KURZUS: Anyagmozgatás-raktározás I.

MODUL: II. modul: Csomagolási alapismeretek I.

14. lecke: Az árukat érő igénybevételek

|  | Tanulási útmutató
| Tanulási célok
| A lecke feldolgozása után Ön képes lesz:
| saját szavaival meghatározni a termékeket érő főbb igénybevételek típusát; kiválasztani a felütközés során jelentkező mozgási (kinetikai) energiát, erőt meghatározó matematikai összefüggést; adatok alapján kiszámítani a felütközéskor fellépő mozgási energiát és erőt; saját szavaival meghatározni a fékút növelésének lehetőségét; saját szavaival meghatározni az érzékenységi fok jelentését; kiválasztani az érzékenységi fokot leíró helyes összefüggést; csoportosítani a különböző érzékenységi fokokat és a hozzájuk tartozó számértékeket; saját szavaival meghatározni az ütköztetési vagy ejtési vizsgálat lényegét és a megvalósítási módját; saját szavaival meghatározni a tolatási ütközés, ütés, rázás, lengés, nyomás során fellépő igénybevétel jellegét, hatását, a védekezés módjait; kiválasztani a vasutak gyakorlatában általánosnak tekintett ráfutási sebességet és a hozzá tartozó rakfelületi gyorsulást; saját szavaival meghatározni a lejtőpályás ütközési vizsgálat jellemzőit; kiválasztani a lejtőpályás ütközési vizsgálat berendezésének főbb adatait; kiválasztani a tolatási ütközés elsődleges és másodlagos hatásait és a védelem lehetséges megoldásait; kiválasztani a tolatási ütközés esetén a csomagolás tervezéskor alkalmazandó sebesség és gyorsulási adatokat; kiválasztani az ütésvizsgálat jellemzőit; kiválasztani az ütésvédelem jellemző megvalósítási módját; saját szavaival meghatározni a rázómozgások és a lengések kiváltó okait és hatását; kiválasztani a lengés két jellemzőjét; kiválasztani a lengések hatását felerősítő tényezőt; saját szavaival meghatározni a halmazolási nyomás fogalmát; kiválasztani a halmazolás során fellépő erőt meghatározó összefüggést; adatok alapján meghatározni a halmazolás során fellépő erőt; kiválasztani a jellemző halmazolási magasságokat; saját szavaival meghatározni a klimatikus igénybevételek típusát és hatásait; csoportosítani a klimatikus igénybevételeket és a védekezési eljárásokat.
| Tevékenységek
| Olvassa el a következő leckét! Határozza meg a termékeket érő főbb igénybevételek típusát! Válassza ki a felütközés során jelentkező mozgási (kinetikai) energiát, erőt meghatározó matematikai összefüggést! Számítsa ki a felütközéskor fellépő mozgási energiát és erőt! Határozza meg a fékút növelésének lehetőségét! Határozza meg az érzékenységi fok jelentését! Válassza ki az érzékenységi fokot leíró helyes összefüggést! Csoportosítsa a különböző érzékenységi fokokat és a hozzájuk tartozó számértékeket! Határozza meg az ütköztetési vagy ejtési vizsgálat lényegét és a megvalósítási módját! Határozza meg a tolatási ütközés, ütés, rázás, lengés, nyomás során fellépő igénybevétel jellegét, hatását, a védekezés módjait! Válassza ki a vasutak gyakorlatában általánosnak tekintett ráfutási sebességet és a hozzá tartozó rakfelületi gyorsulást! Határozza meg a lejtőpályás ütközési vizsgálat jellemzőit! Válassza ki a lejtőpályás ütközési vizsgálat berendezésének főbb adatait! Válassza ki a tolatási ütközés elsődleges és másodlagos hatásait és a védelem lehetséges megoldásait! Válassza ki a tolatási ütközés esetén a csomagolás tervezéskor alkalmazandó sebesség és gyorsulási adatokat! Válassza ki az ütésvizsgálat jellemzőit! Válassza ki az ütésvédelem jellemző megvalósítási módját! Határozza meg a rázómozgások és a lengések kiváltó okait és hatását! Válassza ki a lengés két jellemzőjét! Válassza ki a lengések hatását felerősítő tényezőt! Határozza meg a halmazolási nyomás fogalmát! Válassza ki a halmazolás során fellépő erőt meghatározó összefüggést! Számítsa ki a halmazolás során fellépő erőt! Válassza ki a jellemző halmazolási magasságokat! Határozza meg a klimatikus igénybevételek típusát és hatásait! Csoportosítsa a klimatikus igénybevételeket és a védekezési eljárásokat!
| A feldolgozáshoz szükséges idő: 65 perc olvasás, tanulás, 25 perc önellenőrzés.
| Tananyag
| Mechanikai igénybevételek
| Az ejtés
| Az ejtés a leggyakrabban előforduló dinamikus igénybevétel. Rendszerint a szakszerűtlen vagy gondatlan árukezelés következménye be-, ki- és átrakás során. A szállítóeszköz hirtelen megállása vagy indítása is okozhat az áru tehetetlenségéből eredő ejtési igénybevételt.
| Fizikai alapfogalmak
| Az ejtéskor fellépő mechanikai igénybevétel az elmozduló test felütközésekor bekövetkező hirtelen sebességváltozás következménye. Az m tömegű csomagolás h magasságból leejtve a föld vonzóerejének hatására állandóan gyorsuló mozgással esik. A szabadon eső test gyorsulása
| g= 9,81 m/s 2
| Ha az ismert m tömegű csomagolás ismert h magasságból leesik és ott felütközik, v max legnagyobb sebességét közvetlenül a felütközés előtt éri el. A felütközéskor ez a sebesség a másodperc tört része alatt a hirtelen lassulás folytán v 0 =0 értékre csökken. A lassulás negatív gyorsulás, amelynek során a felütköző csomagolás az f fékezési utat teszi meg.
