Hướng dẫn tính toán số lượng dây tăng đơ cần thiết dựa trên khối lượng và ma sát hàng hóa

Hướng dẫn tính toán số lượng dây tăng đơ theo chuẩn EN 12195-1. Công thức tính dựa trên tải trọng, hệ số ma sát và lực căng STF để đảm bảo an toàn tuyệt đối.

Trong vận tải hàng hóa, việc xác định số lượng dây chằng buộc (lashing equipment) thường được thực hiện dựa trên kinh nghiệm hoặc ước lượng cảm tính. Điều này dẫn đến hai rủi ro: lãng phí vật tư (nếu chằng quá nhiều) hoặc mất an toàn (nếu chằng không đủ).

Theo tiêu chuẩn quốc tế EN 12195-1 (Tính toán lực chằng buộc trên phương tiện giao thông đường bộ), số lượng dây tăng đơ cần thiết là một con số toán học chính xác, phụ thuộc vào các biến số vật lý: Khối lượng hàng, Hệ số ma sát và Lực căng định mức (STF) của dây. Bài viết này cung cấp phương pháp tính toán cho kỹ thuật Chằng buộc đè nén (Top-over Lashing/Friction Lashing) - phương pháp phổ biến nhất hiện nay.

I. Các biến số trong công thức tính toán

Để áp dụng công thức, cần xác định chính xác các thông số đầu vào sau:

1. Khối lượng hàng hóa (m)

Tổng trọng lượng của kiện hàng cần cố định (đơn vị: kg hoặc tấn).

2. Gia tốc quán tính (Cx​,Cy​)

Khi xe di chuyển, hàng hóa chịu tác động của lực quán tính muốn làm nó trượt đi. Theo EN 12195-1:

• Trượt về phía trước (Phanh gấp): Hệ số gia tốc Cx​=0.8 (tương đương 80% trọng lượng hàng).

• Trượt sang ngang (Vào cua) hoặc về sau: Hệ số gia tốc Cy​=0.5 (tương đương 50% trọng lượng hàng).

• Lưu ý: Trường hợp vận tải đường biển hoặc đường sắt sẽ có hệ số cao hơn.

3. Hệ số ma sát (μ)

Đây là yếu tố quan trọng nhất giúp giảm số lượng dây cần thiết. Ma sát là lực cản trở chuyển động trượt giữa bề mặt hàng hóa và sàn xe.

• Gỗ trên Gỗ / Kim loại trên Gỗ: μ≈0.3−0.4

• Kim loại trên Kim loại: μ≈0.1−0.2 (Rất trơn, yêu cầu nhiều dây).

• Sử dụng Tấm lót chống trượt (Anti-slip mat): μ≈0.6 (Hiệu quả cao).

4. Lực căng định mức của dây (STF)

Lực ép mà dây tăng đơ tạo ra xuống mặt hàng hóa (được ghi trên tem nhãn dây, chuẩn EN 12195-2).

• Dây bản 50mm tiêu chuẩn thường có STF=350 daN (khoảng 350kg lực).

• Lưu ý: Không nhầm lẫn với LC (Khả năng chịu tải kéo đứt). Trong phương pháp chằng đè nén, STF mới là thông số quyết định.

5. Góc chằng buộc (α)

Góc tạo bởi dây chằng và mặt sàn. Góc càng gần 90 độ (vuông góc), lực ép xuống càng lớn và hiệu quả càng cao.

II. Công thức tính toán số lượng dây (Phương pháp Chằng đè nén)

Mục tiêu của chằng đè nén là tăng lực ma sát để thắng lực quán tính. Công thức cơ bản theo EN 12195-1 để chống trượt về phía trước (trường hợp rủi ro cao nhất) là:

n≥k⋅μ⋅sin(α)⋅STF(Cx​−μ)⋅m⋅g​

Trong đó:

• n: Số lượng dây cần thiết.

• Cx​: Hệ số gia tốc dọc (thường là 0.8).

• μ: Hệ số ma sát.

• m⋅g: Trọng lượng hàng hóa (Weight).

• k: Hệ số truyền lực (thường k=1.5 nếu có thiết bị căng ở một bên, hoặc k=2 nếu căng đều hai bên. Để an toàn thường tính k=1.5).

• sin(α): Hệ số góc (nếu dây vuông góc 90 độ, sin(90)=1).

• STF: Lực căng định mức của dây.

Công thức rút gọn (Giả định góc 90 độ, k=1.5):

n≥μ(0.8−μ)​⋅1.5⋅STF Trọng lượng hàng

III. Ví dụ tính toán thực tế

Bài toán: Cần vận chuyển một kiện máy móc nặng 4 Tấn (4000 kg). Đế máy bằng gỗ đặt trên sàn xe gỗ. Sử dụng dây tăng đơ bản 50mm có STF = 350 daN.

Trường hợp 1: Không sử dụng tấm lót chống trượt (μ=0.3)

• Lực quán tính đẩy hàng tới: 0.8×4000=3200 kg.

• Lực ma sát tự nhiên giữ hàng: 0.3×4000=1200 kg.

• Lực còn thiếu cần bù đắp bằng dây: 2000 kg.

Áp dụng công thức:

n≥0.3(0.8−0.3)​⋅1.5⋅3504000​=1.66⋅7.61=12.6

Kết quả: Cần 13 dây tăng đơ. (Số lượng quá lớn, không khả thi).

Trường hợp 2: Có sử dụng Tấm lót chống trượt cao su (μ=0.6) Khi μ=0.6, lực ma sát tăng lên đáng kể. Áp dụng công thức:

n≥0.6(0.8−0.6)​⋅1.5⋅3504000​=0.33⋅7.61=2.5

Kết quả: Chỉ cần 3 dây tăng đơ.

IV. Kết luận và Khuyến nghị

Từ phân tích trên, có thể rút ra các kết luận kỹ thuật:

1. Hệ số ma sát (μ) là chìa khóa: Chỉ cần tăng ma sát (dùng thảm cao su) có thể giảm số lượng dây cần dùng từ 13 dây xuống còn 3 dây. Đây là giải pháp tiết kiệm chi phí và thời gian nhất.

2. Góc chằng buộc (α): Luôn cố gắng chằng dây càng vuông góc với sàn càng tốt. Nếu góc dây quá thấp (< 30 độ), hiệu quả ép tải gần như bằng không.

3. Sử dụng dây có STF cao: Dùng dây tăng đơ chất lượng cao với bộ tăng đơ ERGO (ngược) có thể tạo ra STF 500 daN trở lên, giúp giảm thêm số lượng dây cần thiết.

Việc tính toán chính xác không chỉ đảm bảo tuân thủ an toàn mà còn tối ưu hóa chi phí vật tư. Cần hỗ trợ tính toán tải trọng hoặc cung cấp các thiết bị chằng buộc đạt chuẩn STF cao? Liên hệ ngay với bộ phận kỹ thuật của DARAVIN để được tư vấn.