Grundläggande principer för lastsäkring

Krafter verkande på last under godstransport

Under transport verkar bland annat följande krafter på ett godskolli:

  • Gravitationskraft
  • Tröghetskrafter (masskrafter)
  • Friktionskrafter
  • Vibrationskrafter

Innan ett fordon börjar att röra sig är det i princip endast gravitationskraften som påverkar ett godskolli som står på ett lastbilsflak. Gravitationskraften åstadkommes av jordens dragningskraft och verkar rakt ner i lodrät riktning.

En kraft som verkar på ett kolli beräknas fysikaliskt som multiplikationen mellan kollits massa m och den acceleration a som verkar på kollit: F = m×a

Acceleration uttrycks i m/s2 (meter per sekundkvadrat). Jordaccelerationen är 9,81 m/s2 och benämns g (1g = 9,81 m/s2). Om godsets vikt är uttryckt i kg och accelerationen i m/s2 erhålles kraften i Newton (N) men om godsets vikt istället är uttryckt i ton erhålles kraften i kilo Newton (kN).

Det är således inte fysikaliskt riktigt att uttrycka krafter i kg och ton. Detta är dock godtagbart i surrningssammanhang och gör de fysikaliska sambanden mycket enklare att förklara och förstå. Med accelerationer angivna i andelar av g erhålles krafter angivna i kg eller ton.

Tyngdkraften som verkar på ett godskolli som står på ett stillastående lastbilsflak är lika med godsets vikt. Om ett kolli väger 2 ton påverkas det därmed av en nedåtriktad kraft av ca 2 ton.

En kropp har alltså tyngd, vikt, då den befinner sig på jordytan. Om den flyttas till månen blir tyngden mindre, ca 1/6 av tyngden på jorden. Detta beror på att månen med sin mindre massa utövar svagare dragningskraft än jorden. Ute i universum, långt från alla stjärnor, är tyngden praktiskt taget noll. Observera att en kropps massa är densamma var den än befinner sig.

Om fordonet står stilla utan att köra, påverkas kollit dels av en nedåtriktad kraft, gravitationskraften Fmv, dels av en uppåtriktad kraft, normalkraften FN, som båda, då av = 1 g, motsvarar godsets vikt 2 ton.

Tröghetskrafter (masskrafter) verkar på ett kolli när dess hastighet ändras i någon riktning under en godstransport. Hastighets­ökning kallas acceleration och hastighetsminskning för retardation. Fysikaliskt är en retardation lika med en acceleration med negativt tecken.

Gods utsätts för olika påkänningskrafter beroende på vilket transportslag som godset transporteras; väg-, järnvägs- och/eller sjötransport. De olika transportslagen ställer därför olika krav på hur godset ska vara lastat och säkrat för att klara transporten. Kravet på lastsäkring vid vägtransport i Europa är enligt nedan.

Kraft framåt under en godstransport vid kraftig inbromsning: 8 m/s2 = 0,8 g (= 0,8×Lastvikten)

Kraft i sidled under en godstransport vid kraftig kurvtagning: 5 m/s2 = 0,5 g (= 0,5×Lastvikten)

Kraft bakåt under en godstransport vid acceleration: 5 m/s2 = 0,5 g (= 0,5×Lastvikten)

Vid dimensionering av lastsäkringsarrangemang antas ovanstående accelerationer uppträda var för sig. Samtidigt verkar tyngdkraften nedåt. Vid sjötransport minskas jordaccelerationen med den dynamiska vertikala accelerationen. Gods utsätts för olika krafter beroende på transportslag, d.v.s. om godset färdas på väg, på järnväg eller till sjöss.

På samma sätt som för gravitationskraften, beräknas masskraften genom multiplikation av massan och accelerationen:

Fmh = m×ah

där                    Fmh = horisontella masskraften,

                          m = godsets massa samt

                          ah = den horisontella accelerationen (framåt, bakåt eller i sidled).

Enheten på kraften bestäms på samma sätt som för gravitationskraften.

Friktionskraften är den kraft som vill motverka godsets rörelse när det utsätts för mass­krafter under transport. Andra krafter som motverkar rörelser är krafter som uppkommer i förstängningsanordningar och surrningar.

Friktionskraften (Ffr) erhålles ur följande formel:

Ffr = FN×μ

där                    FN  = Normalkraften = den kraft med vilken godset trycker mot flaket och

                          μ = friktionen.

Ffr får samma enhet som FN. Detta innebär att om de nedåtriktade krafterna är uttryckta i kN uttrycks även friktionskraften i kN, och om normalkraften är uttryckt i ton blir även friktionskraften uttryckt i ton.

Vibrationskrafter är kortvariga kraftstötar med litet energiinnehåll som kan leda till godsvandring. En enstaka sådan kraftstöt kan inte förflytta godset någon längre sträcka på grund av den korta varaktigheten. På grund av en ständig upprepning under en längre tidsperiod kan emellertid vibrationskrafter få gods som inte är säkrat att vandra, d v s förflytta sig en längre sträcka åt något håll.