| A fékezési út hossza a felütközési felület és a felütköző test rugalmasságának a függvénye, azaz annál rövidebb, minél merevebb a felütközési felület, és minél kevésbé rugalmas a csomagolás. Minél rugalmasabb a felütközési felület és a csomagolás, annál hosszabb a fékezési út is, de mindig kisebb, mint a h ejtési magasság.
| A legnagyobb ejtési sebesség, amely f fékezési út alatt nulla értékre csökken:
| v max⁡ = 2 g h
| Az ütközéskor fellépő erő kiszámításához a test tömegét is ismerni kell. erő= tömeg X gyorsulás és a súlyerő: G= mg.
| A Magyarországon is kötelező nemzetközi SI mértékrendszer (Systéme International d'Unités) szerint az eddigi kp erőegység helyett az N (newton) egységet kell használni.
| 1 N=1 kg⋅m s 2
| Átszámítás: I kp = 9,80665 N, 1 N=0,10197 kp.
| A h magasságra emelt csomagolásban potenciális energiában kifejezett munkaképesség van felhalmozva, ez pedig a tömeg és a magasság függvényében alakul, azaz
| W pot =G h=m g h .
| Az ejtéskor ez a felhalmozott energia a felütközéskor mozgási (kinetikai) energiaként érvényesül:
| W kin =F⋅f= m⋅ v 2 2
| ahol: F a felütközéskor ható erő, f a fékezési út. A v értéket az (1) képlet szerint behelyettesítve
| F⋅f= m⋅2 g h 2 =m g h
| A csomagolás felütközésekor fellépő erő tehát:
| F= m g h f =G⋅ h f
| Ez a képlet használható a felütközési erő kiszámítására. A
| h f viszony, azaz ejtési magasság fékezési út
| meghatározza, hogy a felütközési erő a csomagolás tömegének hányszorosa.
| Példa. A csomagolásban levő termék tömege m=10 g, ejtési magassága a h=100 mm, a fékezési út f=0,01 mm. Mekkora a fellépő erő?
| Számítás:
| F= m g h f = 0,01⋅9,81⋅0,1 0,00001 =981 N
| Ez az erő olyan nagy, hogy a csomagolt termék sérülés nélkül aligha képes elviselni. Mit lehet tenni a termék védelmére, ha az ejtési magasság és a tömeg adott? A csomagolást párnázó hatásúvá kell tenni. A csomagolás megfelelő kialakításával a 0,01 mm fékezési út növelhető pl. f=1 mm-re. Ez esetben az előbbi képlet alapján:
| F'=9,81 N.
| Ezt az erőhatást a termék már sérülés nélkül elviselheti.
| A csomagolástechnika feladata tehát az, hogy különféle megoldásokkal a fékezési utat olyan mértékben növelje, ami az adott termék érzékenységének megfelelően csökkenti a fellépő erőhatást.
| A fékút növelése
| A fékezési út hossza megfelelően rugalmas csomagolóanyag megválasztásával, ill. az ütközés felemésztésére alkalmas szerkezetű csomagolóeszközzel növelhető. Ha kell, járulékos párnázat is beépíthető. A párnázat a csomagolás szerkezeti eleme, fő feladata a fékezési út szabályozása.
| A feladat tehát a sérülést okozó igénybevételi csúcsértéket csomagolástechnikai megoldással olyan mértékűre csökkenteni, hogy az igénybevétel kisebb legyen, mint amilyet a termék csomagolás nélkül is el tud viselni.
| A csomagolás a többletráfordítással nem lett jobb, sőt a jól látható rezgések rezonanciát idézhetnek elő, amely a termék sérülését okozhatja.
| A termék felütközési érzékenysége
| Minél nagyobb a termék érzékenysége, azaz minél kisebb az ellenállása a fellépő igénybevétellel szemben - adott ejtési magasság esetén -, annál nagyobb fékezési út kell. Ez az egyik döntő feltétele a párnázat megválasztásának, elhelyezésének és szerkezetének A párnázóanyagok gyártói a térfogategységre jutó tömeg és a vastagság kiszámításához gyakran a termékek érzékenységi fokát adják meg G-értékben (14-1. táblázat).
| Ez a G-érték nem tévesztendő össze a súlyerővel, amit szintén G-vel jelölünk. A G érzékenységi fok azt határozza meg, hogy a termék a g nehézségi gyorsulás hányszorosát tudja elviselni. Vagyis G=x⋅g . A szövegből mindenütt kitűnik adott helyen a G jelentése. A cégek tájékoztatásában megadott G-értékek azonban csak közelítő irányelvként használhatók, egyes esetekben jelentősen eltérnek, sőt ellentmondók.
| Így például lehet, hogy az egyik cég hűtőszekrénye a szállítási igénybevételekkel szemben nem különösen érzékeny. A másik vállalat termékét viszont úgy szerkesztették, hogy megfelelően kialakított csomagolás nélkül a lábak a szállítás alatt elgörbülnek. Ez a termék azonos szállítási körülmények között is több védelmet kíván. Bár a villamosipar egyes nagyvállalatai nagy értékű készülékeik érzékenységét erre a célra alkalmas laboratóriumban ellenőrzik, ezt nem lehet általánosítani. Az optimális áruvédelem megtervezéséhez általában előnyben részesítik a mértékadó értékek kísérleti megállapítását az igénybevételeket utánzó készülékek (pl. ejtőasztal, ejtődaru, lejtőpálya) segítségével. Az ismeretlen G-értéket az ejtési magassággal helyettesítik.
