アクスル負荷計算アクスル荷重計算の概要 - TIL

アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
アクスル荷重計算の概要
トラックを使用する輸送形態のすべてにおいて、トラックシャシに何らかの形の
ボディワークを取り付ける必要があります。
アクスル荷重計算の目的はシャシおよびボディワークの位置を最適化することで
す。
法的要件および技術的限度を考慮に入れて、最大許容アクスルおよびボギー荷重
を超えないで最大限の荷物を輸送できることが重要です。
荷重の最適化を行うには、シャシ重量、ディメンションなどの情報が必要です。
• 同一軸の左右ホイール間の荷重の差は、アクスル総荷重の 3 % を超えてはなり
ません。不均一な荷重は車両を片方へ傾かせることになります。
• 車両の操舵性を良好に維持するため、車両重量の少なくとも 20 % がステアド
（操舵）アクスルにかかる必要があります。しかし、地域の法規によっては異な
る配分を指定する場合もあります。
04:20-01 発行 1 ja-JP
1 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例
場合によっては、トラックがフル積載より部分積載の方がアクスル荷重が大きく
なることがあります。図は、トラックが約 65% 積載時にフロントアクスル荷重が
最大に達していることを示しています。
この場合、最大フロントアクスル荷重は 65% 積載で許容値より高くなり、フル積
載では許容値より低くなっています。
例えば、廃棄物車両の計算を行う場合、状況は逆転します。これらの車両では積
載がリヤから行われるため、フル積載より少ない量でリヤアクスル荷重が高くな
ることがあります。
1
7
6
F (kg)
R (kg)
9 000
7 100
7 000
6 000
3
5 000
4 000
3 000
5
4
2 000
1 000
8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 %
フロントアクスル荷重 (kg)
最大フロントアクスル荷重
フロントアスクルの荷重曲線
リヤアスクルの荷重曲線
荷降ろし時のフロントアクスル荷重最大値
車両がリヤ部から荷降ろしされている状態
リヤアクスル荷重 (kg)
最大積載に対するパーセントとしての積載量
316 998
2
8 000
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
12 000
11 000
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
04:20-01 発行 1 ja-JP
2 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
スカニアディストリビュータおよびディーラーには PC（コンピュータ）ベースの
負荷最適化プログラムが備えられ、アクスル荷重計算をサポートします。
955
6 500
3 250
1 210
アクスル荷重計算結果の例：
追加重量
リヤ
合計
6 445
2 585
9 030
0
0
0
1 146
3 404
4 550
0
0
0
ボディワーク装備機器
2 135
-135
2 000
装備重量
9 726
5 854
15 580
荷重 0
3 885
11 535
15 420
荷重 1 – 4
0
0
0
貨物重量
無積載重量
3 885
9 756
11 535
5 854
15 420
15 580
貨物重量
3 885
11 535
15 420
総積載重量
13 611
17 389
31 000
最大重量
14 200
19 000
32 000
重量の余裕
589
1 611
1 000
操舵アクスルにかかる重量
66 %
フロント操舵アクスル
43 %
スキッドリミット、アスファ
ルト
31 %
スキッドリミット、砂利道
18 %
ボディワーク重量
重量 1-4
1 495
800
5 100
2 610
4 666
6 455
9 205
17 389
13 611
31 000
04:20-01 発行 1 ja-JP
316 999
シャシ重量
15 420
フロント
3 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
テコの原理
テコの原理は以下の例で説明できます（例中の手押し車は無重量と仮定されま
す）。
100 kg
手押し車の 2 個の地上の支点は片端の車輪と他端を持ち上げる人とから成り立っ
ています。荷重が人の近くに置かれるとき、人は大きな分量の荷重を、車輪は小
さな分量の荷重を担うことになります。
317 000
70 kg
荷重を車輪の方へ近づけると、車輪にかかる荷重は増し、人は軽い方の荷重を担
えばよくなります。
100 kg
317 001
20 kg
荷重が車輪の中心より前方に置かれるとき、人は手押し車が前方に傾かないよう
にハンドルを押し下げる必要があります。
100 kg
317 002
10 kg
04:20-01 発行 1 ja-JP
4 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
人にかかる荷重は手押し車上の荷重の位置に比例して変わります。
