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

Ex.6.1 Proiectarea elementelor 11, 12, 12’ (bară centrală, stânga/dreapta)

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, Y₁ = 550 mm; Z₁ = 180 mm;  se calculează momentele în centrul profilului pătrat:

M_X11 = F_Y (L_c+Z₁) = 75000 Nmm,

M_Y11 = F_X (L_c +Z₁) + F_Z (X₁ + X₂) = 585000 Nmm,

M_Z11 = F_Y (X₁ + X₂) = 90000 Nmm.

Restricţii dimensionale: ţeava pătrată 12 intră în ţeava pătrată 11 formând ajustaje cu joc.

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

Restricţii constructive: materiale sudabile pentru elementele 11, 12 și 12’.

Materiale şi tratamente termice

Deoarece elementele 11, 12, 12’ (bară centrală, stânga, dreapta) 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 încărcare: F_X = 1500 N, F_Y = 300 N, F_Z = 700 N, M_X11 = 75000 Nmm, M_Y11 = 585000 Nmm, M_Z11 = 90000 Nmm;

- despre formă şi dimensiuni: ţeavă pătrată interioară cu dimensiunile, h₁₂, t₁₂; ţeavă pătrată exterioară cu dimensiunile, h₁₁, t₁₁;

- despre material: σ₀₂ = 235 MPa – tensiunea limită de curgere; c = 2…3 - coeficientul de siguranţă;  σ_at = σ₀₂/c – tensiunea admisibilă la tracţiune (se adoptă, σ_at = 100 MPa); σ_aî = (1,05…1,1) σ_at – tensiunea admisibilă la încovoiere (se adoptă, σ_aî = 110 MPa); τ_at = 60 MPa – tensiunea addmisibilă la torsiune.

- eforturile de încovoiere în secţiunile critice  (pentru modelul simplificat):

M_îmaxH = M_Z11 + F_X Y₁/2 = 502500 Nmm,

M_îmaxV = M_X11 + F_Z Y₁/2 = 267500 Nmm,

în secţiunea S₁ şi M_îmaxH/2, M_îmaxV/2, în secţiunea S₂.

Dimensionare

Dimensionare bară centrală, 11

Din condiția de rezistență la încovoiere, considerând, F_X = 1500 N, F_Z = 700N, M_îmaxH = 502500 Nmm, M_îmaxV = 267500 Nmm, k = 0,1, σ_aî = 110 MPa rezultă, = 4,15 mm; se adoptă ţeavă pătrată standard cu dimensiunile standard, h₁₁ = 60 mm, t₁₁ = 5 mm și h₁₂ = 50 mm.

Dimensionare bară stânga/dreapta, 12/12’

Din condiția de rezistență la încovoiere, considerând, F_X = 1500 N, F_Z = 700N, M_îmaxH = 502500 Nmm, M_îmaxV = 267500 Nmm, k = 0,1, σ_aî = 110 MPa rezultă = 3,3 mm; se adoptă ţeavă pătrată standard cu dimensiunile standard, h₁₂ = 50 mm (v. mai sus), t₁₂ = 5 mm.

Verificare

Verificare rezistență la torsiune a barelor 12/12’

Din condiția de verificare la torsiune a barelor 12/12’, considerând M_Y11 = 585000 Nmm, h₁₂ = 50 mm, t₁₂ = 5 mm, rezultă tensiunea de torsiune maximă, τ_max = 26 MPa.

τ_max < τ_at; 26 MPa < 60 MPa (se verifică).

Forma constructiv-tehnologică

Desen constructiv-tehnologic

Adoptarea dimensiunilor și a parametrilor constructiv-tehnologici

- dimensiuni secțiunilor: h₁₁ = 60 mm, t₁₁ = 5, h₁₂ = 50 mm, t₁₂ = 5 mm; L₁₁ = 550 mm, L₁₂ = Y₁/2 + L_11-12, l = L_11-12/2; dimensiunea L_11-12 se determină în urma calculului asamblării țeavă-țeavă; diametrul alezajului, D_b se determină ca urmare a calculului asamblării cu bolţ;

- numărul găurilor de bolţ pentru reglare şi, deci, cursa de reglare se va determina la reprezentarea în desenul de ansamblu;

- operații tehnologice: frezare (capetele barelor) și găurire;

- muchiile ascuțite se vor teși 1x45^o;

- calitatea (rugozitățile) suprafeţelor prelucrate prin frezare (capetele barelor) și găurire: R_a1 = 12,5 µm, R_a2 = 6,3 µm