| Mérőkészülékek
| Függetlenül az ejtési magasság, mint kisegítő adat megadásától, a szakemberek arra törekednek, hogy a tényleges igénybevételeket valós körülmények között, mérőkészülékekkel G-értékben határozzák meg.
| Az ilyen vizsgálatok során a mérőkészüléket a csomagolt termék helyett (vagy mellett) helyezik el, és szállítják végig a teljes útvonalon. A teleppel működő diagramíró papírcsíkra feljegyzi a felütközések gyakoriságát, sorrendjét és nagyságát, csak a felütközési irány kérdéses. A három főirányban érzékelő összetett diagramíró három megfelelő elrendezésű felvevővel csökkenti ugyan a nehézséget, de mivel az erőhatások gyakorlatilag minden lehetséges irányból fellépnek, a mérési eredmény nem egészen pontos.
| A legtöbb készülék mechanikusan, tehát rugós feszítéssel beállított mérővel működik. Valamennyi mechanikus rendszer hátránya a rugós megoldás tehetetlenségében és a kis sajátfrekvenciában van. Rövid, kemény felütközések és rezonanciaképződés bizonyos tartományban hibás jelzést adhat. Jobb eredmények érhetők el piezoelektromos kristályos felvevővel. Jellemzője az igen kis tehetetlenség és a 3000 Hz feletti sajátfrekvencia.
| Különböző termékek érzékenysége a g gravitációs gyorsulás többszörösében kifejezve
15...25g rendkívül törékeny 20g különösen érzékeny | villamos vezérlőberendezések, precíziós készülékek, precíziós mérőkészülékek mechanikai csapágyazással (hurkos galvanométer)
20...40g nagyon érzékeny | elektromechanikai mérőműszerek, tűcsapágyas mérőműszerek, elektroncsövek, szilárd, rázkódásmentes keretszerkezetbe beépített készülékek, szerkezetek és elektronikai berendezések
40...60g érzékeny | repülőgép-alkatrészek, elektronikai készülékek, elektromechanikai készülékek (pl. villamos írógép, pénztárgép)
60...85g mérsékelten érzékeny 85...110g viszonylag érzéketlen | televízió, optikai és finommechanikai készülékek, háztartási gépek és készülékek, pl. mosógép, hűtőszekrény, üvegáru
100...200g érzéketlen | gépek, üvegpalackok, motorok, transzformátorok
14-1. táblázat
| Az ejtési igénybevétel utánzása ütköztetéssel vagy ejtéssel
| A mértékadó vizsgálati módszereket az MSZ 16430/4 és az MSZ 16430/5 ismerteti. A kisebb csomagolásokat billenőlapos, magasságban állítható asztalra helyezik. Az asztallap mechanikai, elektromágneses vagy elektrohidraulikus működtetésű oldása után a csomagolás az előzőleg meghatározott magasságból a vízszintessel kb. 10°-os szöget-bezáró merev felütközési felületre esik. Ha a csomagolást sarokra kívánják ejteni, a választott helyzetben külön szerkezet rögzíti A vizsgálati program határozza meg, hogy hányszor kell a vizsgálatot elvégezni, milyen ejtési magasságból és helyzetben, ill. a felütköző felület milyen szögre állítandó be, továbbá hogyan kell az eredményt értékelni.
| Az ejtőasztalra nem helyezhető nagyobb méretű csomagolásokat ejtődaruval vizsgálják. A próbadarabot kötélhurok segítségével a vizsgálandó ejtési helyzetben függesztik, majd daruval vagy csörlővel a szükséges magasságra emelik. Mechanikusan vagy elektromágnesesen működtetett szerkezettel a hurkot kioldják. A további folyamat azonos az ejtőasztalos vizsgálattal. A módszer során a kezelés és a vizsgálati helyzet pontos beállítása nehézkes. A Széchenyi István Egyetem (Győr) akkreditált csomagolásvizsgáló laboratóriumában telepített berendezés a 19. ábrán látható.
| A lejtőpályás ütközési próbát (MSZ 16430/4) nagy és terjedelmes csomagolások vizsgálatára alkalmazzák ejtés helyett. Eredetileg a tolatási ütközések utánzására szerkesztették. Ha az előbbiekben leírt célra használják, a felütköző falat teljesen merev anyagból kell készíteni.
| A berendezés 10°-os lejtésű sínpárból áll, amelyen a kocsi beállítható gurítómagasságból saját tehetetlenségénél fogva lefut. A csomagolást úgy helyezik a kocsira, hogy a vizsgálandó felület- él vagy sarok - a lejtőpályához képest 90°-os szögben beállított falhoz ütdődjön.
| A Széchenyi István Egyetem (Győr) akkreditált csomagolásvizsgáló laboratóriumában telepített berendezés a 14-2. ábrán látható.
Ejtő vizsgálat szabadeséssel
14-1. ábra
Ejtő vizsgálat lejtőpályás ütköztetéssel
14-2. ábra
| Ütközés
| Tolatási ütközés
| A szállítóeszköz hirtelen indításakor vagy fékezésekor fellépő erőhatás az ejtési igénybevételtől lényegében csak irányában különbözik. A legnagyobb ilyen jellegű igénybevételek tolatáskor, különösen a vasúti kocsi ráfutásakor várhatók. A vasutak gyakorlatában az 1 m/s= 3,6 km/h (gyaloglási sebesség) ráfutási sebességet jelölik normálisnak. Ilyenkor a lassulás - a rakfelületen mérve - a vasúti kocsi megrakásától függően - a= 0,75...2,0g. Ez viszonylag kisebb igénybevétel, mint ami a csomagolás ejtésekor fellép. Az olajiparban végzett vizsgálatok szerint a gyakorlatban a tolatáskor a ráfutási sebesség eléri a 12 km/h értéket, rendkívüli esetben akár 24 km/h is lehet. A vasúti kocsi rakfelületén mért lassulás 12,5 km/h, ráfutási sebesség esetén - a= 5...6g. A termék biztonsága végett ajánlatos csomagolástervezéskor ezeket a gyakorlati értékeket figyelembe venni.