システムが動いていないとき、すべての力とトルクの総和は 0 に等しくなります。
車輪の中心周りにトルクの均衡が存在する場合、以下の式が成り立ちます。
= 荷重
TR
C
= 荷重（人にかかる荷重の反力）
= 車輪の中心から荷重の重心までの距離
A
= 地上の支点（車輪の中心と人）間の距離
TR (kg)
C
U · C = TR · A
A
317 003
U
U (kg)
荷重（荷物）· 関連するテコの長さ = 負荷 · 関連するテコの長さ
04:20-01 発行 1 ja-JP
5 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
概念と計算
AB
BL/2
BL/2
U
アクスル荷重とボディワークの計算は静的均衡を基に成り立ちます。
• 下向きの力の合計は上向きの力の合計に等しくなります。これはすなわち、ト
ラックの全コンポーネントと積載重量の総計はトラックのアクスル荷重の総計
に等しいということを意味します。
• ある一点で重力の力によって発せられたトルクの合計は、同一点で働く反作用
によって発せられるトルクに等しくなります。これは前セクションのテコの原
理で説明されています。前の例のホイールをトラックのフロントホイールに、
人をリアホイールに置き換えることができます。
寸法
BEP
説明
A
L011
第一フロントアクスルと第一ドライビングアクスル間の距離
AB
L002
フロントアクスルからボディワークまでの距離
Q
L012.1 フロントアクスル間の距離
LL
-
第一フロントアクスルから、両フロントアクスルの理論的荷重
中心までの距離
L
L014
第一ドライビングリヤアクスルからボギーの理論的荷重中心ま
での距離
AT
L015
理論的ホイールベース、フロントおよびリヤの理論的荷重中心
間の距離
BL
K
-
ロードキャリアの外部的長さ
ロードキャリアの中心点から荷重およびボディワークの重心ま
での距離
C
-
フロント荷重中心から荷重およびボディワークまたは追加重量
の重心までの距離
TF
04:20-01 発行 1 ja-JP
TR
K
C
AT
A
L
317 004
Scania
6 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
重量および公式
重量のタイプ：
重量の分配
フロント
リヤ
T
= 積載車両総重量
TF
TR
W
N
= シャシ重量
= 追加重量、例えばクレーン
WF
NF
WR
NR
U
= 荷重およびボディワーク重量
UF
UR
以下の式を使用します：
T = W + N + U
C · U = AT · UR
または書形式で：
C =
AT · UR
U
U = UF + UR
均衡を得るには、負荷とボディワークの総重量 U にそのテコ C をかけたものが、
リアアクスルの重量の中心にかかる U の比率 UR に理論上のアクスル距離 AT を
かけたものと等しくならなければなりません。
積載面 BL を計算できるように、先ず C を計算します。積載面 BL の位置は一般
的に偏差 K によって決まります。この偏差はできる限り 0 に近いことが必要です。
04:20-01 発行 1 ja-JP
7 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
以下の情報を獲得します：
• 許容アクスル重量
• トラック重量およびホイールベース
• ボディワークおよび追加機器の重量
計算
フロント重量
(kg)
積載車両総重量
リヤ重量 (kg)
TF
総重量 (kg)
TR
T
シャシ重量
-
WF
-
WR
-
W
追加重量
-
NF
-
NR
-
N
荷重 + ボディワーク
=
UF
=
UR
=
U
ここに 5 つの計算例があります。
04:20-01 発行 1 ja-JP
8 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例 1：ホイール構成 6x4 のトラクター
計算の目的は、最適なアクスル荷重を得るためにあるべきカプラー (C) の位置を
見つけることです。
次の事実を得て計算を開始します：
U
• 最大許容アクスル荷重
• トラック重量およびホイールベース
A=4,300 mm
L = 677.5 mm
計算
フロント重量
(kg)
総重量a
リヤ重量 (kg)
総重量 (kg)
A
AT
TF = 7,000
TR = 19,000
TR
C
L
317 005
TF
AT = A + L = 4,977.5 mm
T = 26,000
シャシ重量
-
WF = 4,790
-
WR = 3,350
-
W = 8,140
荷重 + カプラー
=
UF = 2,210
=
UR = 15,650
=
U = 17,860
a. 積載車両
以下の計算を使用して C を計算します：
AT · UR
C =
=
U
4 977,5 ·
15 650
= 4,362 mm
17 860
最大許容アクスル荷重を利用するには、カプラーをフロントアクスル後方 4,350
mm の位置に置く必要があります。その場合、K は 0 です。
04:20-01 発行 1 ja-JP
9 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例 2：リヤマウントクレーンおよびホイール構成 6x2 装備のトラック
