Inhoud
Transpalletten, transportwagens en steekwagens: het zijn de kleine hulpmiddelen, die u dag in dag uit tijd en moeite besparen. Een belangrijk aspect van dit transport is dat de middelen eenvoudig te verplaatsen zijn: u wilt natuurlijk een hulpmiddel dat stabiel én makkelijk te gebruiken is. Hiervoor is de rolweerstand van belang. Maar wat is dat nu eigenlijk?
Wanneer een voertuig met wielen in beweging wordt gebracht, ontstaat er een kracht die precies tegen deze beweging ingaat. Deze kracht is benodigd om het voertuig met gelijke snelheid te doen voortbewegen en wordt rolweerstand genoemd. In de eerste plaats is er de aanloopweerstand: de benodigde kracht om het voertuig vanuit stilstand in beweging te krijgen. Een ander aspect is de luchtweerstand, maar die laten we in dit artikel buiten beschouwing.
In dit artikel leggen wij uit hoe u de rolweerstand van de banden kunt berekenen en waarvan die afhangt. Factoren die een rol spelen bij de wrijving zijn onder andere het soort banden, het contact met de ondergrond en het type wegdek.
Eigenschappen van de ondergrond bepalen
Als eerste stap dient u vast te stellen wat de wrijvingseigenschappen zijn van de ondergrond waarop het wiel zich voortbeweegt. Het belangrijkste hierbij is de rolweerstandscoëfficiënt. Deze waarde wordt uitgedrukt voor materiaal 1 op materiaal 2, bijvoorbeeld rubber op asfalt. Hierbij bestaan er twee belangrijke verschillen: de toestand van de materialen en de toestand van rust of beweging. Zo is het coëfficiënt lager voor nat dan voor droog asfalt. Verder kost het meer energie om een object in beweging te krijgen dan het in beweging te houden: deze verschillen worden respectievelijk de statische en dynamische wrijvingscoëfficiënt genoemd.
Normaalkracht berekenen
Iedereen kent het fenomeen zwaartekracht, maar minder bekend is datgene wat ons ervan weerhoudt in een vrije val te belanden: de normaalkracht. Deze kracht werkt in tegengestelde richting van de zwaartekracht en kent als oorsprongspunt de plek waar een object een oppervlak raakt. Het berekenen van de normaalkracht gaat volgens de formule Fn = m * g. Hierbij is m de massa van het object in kilogram en g de zwaartekrachtversnelling in m/s². In de meeste gevallen is g een constante, namelijk 9.81 m/s². De uiteindelijke waarde wordt uitgedrukt in Newton.
Rolweerstandscoëfficiënt berekenen
Nadat u weet over welke ondergrond het object beweegt en wat de normaalkracht van het object is, dient u vast te stellen wat in deze situatie de rolweerstandscoëfficiënt is. Dit kan met een experiment worden vastgesteld, maar bij standaardcombinaties (zoals rubber op asfalt, of staal op staal) is dit getal gemakkelijk in digitale bronnen te vinden. Veelvoorkomende voorbeelden zijn de volgende, allemaal in een dynamische situatie:
- Rubber op droog beton: 0.68
- Rubber op nat beton: 0.58
- Rubber op ijs: 0.15
- Staal op staal: 0.57
De wrijvingscoëfficiënt tussen twee materialen kan sterk variëren door temperatuursverschillen en de aanwezigheid van smeermiddel of vuil. Ook hiervoor zijn bronnen beschikbaar die deze gangbare variaties vermelden.
Formule uitwerken
De formule voor het berekenen van de rolweerstand is Fr = Cr · Fn.
Cr is de rolweerstandscoëfficiënt en Fn de normaalkracht. Beide waardes heeft u in de voorgaande stappen gevonden. Het uitwerken is dus een kwestie van invullen en geeft u een rolweerstand in Newton · m/s².
Bron afbeelding:
© gettyimages.de – RicardoImagen