| Károk keletkezhetnek a tolatási ütközés elsődleges és másodlagos hatására.
| Az elsődleges hatás a hosszirányban fellépő dinamikus igénybevétel.
| A másodlagos hatások a hirtelen sebességváltozás következtében a csomagolás feldőlésekor, leesésekor keletkeznek. Már viszonylag kisebb tolatási ütközés is elegendő olyan igénybevétel kiváltására, ami az elsődleges hatás többszöröse. Gyakorlatilag e fejezet elején leírtakkal azonos hatásokról van szó, a termék is ugyanazt a védelmet igényli.
| A termék rögzítése
| A másodlagos ütközési hatások elhárításának leghatékonyabb módja a termék megfelelő rögzítése a szállítóeszközön. Ha ez természetes módon, azaz a szállítótér hézag nélküli kitöltésével nem lehetséges, a terméket járulékos elemekkel kell rögzíteni. Erre a célra egyes vállalatok a 600X600 vagy 900×1200 mm méretű, felfújható légpárnát ajánlják. Az a remény azonban, hogy ütközéskor felemésztik az energiát, nem teljesült. Az ütközést a vele határos csomagolásoknak továbbadja. Csupán annyiban hasznosak, hogy meggátolják a csomagolások leesését vagy átbukását.
| Szállítási egységek rögzítése
| A kisebb csomagolásokat gazdasági okokból egységrakománnyá, ill. daruzható szállítási egységgé fogják össze. Ez a megoldás a vízszintes irányú ütközési és az ejtési igénybevétel lehetőségét csökkenti. Ezzel szemben a tolatási ütközés, a hirtelen fékezés, ill. a viharos tengeren a hajó himbáló mozgása folytán létrejövő erők igyekeznek az egységrakományokat meglazítani.
| Ütés
| Az eddig leírt igénybevételek a csomagolás egész felületét, egyik élét vagy sarkát érhetik. A gyakorlatban ilyen jellegű dinamikus hatás akkor is előfordul, ha pl. molnártargoncát, emelővillát vagy más anyagmozgató eszközt, ill. elemet a csomagolásnak ütköztetnek vagy az árukezeléskor az egyik csomagolás sarka a másikhoz ütődik.
| Eltekintve a csomagolt terméket érő igénybevételtől, járulékos hatás is fellép. A csomagolóeszköz az érintkezés helyén behajlási és átütési igénybevételnek is ki van téve. Ha - mint ez gyakori eset - a termék az ily módon igénybe vett csomagolóeszköz belső felülete mentén van, a legtöbbször maga is megsérül. Könnyen keletkezhet alakváltozás, karcolás vagy egyéb felületi sérülés, ami kellemetlen és költséges reklamációkra ad lehetőséget.
| A biztonsági hézag
| Az ütés káros hatása a leghatékonyabban a termék külső felülete és a csomagolóeszköz belső fala közötti biztonsági hézag tartásával előzhető meg. Legcélszerűbb a sarokpárnázás. A biztonsági hézag kialakításával egyidejűleg a megnövelt fékezési út révén csökkenthető az ütőhatás ereje, a sarokpárna célszerű kialakításával pedig a csomagolás halmazolási szilárdsága is növelhető.
14-3. ábra. Biztonsági hézag és párnázás
Anyagtakarékos párnázás műanyagból - 1 | 1/3
| Ütésvizsgálat
| Az ütőhatás a legegyszerűbben golyósingás ütőművel utánozható. A vizsgálat során az ingára erősített acélgolyó 30 J energiával ütődik a szilárdan rögzített csomagolóeszköznek. Ez egyenértékű a 60 kg-mal megrakott 3,6 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájának. A fa- és papírláda mind a négy oldallapját vizsgálják. Az ütési pontot az átlók metszéspontjában vagy ott jelölik ki, ahol a termék érzékenysége a legnagyobb. A csomagolás akkor felel meg, ha a termék - függetlenül attól, hogy a csomagolóeszköz beszakadt-e, vagy behorpadt-e - sértetlen marad.
| Rázómozgások és lengések
| Menet közben csaknem valamennyi szállítóeszköz rázkódik, ezt pedig a rakfelületen át a csomagolásra és ezzel együtt a termékre továbbítja. Az ilyen rázkódásokat a szállítóeszköz rugórendszere egyenletes frekvenciájú lengéssé alakítja át, amely azonos módon adódik át a termékre
| A lengés két jellemzője:
| az amplitúdó, vagyis a kilengés nagysága, ez határozza meg a lengés intenzitását, a frekvencia, amely az egy másodpercre jutó lengések száma, mértékegysége Hz (hertz).
| Lengési igénybevételek eredhetnek:
| vasúti szállítás során sínillesztéseknél, kitérőknél; légi szállítás során a motor működéséből; vízi szállítás során a hullámoktól, valamint szintén a motor működéséből.
| A rázó- és lengő mozgások laboratóriumi szimulálására telepített MTS elektrohidraulikus berendezés a rajta elhelyezett vizsgálandó egységrakománnyal a 14-4. ábrán látható (SZE, Győr, Csomagolásvizsgáló Laboratórium).