計算の目的は、フロントまたはリヤの各アクスル上のクレーンの重量配分を決定
することにあります。
N
次の事実を得て計算を開始します：
• 最大許容アクスル荷重
• トラック重量およびホイールベース
• 重量およびクレーンの重心
= 4,600 mm
L
AT
= 612 mm (6x2)
= A + L = 4,600 + 612 = 5,212 mm
C
= 7,400 mm
N
= 2,500 kg
NF
A
L
NR
AT
C
04:20-01 発行 1 ja-JP
317 006
A
10 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
テコの原理を用いることで、以下の計算ができます：
NR =
N · C
AT
=
2 500 · 7 400
5 212
= 3,550 kg
NR = 3,550 kg 以下の条件下で：
NF = N - NR = 2,500 - 3,550 = -1,050 kg
NF = - 1,050 kg
フロントアクスルにかかる重量は負になります。すなわちフロントアクスルにか
かる荷重が低減されます。
車両全体の計算のため、続く計算では NF と NR が対応する重量の中心に挿入され
ます。
04:20-01 発行 1 ja-JP
11 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例 3：キャブ背後のクレーンおよびホイール構成 4x2 装備のトラック
AB
計算の目的は、フロントおよびリヤの各アクスル上のクレーンの重量配分とボ
ディワーク用の適切なプラットフォームの長さを決定することにあります。
BL
N
BL/2
BL/2
次の事実を得て計算を開始します：
U
• 最大許容アクスル荷重
• トラック重量およびホイールベース
• 重量およびクレーンの重心
アクスル上のクレーンの重量配分計算については例 2 を参照してください。
= AT = 4,300 mm
AB
= クレーンの仕様および計算によれば、少なくとも 1,100 mm
WF
= 4,260 kg
WR
= 1,848 kg
N
= 1,950 kg
計算
TF
TR
C
A
フロント重量
(kg)
総重量a
リヤ重量 (kg)
TF = 7,500
総重量 (kg)
TR = 11,000
シャシ重量
-
WF = 4,260
-
設備機器、クレーン
-
NF = 1,586
荷重 + ボディワーク
=
UF = 1,654
J
317 007
A
T = 18,500
WR = 1,848
-
W = 6,108
-
NR = 364
-
N = 1,950
=
UR = 8,788
=
U = 10,442
a. 積載車両
04:20-01 発行 1 ja-JP
12 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
以下の計算を使用して C を計算します：
C
=
AT · UR
U
C =
4 300 · 8 788
10 442
= 3,619 mm
最適アクスル荷重配分の下での可能な限り最長の積載面 (BL) を得るために、可能
な限り最短の AB を入力します。
C = AB + BL/2
3 619 = 1 100 + BL/2
BL/2 = 2 519 mm
最適アクスル荷重配分の下での可能な限り最長の積載面 (BL) は 5,038 mm です。
標準長さ 4,400 mm を持つチッパーボディを使用してください。前出の計算では、
チッパーボディはクレーンの背後に空間があることを示しています。
04:20-01 発行 1 ja-JP
13 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
最適長さおよび許容可能なリヤオーバーハングを持つチッパーボディを選択でき
るように、寸法 AB を計算します。
C = AB + BL/2
3 619 = AB + 2,200
AB = 1,419 mm
フロントアクスルからチッパーボディの最後部位置までは：
C + BL/2 = 3,619 + 2,200 = 5,819 mm
リヤアクスル背後のオーバーハング (J) は以下のようになります：
(C + BL/2) - A = 5,819 - 4,300 =
1,519 mm
ダンピングアクスルがリヤアクスルの背後 1,000 mm にある場合、ダンピングアク
スルの背後に 519 mm のオーバーハングがあります。これは許容できる値ですか
ら、長さ 4,400 mm のチッパーボディの選択は変更する必要がありません。
04:20-01 発行 1 ja-JP
14 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例 4：ホイール構成 8x4*4 のチッパートラック
AB
BL/2
計算の目的は、最大許容アクスル重量を超過せずに適切な長さの積載エリア (BL)
とその取り付け位置を得ることにあります。またこの場合、選択された長さで、
ダンプ操作時の良好な安定が得られるよう適切なオーバーハングのもたらされる
必要があります。
BL/2
C
K
U
次の事実を得て計算を開始します：
• 最大許容アクスル荷重
• トラック重量およびホイールベース
• ボディワークおよび追加機器の重量
このチッパートラックの例では、計算は均一に配分された荷重で行われます。
