Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Brașov

Ex.4.3 Proiectarea elementelor 7, 8 (tirant inferior, corp)

Date de proiectare

Forţele exterioare: F_X = 1500 N, F_Y = 300 N, F_Z = 700 N acţionează la distanţele: L_c = 70 mm, X₁ = 80 mm, X₂ = 220 mm, Z₁ = 180 mm și h₆ = 60 mm; se calculează momentele în centrul profilului pătrat:

M_X7 = F_Y (L_c+Z₁) = 75000 Nmm,

M_Y7 = F_X (L_c+Z₁) + F_Z (X₁ + h₆/2) = 452000 Nmm,

M_Z7 = F_Y (X₁+h₆/2) = 33000 Nmm. 

Restricţii dimensionale: se vor utiliza semifabricate de tip ţeavă pătrată, care se  îmbină prin sudare cu corpul 6 cu profil pătrat cu latura h₆ = 60 mm şi grosimea t₆ = 5 mm; din considerente ce implică posibilitatea aplicării cordonului de sudură continuu, se impune ca latura profilului ţevii pătrate 7, h₇≤ h₆; țeava 7 intră în țeava 8 și deci, h₇ = h₈ – 2t₈.

Restricţii de funcţionare: temperatura, T = (-30…40) ^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată.

Restricţii constructive: material sudabil.

Material şi tratamente termice

Deoarece elementele 7 (tirant inferior) și 8 (corp tirant inferior) sunt piese care se vor suda se adoptă, S235, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2).

Carateristici ale materialului

Materialul	Tratamentul termic	Duritatea [HB]	Tensiunea limită  de curgere	Rezistenţa la rupere
S235	-	-	s02 = 235 MPa	sr = 360 MPa

Dimensionare şi verificare

Date de calcul

- despre sarcini: F_X = 1500 N, F_Y = 300 N, F_Z = 300 N, M_Y7 = 452000 Nmm, M_Z7 = 33000 Nmm;

- despre dimensiuni: lungimile a = X₂ – h₆/2 – h₁₁/2 – 2g = 140 mm (X₂ = 220 mm, h₆ = 60 mm, h₁₁ ≈ 60 mm, g = 10 mm) și b = (0,35…0,45)a = (49…63) mm, se adoptă b = 55 mm;

- pentru cazul țevilor pătrate raportul grosime/latură, k = t/h  = 0,05…0,15, se adoptă k = 0,1;

- despre material: σ₀₂ = 235 MPa – tensiunea limită de curgere; c = 2…3 - coieficientul de siguranţă; σ_at = σ₀₂/c = 235/(2…3) = (78,3…117,5) MPa, se adoptă σ_at=100 MPa; σ_aî = (1,05…1,15)σ_at = (105...115) MPa, se adoptă σ_aî = 110 MPa - tensiunea admisibilă la încovoiere.

Dimensionare

Dimensionarea țeavii 7

Din condiția de rezistență la încovoiere (ecuația de gradul 3), considerând, F_X = 1500 N, F_Y = 300 N, F_Z = 700 N, M_Y7 = 452000 Nmm, M_Z7 = 33000 Nmm, k = 0,1, b = 55 mm, σ_at = 100 MPa rezultă, = 38,4 mm; se adoptă ţeavă pătrată standard cu dimensiunile, h₇ = 50 mm şi t₇ = 5 mm.

Dimensionarea țevii 8

Din condiția de rezistență la încovoiere oblică, considerând F_Y = 300 N, F_Z = 700 N, M_Y7 = 452000 Nmm, M_Z7 = 33000 Nmm, k = 0,1, a = 140 mm, σ_aî = 110 MPa rezultă, = 3,9 mm; se adoptă ţeavă pătrată standard cu dimensiunile standard, h₈ = 60 mm şi t₈ = 5 mm.

Forme constructiv-tehnologică

Desene constructiv-tehnologice

Adoptarea dimensiunilor și a parametrilor constructiv-tehnologici

- dimensiuni: h₇ = 50 mm, t₇ = 5 mm, h₈= 60 mm, t₈ = 5 mm, L₇ = 55 mm; celelalte dimensiuni se vor determina ca urmare a calculului lungimii asamblării țeavă-țeavă, L_7-8, și a diametrului bolțului, D_b, după calcul asamblării cu bolţ;

- operații tehnologice: frezare capete țevi, găurire/alezare găuri pentru bolț;

- calitatea (rugozitățile) suprafeţelor prelucrate: R_a1 = 12,5 µm, R_a2 = 6,3 µm;

- muchiile ascuțite se vor teși, 1x45^o;

- poziția găurii de bolț (eventual, a găurilor pentru reglare) se va stabili la reprezentarea în desenul de ansamblu