Rázó igénybevétel szimulálása rázó asztalon
14-4. ábra
| A károk jellemzője
| Mind a gyakori ütközések okozta rázkódás, mint a lengés egész különböző jellegű károkat okoz. Rázkódáskor, rögzítés hiányában, a csomagolások, ill. a szállítási egységek a rakfelületről felemelkedhetnek. Az igénybevétel kis magasságból nagyon gyors, egymást követően ismétlődő ejtés formájában jelentkezik. Nagysága azonban lényegesen kisebb, mint szabad ejtéskor. A legnagyobb érték még nagyon rossz úton is csak kb. 5g. A veszélyt kizárólag az ismétlődő azonos irányú hatások gyakorisága jelenti. Ez a csomagolóeszköz teherviselő elemeinek kifáradására és ezzel az eredetileg jó párnázóhatás csökkenésére vezethet. Semlegesítésére a nagy és gyors visszaálló képességű párnák alkalmasak.
| A lengés akkor veszélyes a termékre, ha a kívülről ható frekvencia megegyezik a termék vagy valamelyik érzékeny alkatrészének sajátfrekvenciájával. Az együttmozgás pillanatában, a veszélyeztetett részeken, ha rögzítve vannak és nem lenghetnek ki, az amplitúdók a többszörösére növekednek, ennek folytán pedig jelentős húzó- és nyomóerők lépnek fel. Így például egy alkalommal nagy felületű, viszonylag könnyű hűtőaggregátorokat szállítottak tehergépkocsin és pótkocsin 500 km távolságra. A rendeltetési helyre érkezéskor a termékre kívülről csavarozással felerősített, 1-2 m hosszú rézcsövek letörtek, a rácsavart peremek a menetből kiszakadtak. A kár oka, hogy az aggregát mérete miatt nagy tehergépkocsira és pótkocsira volt szükség. Ezek a rendszerint lényegesen nagyobb terhelés miatt keményen voltak rugózva. Menet közben a gépkocsi rugózásának lengései és a hütőaggregát között együttrezgés jött létre (a hütőaggregát rezonált), s ez okozta az alkatrészek törését. Ez esetben a sérülést még nagy költséggel kialakított csomagolás sem akadályozhatta volna meg. A helyes út a két lengéstartomány eltolása lett volna egyrészt pótterhelés alkalmazásával, másrészt a csövek kikötésével.
| Nyomóigénybevétel
| Amíg a korábban ismertetett igénybevételek dinamikus hatásokra vezethetők vissza, a nyomás statikus jellegű. A nyomást két főcsoportba osztják:
| függőleges irányú halmazolási nyomás és vízszintes irányú szorítónyomás.
| A halmazolási nyomás a csomagolások (termékek) közvetlen egymásra helyezésekor fordul elő. A szállítóeszközökön a függőleges irányú gyorsulások, ill. lassulások miatt nem a statikus, hanem a sebességváltozás okozta nagyobb, dinamikus nyomás hat.
| A vízszintes vagy keresztirányú nyomó-igénybevételt főleg a csomagolás daruzása vagy az emelőtargonca, ill. más anyagmozgató gép megfogó szerkezete váltja ki.
| A halmazolási nyomás
| A halmazban a legalsó csomagolást éri a legnagyobb terhelés. Általában a következő halmazolási magasságokkal kell számolni:
| szárazföldi szállítóeszköz (szállítótartály is) 2 m, tengeri hajó fedélközében 4,5 m-ig, tengeri hajó hombárjában 8 m-ig, állvány nélküli raktárban általában 4,5 m, legfeljebb 6 m.
| Azonos csomagolások halmazolásakor a terhelő erőt a következő képlettel viszonylag egyszerűen lehet számítani:
| F= H−h h g⋅Q ,
| ahol: F: a nyomóerő N Q: a csomagolás tömege H: a halmazolási magasság, m h: a csomagolás függőleges élhossza, m g: nehézségi gyorsulás
| Rendezett raktározáshoz ez a képlet jól használható. Hajó rakodásakor azonban az egyforma csomagolások ilyen formában való egymásra helyezése a gyakorlatban ritkán fordul elő. Ezért a halmazolási nyomást a lehetséges legnagyobb halmazolási magasságból és a csomagolás tapasztalati fajlagos térfogategységre jutó tömegéből (0,7 t/m3) határozzák meg. Az egyszerűség kedvéért, biztonságból, gyakran a megengedett padlóterheléssel számolnak, azt tekintik a legalsó csomagolásra ható terhelésnek.
| A szállítótartályhoz a lehetséges 2,2 m legnagyobb halmazolási magasság esetén megengedhető fajlagos terhelés általában 0,45...0,60 t/m2. A legnagyobb terhelés megközelíti az 1,4 t/m2-t. Bár a szállítótartályokat gyakran egymáson tárolják, az így adódó járulékos terhelést maga a szállítótartály veszi fel. Figyelembe kell azonban venni, hogy a halmazolási nyomás a hajó himbálásából és dülöngéléséből eredő dinamikus hatások miatt jelentékenyen megnő. Ezek az erők a hajó orrában és tatjában a legnagyobbak, közepén a legkisebbek. Kedvezőtlen esetben a csomagolásra ható halmazolási terhelés akár 60%-kal is növekedhet. Általában a számított értéket 30...50%-kal növelik. A halmazterhelés szimulálására alkalmas mérési összeállítást és terhelő rendszert a 14-5. ábra mutat be.