Friktion

Friktionen är ett mått på hur sträv kontaktytan mellan två material är och som betecknas med den grekiska bokstaven μ. Friktionen har ett värde mellan 0 och 1.

Om kontaktytan är sträv är friktionen hög. Trä mot trä är ett exempel på en kontakt­­yta som är relativt sträv. Om kontaktytan är ren och torr samt fri från frost, is och snö, har kontaktytan trä mot trä en friktionsfaktor på 0,45. Om gummi placeras mellan en trälåda och ett träflak, ökar strävheten och därmed friktionsfaktorn.

För hala kontaktytor är friktionsfaktorn låg. Exempel på hala kontaktytor är stål mot stål. Om ytorna dessutom är smorda är friktionen ännu lägre.

Friktionen påverkar hur mycket lastsäkringsutrustning som behövs för att förhindra glidning mellan gods och underlag samt mellan olika godskollin som är staplade på varandra. Ju lägre friktionen är desto mer surrningsutrustning behövs.

Friktion kan indelas i vilofriktion och glidfriktion. Vilofriktion, eller statisk friktion, är friktionen mellan två ytor i vilande tillstånd, d v s då ytorna inte glider mot varandra. Om ytorna börjar glida mot varandra ändras friktionen från statisk friktion till glid­friktion, dynamisk friktion.

Dynamisk friktion är lägre än statisk friktion, d v s den rörelsehindrande kraften som friktionen åstadkommer är större innan glidning har börjat. Om väl glidning börjar sjunker den glidnings­­förhindrande friktionskraften. Generellt kan den dynamiska friktionen uppskattas till ca 75 % av den statiska friktionen.

Friktionsvärden för typiska kontaktytor finns tabellerade i olika föreskrifter, standarder och guidelines, se till exempel i CTU-lathunden.

Tabellerade värden gäller för rena ytor som är fria från frost, is och snö. Om så inte är fallet, eller om friktionen inte är känd, kan antingen generella friktionsfaktorer användas som är låga eller så kan friktionen bestämmas genom praktiska prov.

Tyngdpunkt

Tyngdpunkten för ett godskolli är centrum för kollits massa. För homogent gods ligger tyngdpunkten i kollits geometriska mitt, d v s på halva höjden, halva bredden och halva längden. Exempel på homogent gods är en pappersrulle. 

För icke homogent gods ligger ofta tyngdpunkten förskjuten i förhållande till kollits mitt. Exempel på icke homogent gods är maskiner i lådor och häckar. Tyngdpunkten kan vara förskjuten i såväl sidled som uppåt eller nedåt.

Lastsäkringen påverkas mest om tyngdpunkten är kraftigt förskjuten åt ena sidan eller om den ligger högt över kollits mitt. Det finns inte något lagligt krav på att tyngdpunkten skall vara utmärkt på ett kolli, inte ens om den är förskjuten i förhållande till kollits mitt. Många maskinleverantörer brukar dock markera förskjuten tyngdpunkt på emballagets utsida. Enligt EU:s maskindirektiv ska det dock finnas dokumentation med uppgifter om var tyngdpunkten för maskiner är belägna för säker hantering av maskinerna. Den internationella symbolen för tyngdpunktsmärkning framgår av nedanstående figur.

Glidning, tippning och vandring

Gods ska vara lastsäkrat så att det förhindras att glida och tippa framåt, bakåt och i sidled samt att vandra.

Om ett kolli kommer att glida eller inte beror på följande faktorer:

  • Friktionen mellan kolli och underlag
  • Påkänningarnas storlek

Om friktionen är låg är risken stor att kollit glider. Om friktionen är hög kan det vara tillräckligt för att förhindra glidning utan några ytterligare åtgärder. Notera att vikten inte har någon betydelse för när ett kolli börjar glida, d.v.s. tungt gods står inte kvar för att det är tungt. När väl glidning uppstår spelar dock vikten stor roll och innebär att tungt gods utgör en stor fara om det börjar glida.

Om ett kolli tippar eller inte beror på följande faktorer:

  • Kollits bredd och längd
  • Tyngdpunktens läge i höjdled, längdled och sidled
  • Påkänningarnas storlek

Godsets vikt påverkar inte heller om ett kolli tippar.

Om varken glidnings- eller tippningsrisk föreligger kan det under vissa omständigheter vara tillåtet att köra gods helt osäkrat. Vandring kan uppstå på grund av vibrationer vid exempelvis ojämn vägbana. En ständig upprepning av vibrationer kan få gods som inte är säkrat att vandra längre sträckor.

Ytterligare information

Ytterligare information får du genom att kontakta:

Du kan även läsa mer om lastsäkring på vår samlingssida

    Skicka ett meddelande:

    Namn:

    Företag:

    E-mail:

    Telefon:

    Meddelande:

    Kontaktuppgifter:

    MariTerm AB
    Sporthallsvägen 2A
    263 35 Höganäs

    Sven Sökjer-Petersen
    Telefon: 042-33 31 04
    E-mail: sven.petersen@mariterm.se
    www.mariterm.se