寸法 (AB) はフロントアクスルとボディワークフロント部分の間で一般的に求めら
れます。異なる長さのキャブに対する最小許容 AB 寸法が示されています。14 キャ
ブ用の最小 AB 寸法は 320mm と示されています。
A
=
3,350 mm
K
=
0
L
=
1,256 mm
AT
=
A + L = 4,606 mm （ICD によって）
計算
総重量a
L
A
AT
フロント重量
(kg)
リヤ重量 (kg)
TF = 7,100
TR
317 008
TF
総重量 (kg)
TR = 24,000
T = 31,100
シャシ重量
- WF = 4,870
-
WR = 4,585
-
W = 9,455
荷重 + ボディワーク
= UF = 2,230
=
UR = 19,415
=
U = 21,645
a. 積載車両
04:20-01 発行 1 ja-JP
15 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
C の計算用に以下の公式を使用します：
C =
AT · UR
U
C =
4 606 · 19 415
21 645
= 4 131
以下の公式を使用して、最適アクスル荷重配分の下での最長ボディワーク (BL) を
計算します：
C + K = AB + BL/2
4,131 = 320 + BL/2
BL = 7,622 mm
最適アクスル荷重配分の下での最長ボディワークは 7,622 mm です。
04:20-01 発行 1 ja-JP
16 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
標準長さ 6,200 mm を持つチッパートラックを使用します。以下の計算は選択され
たチッパーボディに対して十分なスペースがあるを示しています。どのプラット
ホームが許容可能なリヤオーバーハングを与えるかを見るため、寸法 AB を計算し
ます。
C = AB + BL/2
4 131 = AB + 6,200/2
AB = 1,031 mm
積載面 (BL)6,200 mm のチッパープラットホームについて、フロントアクスルから
チッパープラットホーム再後部位置までは以下の通りです：
C + BL/2
4,131 + 3,100 = 7,231 mm
ボギーのホイールベースは 1,355 + 1,305 です。これは車両の ICD に示されてい
ます。
最後尾アクスル後方のオーバーハングは：
(C + BL/2) - (A + 1,355 + 1,305) = (4,131 + 3,100) - (3,350 + 1,355 + 1,305) = 7,231 - 6,010
= 1,221 mm
ダンピングアクスルが最後尾リヤアクスルの背後 550 mm にある場合、1 221 - 550
= 671 mm のオーバーハングがダンピングアクスルの背後にあります。これは許容
できる値ですから、長さ 6,200 mm のチッパーボディの選択は変更する必要があり
ません。
04:20-01 発行 1 ja-JP
17 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
例 5： C ホイール構成 8x4 のコンクリートミキサー車
U
計算の目的は最大許容アクスル荷重時のコンクリートミキサー車の最適位置を得
ることにあります。
AB
次の事実を得て計算を開始します：
• 最大許容アクスル荷重
• トラックシャシ重量およびホイールベース
• ボディワークおよび追加装備の重量とそれら各々の重心 (CG)。
= 4,005 mm
CG
= 2,941 mm、ボディワークのフロント端からの寸法
計算
フロント重量
(kg)
総重量a
リヤ重量 (kg)
TF = 13,000
総重量 (kg)
TR = 19,000
T = 32,000
シャシ重量
-
WF = 6,385
-
WR = 2,720
-
W = 9,105
荷重 + ボディワーク
=
UF = 6,615
= UR = 16,280
=
U = 22,895
TR
TF
Q
C
AT
a. 積載車両
A
04:20-01 発行 1 ja-JP
317 009
AT
18 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden
アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
フロント荷重の中心に対してあるべき重心の位置を見つけるために、C を計算しま
す。
C =
AT · UR
U
=
4 005 · 16 280
22 895
= 2,848 mm
第一フロントアクスルに対するコンクリートミキサー車の位置を決定するするた
めに、寸法 AB を計算します。C はフロント荷重の中心、フロントホイールベース
の半分の位置、から計るので、この場合、1 940/2 = 970 mm が使用されます。
AB = C - CG + フロントホイールベースの半分 = 2,848 - 2,941 + 970 =
877 mm
コンクリートミキサー車の位置は第一フロントアクスルの後ろ 877 mm です。
04:20-01 発行 1 ja-JP
19 (19)
©
Scania CV AB 2010, Sweden

Download Report