Halmazolhatósági vizsgálat nyomópréssel
14-5. ábra
| Fizikai - kémiai igénybevételek
| A klíma igénybevételek
| A logisztikában mivel az áruáramlások zöme szabadtéren zajlik, és időtartama is jelentős, ezért a meteorológiai viszonyok és változásaik nagymértékben hatnak a termék-csomagolás rendszerekre. Vizsgálati tapasztalatok szerint, a leggyakoribb károkozó tényezők:
| Magas hőmérséklet Alacsony hőmérséklet Gyors hőmérsékletváltozás Magas relatív légnedvesség tartalom Közvetlen csapadék Közvetett csapadék (harmat, dér, zúzmara) Napsugárzás Korróziv atmoszféra (pl. tengeri sós köd)
| Természetesen a logisztikában a mechanikai igénybevételek a klíma igénybevétellel együtt hatnak, és a következő kombinált károsító tényezőkkel kell számolni:
| Nagy légnedvesség hatására páralecsapódás a becsomagolt terméken Nagy légnedvesség vagy csapadék hatására az arra érzékeny csomagolóanyagok szilárdság vesztése Magas hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok lágyulása Alacsony hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok elridegedése Egyes csomagolások szétfagyása Változó hőmérséklet hatására a becsomagolt termék térfogat változása, és az ebből eredő túlnyomás ill. vákuum Csomagolt fémtermékeken a magas nedvességtartalom miatti korrózió
| A klíma igénybevételeket klímakamrában lehet modellezni, amelyben -40-től +80 °C-ig állítható a hőmérséklet, mely tartományon belül tetszés szerinti légnedvesség tartalmat lehet beállítani. A kamra arra is alkalmas, hogy a párásító berendezéssel sós ködöt állítsanak elő.
| A mechanikai vizsgálatokat a megfelelő klíma előkészítés után elvégezve választ lehet kapni arra, hogy a logisztikában előforduló klímák mindegyikén a termék-csomagolás rendszerek a mechanikai hatásokat képesek elviselni.
| A klimatikus igénybevételek hatása a halmazolási ellenállásra
| A papír és a papírlemez, valamint a belőlük készített csomagolóeszközök szilárdsági tulajdonságai a nedvességtartalomtól függnek. A nedvességtartalmat pedig elsősorban a csomagolás körüli mikroklíma határozza meg.
| A nedvességtartalom növekedésével bizonyos határon túl csökken a csomagolószerek szilárdsága és ezzel párhuzamosan halmazolási ellenállása is. A papír és papírlemez minőségét 20 °C és 65% relatív légnedvesség-tartalmú térben vizsgálják (repesztőnyomás, átütőmunka, torlónyomás, hajlítómerevség stb.). A halmazolási igénybevétel azonban a gyakorlatban nem az átlagos, hanem a pillanatnyi környezetben lép fel: a járművön, a mindenkori nappali és éjjeli időszakban, télen, a fűtetlen tároló- és átrakóhelyen, valamint a hajó hombárjában. A relatív légnedvesség-tartalom szinte mindig nagyobb, és a legtöbbször a csomagolások hosszabb időn át ennek a környezetnek vannak kitéve, ennek következtében a halmazolási ellenállás jelentősen csökken. Ha ezt a körülményt a csomagolóanyag minőségének megválasztásakor és a csomagolás kialakításakor nem veszik figyelembe, a csomagolás összeroppanása és a halmaz megdőlése miatt kár keletkezik. Sajnos, általános érvényű adat nincs a halmazolási ellenállás változásának mértékére a légnedvesség és a hőmérséklet függvényében. A csomagolóeszközzé feldolgozott papír és papírlemez szilárdsága különböző nedvességtartalomnál nagyon eltérő. A rostanyag fajtája, a fafajta, a feltárási mód, a feltárási fok, az enyvtartalom és még egyéb körülmények határozzák meg a papír és ezzel a csomagolóeszköz nedvszívó képességét. Mind ez ideig még nincs olyan vizsgálati módszer, amelynek alapján biztosan meg lehetne határozni, hogy az adott és vizsgált papíranyagból készült csomagoló eszköz halmazolási ellenállása nagyobb légnedvességre miként viselkedik. A legjobb megközelítés akkor érhető el, ha a gyakorlatot követve a halmazolási ellenállást nemcsak 20 °C és 65% relatív légnedvességű normális környezetben, hanem nagyobb légnedvességen is megvizsgálják
| Anyagkifáradás (öregedés)
| A nagy műanyag szállítási csomagolóeszközök (pl. hordók) hajlamosak arra, hogy halmazolási ellenállásuk csökkenjen a hosszú ideig tartó nyomóterhelés és magasabb hőmérséklet hatására, ahogyan az a tengerentúli szállítás során előfordul. Ezt az állapotot kúszásnak (helytelenül hidegfolyásnak vagy tartósfolyásnak) nevezik. Hosszabb statikus terhelés hatására a papír alapú csomagolóeszközök terhelhetősége is csökken, különösen akkor, ha még dinamikus terhelésnek (pl. rázás, lengés) is ki vannak téve. Ha ilyen jellegű terhelések várhatók, ajánlatos a tartós gyakorlati igénybevételeknél is szigorúbb feltételek között végezni a vizsgálatot.
| Felületvédelem és a csomagolás
| A korrózió ellen védő csomagolás taglalásakor abból lehet kiindulni, hogy a víz kizárása ma már nem okoz nehézséget. Sokféle vízzáró csomagolóanyag van, helyes alkalmazásukat a csomagolásban jártas szakembernek ismernie kell.
| A lélegző csomagoláshoz a csomagolóeszköz belső oldallapjait gépcsomagoló papírral, vagy polietilénnel rétegelt papírral bélelik, kivéve a fenéklapot, amelyet nem kell okvetlenül kibélelni. A tetőlapra a vízzáró szigetelő csomagolóanyagot nem belül, hanem kívül kell elhelyezni, hogy a befolyt, felgyülemlő víz a későbbiekben a bélelést átszakítva ne csurogjon a termékre. Ahol ez nem lehetséges, a terméket vízzáró csomagolóanyaggal (pl. fóliával) kell burkolni.
