين. فقد تتجاوز المجموعة الخلفية حداً معمولاً به، مع بقاء الوزن الإجمالي للتركيبة ضمن الحد المقبول. ويؤدي تحريك القرص الخامس إلى الأمام إلى نقل مزيد من الحمل إلى المحور الأمامي، لكنه يقلل الخلوص عن المقصورة. أما وضعه خلف مركز المجموعة الخلفية فقد يخفف الحمل عن المحور الأمامي.

كما يؤثر تحريك الحمولة تأثيراً مباشراً مماثلاً. فنقل حمولة تبلغ 24 tonnes مسافة 0.5 m إلى الأمام على المقطورة التوضيحية يزيد رد فعل دبوس القطر بمقدار 1.5 tonnes، بافتراض بقاء مسافة الارتكاز 8.0 m. ويجب إدراج هذا التغير في حساب أحمال محاور الجرار، لا الاكتفاء بمقارنته بتصنيف القرص الخامس.

ميّز بين سعة المعدات وحدود التشغيل القانونية

يحدد القيد الأكثر تشدداً من القيود المعمول بها نطاق التحميل المسموح: تصنيفات محاور الجرار، ومحاور المقطورة وأنظمة تعليقها، وسعات الإطارات، وتصنيفات وصلة القطر، وحدود الهيكل، واعتماد الوزن الإجمالي للتركيبة، ولوائح الطرق. وقد تعتمد حدود مجموعات المحاور على التباعد والتركيب؛ كما قد تفرض قيود المسارات أو الجسور شروطاً إضافية.

لا يمكن الاستعاضة عن بيانات المقطورة ذات المحاور الثلاثة بمواصفات تخص ترتيباً آخر للمحاور. فعلى سبيل المثال، لا يثبت أن شبه مقطورة مسطحة بخمسة محاور، مدرجة بحمولة مصنفة قدرها 55,000 kg وخمسة محاور سعة كل منها 16 tonnes، تتمتع بحمولة أو سعة قانونية على الطرق مماثلة لطراز بثلاثة محاور. كما أن جمع تصنيفات المكونات لا يشكل طريقة صحيحة لحساب وزن التركيبة.

تتطلب المطابقة التي يمكن إثباتها موضعاً معتمداً لوصلة القطر ونطاق تحميل محدداً، لا مجرد القول إن المركبتين تتلاءمان. تحقّق من الحسابات بوزن كل محور على حدة في ظل تحميل ممثل للواقع، وتأكد من نطاق المفصلية من خلال تقييم خلوص منضبط. وأي تغيير في موضع القرص الخامس أو الإطارات أو ارتفاع نظام التعليق أو موضع الحمولة يؤثر في تلك النتائج ينبغي أن يستدعي إعادة الفحص قبل التشغيل.