| A legnagyobb gondot azonban nem a víz, hanem a vízgőz okozza. A korrózió ellen védő csomagolásnak a párát a védendő fémfelülettől teljesen távol kell tartania, vagy minőségében megváltoztatva ártalmatlanná kell tenni. Ez háromféleképpen érhető el:
| a pára távoltartásával az érzékeny felülettől, a termékkel közvetlenül érintkező korróziógátló anyagokkal, olajjal, zsírral, műanyag vagy lakk alapú védőbevonattal, közvetve ható szerekkel a fémtárgy körüli csomagolási mikroklímát vegyi-fizikai úton úgy megváltoztatni, hogy abban korróziós hatás ne léphessen fel, a gázzáró csomagolásból kiszívott levegőnek semleges gázzal, olajjal stb. való pótlása útján.
| A napsugárzás hatása
| A fény az elektromágneses sugárzás egyik formája, amely 300000 km/s sebességgel terjed a térben. Az elektromágneses sugárzás a hullámhossztól függően lehet röntgensugárzás, fénysugárzás, radar- és rádióhullám-sugárzás. A rezgésszámot (frekvenciát) Hz-ben (Khz, Mhz stb.) a hullámhosszat nanométerben (1 nm=10-9 m) adják meg. Az elektromágneses hullámtartományból kimetszett fénysugárzásnál három tisztán elkülöníthető szakasz látható:
| az ibolyántúli sugárzás (400 nm-ig), az emberi szem által fénynek érzékelt sugárzás, az. ún. látható tartomány a lilától a vörösig (400...750 nm), infravörös sugárzás (750 nm felett).
| A károk jellemzői
| A napsugárzás (de részben a mesterséges fény is) hatása a csomagolóeszközben és bizonyos fényre érzékeny termékekben kárt okozhat. A papír, a színes műanyag és a színes szövet színét változtatja, kifakul. A színek és a nyomtatások elhalványodnak.
| A műanyagok gyorsabban öregednek, szilárdságukat elvesztik, megrepedeznek és merevvé válnak. A szövetek törékennyé lesznek.
| Élelmiszerek, gyógyszerek és fényképészeti anyagok a használhatatlanságig megváltoznak. Igen érzékeny például a zsírok, olajok vagy zsír- vagy olajtartalmú termékek. A károk oka szinte mindig oxidációs folyamat, amelyet az elnyelt sugárzás indít meg vagy legalábbis meggyorsít. Különösen jelentős a fény hatása a zsírtartalmú termékek peroxidképződésére, élvezhetetlenné téve az élelmiszert (pl. a zsírok és zsírtartalmú készítmények avasodnak). Ha a fény elindította az oxidációs folyamatot, akkor gyakorlatilag nem állítható meg és tovább már sötétben is folytatódik.
| Az ibolyántúli sugarak hatása
| Különböző anyagok a teljes színkép bizonyos frekvenciatartományába tartozó sugárzásra különféleképpen viselkednek. Az ibolyántúli sugárzás energiája (400 nm-ig) műanyag termékekben például molekula tördelődést okozhat. Ez ellen nyújtanak védelmet az ibolyántúli sugarak energiáját megkötő adalékok, amelyeket feldolgozáskor adalékolnak a műanyaghoz stabilizálási célból. Egyes átlátszó fóliák és más fényre érzékeny csomagolószerek ibolyántúli sugárelnyelő lakkal vonhatók be. Védőhatásuk azonban általában 400nm-nél (részben 350 nm-nél) rövidebb hullámhosszú sugarakra korlátozódik.
| Fénysugarak ellen védő záróburkolat
| A növényi és az állati zsírokban, olajokban valamint ezeket tartalmazó termékekben a 400 nm-nél nagyobb hullámhosszú látható fénysugarak az oxidációs folyamatot meggyorsítják. Ennek megakadályozására az említett hullámtartományokban is megfelelő fényzárást nyújtó csomagolóanyagokat kell használni. Ilyen a zöld, barna vagy vörösre színezett üveg ill. fólia, a fémigmentálású különleges fólia, valamint az alumínium fóliával társított műanyag fólia. Utóbbinál ügyelni kell arra, hogy az Al-fólia mechanikai sérülés (hajtogatás, hajlítás) miatt ne váljék fényáteresztővé. Megvilágítatlan filmek és fényérzékeny papírok védelmére nagymennyiségű korommal feketére festett fotócsomagoló papírt gyártanak. Film csomagolásakor ezt rendszerint Al-fóliával társítják.
| A fényvédő csomagolóanyagok rendszerint egyúttal pára-, oxigén-, aroma- és gázzárók is. Ma már számos változatuk van "ibolyántúli sugarak elleni védelemre", "fényvédelemre", vagy "fényzáró" jelöléssel. A fény elleni védelemhez megfelelő burkolat megválasztásakor tudni kell, hogy az adott termékre milyen hullámhosszú fénysugarak ártalmasak, a kiválasztott csomagolás milyen hullámhosszú sugárzást nyel el, ill. köt meg és tart távol a terméktől. Ibolyántúli sugárzást elnyelő stabilizátorokkal vagy a csomagolóanyag lakkozásával, rétegelésével mind a csomagolóanyag, mind a termék 400 nm alatti sugarakkal szembeni védelme megoldható. 400 nm feletti tartományban más megoldásokra van szükség.

|  | Önellenőrző kérdések
| Olvassa el figyelmesen az alábbi feladatokat, majd a lecke (tankönyv) tartalma alapján oldja meg őket!
| 1. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! Az ejtés a leggyakrabban előforduló igénybevétel. Rendszerint a vagy árukezelés következménye be-, ki- és átrakás során.
| 2. Válassza ki a helyes megoldást! A felütközés során fellépő erőt meghatározó matematikai összefüggés helyes alakja, ahol: m: tömeg g: nehézségi gyorsulás h: ejtési magasság f: fékezési út
| F= m g f h
| F= m g f h
| F= m g h f
| F=m g f h
| 3. Határozza meg a felütközéskor fellépő erőt, ha tömeg =10 g nehézségi gyorsulás legyen= 10 m s 2 (az eredmény így egész szám lesz) ejtési magasság =100 mm fékezési út = 0,01 mm
| Írja az eredményt a mezőbe! A felütközéskor fellépő erő: N
| 4. Döntse el, igaz vagy hamis az állítás!
A felütközéskor fellépő erő nagysága csökkenthető a csomagolás párnázásával. |
| 5. Válassza ki a helyes megoldást! A felütközéskor fellépő erő nagyságára a csomagolás helyes párnázása a következő módon hat:
| növeli a fékezési utat és ezzel csökkenti a fellépő erőt
| csökkenti a fékezési utat és ezzel csökkenti a fellépő erőt
| növeli a fékezési utat és ezzel növeli a fellépő erőt
| csökkenti a fékezési utat és ezzel növeli a fellépő erőt
| nem befolyásolja a fellépő erőt
| 6. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! A fékezési út hossza a felütközési és a felütköző test a függvénye, azaz annál , minél a felütközési felület, és minél rugalmas a csomagolás.
| 7. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! A G érzékenységi fok azt határozza meg, hogy a termék a tudja elviselni.
| 8. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! A csomagolásokat , magasságban állítható helyezik. Az ejtőasztalra nem helyezhető méretű csomagolásokat vizsgálják.
| 9. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! A lejtőpályás ütközési próbát és csomagolások vizsgálatára alkalmazzák helyett. Eredetileg a tolatási ütközések utánzására szerkesztették. A berendezés °-os lejtésű sínpárból áll, amelyen a kocsi beállítható gurítómagasságból saját fogva lefut.
| 10. Válassza ki a helyes megoldást! A lejtőpályás ütközési próba lejtőszöge:
| 5°
| 8°
| 10°
| 15°
| 20°
| 11. Válassza ki a helyes megoldást! A vasutak gyakorlatában milyen ráfutási sebesség tekinthető normálisnak?
| 0,5 m/s
| 1 m/s
| 2 m/s
| 3 m/s
| 3,5 m/s
| 12. Döntse el, igaz vagy hamis az állítás!
A tolatási ütközés elsődleges hatásai a csomagolás feldőlésekor, leesésekor keletkeznek. |
| 13. Döntse el, igaz vagy hamis az állítás!
A tolatási ütközés másodlagos hatása a hosszirányban fellépő dinamikus igénybevétel. |
| 14. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! Az ütés káros hatása a leghatékonyabban a termék külső és a csomagolóeszköz közötti tartásával előzhető meg.
| 15. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! Az ütőhatás a legegyszerűbben utánozható
| 16. Válassza ki a helyes megoldást! A golyósingás ütőmű jellemzői:
| ütődési energia: 10 J
| ütődési energia: 20 J
| ütődési energia: 30 J
| ütődési energia: 40 J
| ütődési energia: 50 J
| 17. Válassza ki a helyes megoldást! A golyósingás ütőmű hatása egyenértékű:
| 60 kg-mal megrakott 3,6 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájával
| 50 kg-mal megrakott 1 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájával
| 30 kg-mal megrakott 2 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájával
| 40 kg-mal megrakott 7,2 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájával
| 80 kg-mal megrakott 1 km/h sebességű molnártargonca felütközési energiájával
| 18. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezéssel! Az ütés káros hatásának kiküszöbölésére a leghatékonyabb megoldás a .
| 19. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! Menet közben csaknem valamennyi szállítóeszköz , ezt pedig a át a és ezzel együtt a termékre továbbítja.
| 20. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! Rázkódáskor, rögzítés hiányában, a csomagolások, ill. a szállítási egységek a rakfelületről . Az igénybevétel magasságból nagyon , egymást követően formájában jelentkezik.
| 21. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! A halmazolási nyomás a csomagolások (termékek) közvetlen helyezésekor fordul elő. A szállítóeszközökön a függőleges irányú gyorsulások, ill. lassulások miatt nem a , hanem a sebességváltozás okozta , nyomás hat.
| 22. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! A halmazban a csomagolást éri a legnagyobb terhelés.
| 23. Válassza ki a helyes megoldást! A tengeri hajó fedélközében jellemző halmazolási magasság:
| 2 m
| 3m
| 4,5 m
| 5 m
| 6,5 m
| 24. Válassza ki a helyes megoldást! A tengeri hajó hombárjában jellemző halmazolási magasság:
| 4 m
| 5m
| 6 m
| 7 m
| 8m
| 25. Határozza meg a halmazoláskor a legalsó csomagot terhelő erőt, ha g =10 m s 2 (egész szám legyen az eredmény) Q = 1000 kg H = 5 m h = 1 m
| Az eredményt írja a mezőbe (egész szám)! A terhelő erő: N
| 26. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezéssel! A papír és a papírlemez, valamint a belőlük készített csomagolóeszközök szilárdsági tulajdonságai a függnek.
| 27. Egészítse ki a következő mondatokat a hiányzó kifejezésekkel! A nagy műanyag szállítási csomagolóeszközök (pl. hordók) hajlamosak arra, hogy halmazolási ellenállásuk a hosszú ideig tartó és magasabb hatására, ahogyan az a tengerentúli szállítás során előfordul. Ezt az állapotot nevezik.
| 28. Egészítse ki a következő mondatot a hiányzó kifejezésekkel! A napsugárzás (de részben a mesterséges fény is) hatása: - a papír, a színes műanyag és a színes szövet , - a színek és a nyomtatások - a műanyagok gyorsabban , szilárdságukat , megrepedeznek és válnak - a szövetek lesznek.