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

Subcap.3.1 Proiectarea elementului 1 (cârlig de remorcare)

A. Schema de încărcare şi date de proiectare

Schema de încărcare

Date de proiectare Forţele exterioare: FX, FY , FZ;  se calculează forţa transversală,  Ft = (Calc.3.1.1). Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30^oC…40)^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată. Restricții constructive: interschimbabilitate cu sistemele de  cuplare existente în UE. Obs. Cârligul de remorcare sferic cu corp drept (Anexa.3.1.1) se conectează cu cupla de remorcare (Anexa.3.1.2) asigurându-se contactul permanent pe suprafaţă sferică; menținerea acestui contact se face prin intermediul unui element (zăvor) de blocare

B. Alegerea materialului (Anexa.M.01)

Deoarece cârligul de remorcare sferic cu corp drept este o piesă importantă din componenţa DRA se adoptă, oţel carbon nealiat de calitate de îmbunătățire, C45, C55, C60, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2). Pentru oţelul adoptat în vederea calculelor se vor reţine duritatea, tensiunea limită de curgere s₀₂ şi rezistenţa la rupere s_r după tratamentul de îmbunătăţire.

C. Proiectarea formei constructive

Model constructiv

Adoptarea tipului cârligului Se adoptă cârlig drept sferic (varianta UE, Ds = 50 mm) demontabil, asamblat cu filet (piuliţă standard), asigurată cu șaibă Grower. Adoptarea parametrilor geometrici funcţionali şi constructivi - în vederea asigurării interschimbabilităţii cuplelor sferice  de remorcare precum şi modularizării constructive s-au dezvoltat dispozitive de cuplare cu diametrul sferei Ds = 50 mm (varianta UE) (Anexa.3.1.1); - pentru asigurarea celor trei mişcări relative de rotaţie în plan vertical la unghiuri de rotire de ±(60^o…65^o) se impune ca unghiul complementar limită, αa = 25^o… 30^o; - lungimea tijei cârligului de remorcare, l = (0,8…1,2)Ds,    - înălțimea gulerului de rezemare, se poate adopta,  l3 = (0,4…0,6)D; D se va determina prin dimensionare conform modelului de mai jos. Obs. Dimensiunile h, precum şi d, D1, l1, l2 rezultă în urma proiectării elementului 4 (Sucap.3.2; Ex.3.2)  și, respectiv,  proiectării legăturii 1-4 (asamblare cu filet) (Sucap.3.3; Ex.3.3)

D. Model de calcul, dimensionare şi verificare

Model de calcul

Solicitări şi ipoteze de calcul

- model de calcul: bară dreaptă încastrată, cu secţiune circulară de diametru D, solicitată la tracţiune de forţa F_Z, la încovoiere  și forfecare de forţa F_t;

- se neglijează tensiunile de forfecare, generate de forţa F_t, și tensiunile de tracțiune generate de forţa F_Z.

Relaţii de calcul

- momentul de încovoiere în secţiunea critică: M_î = F_t l;

- condiţia de rezistenţă la încovoiere în secţiunea critică A-B,

σ_îmax = = = ≤ σ_aî;

- dimensionare, din ultima parte a relaţiei de mai sus, se obține,

D = , (Calc.3.1.2)

unde: D [mm]  reprezintă diametrul tijei cârligului (se va rotunji la o valoare întreagă, în plus); F_t [N] - forţa transversală; l = (0,7…1,3) D_s [mm] - lungimea tijei cârligului; σ_at = σ₀₂/c – tensiunea admisibilă la tracţiune; σ_aî = (1,05…1,1)σ_at [MPa] - tensiunea admisibilă la încoviere; σ₀₂ – tensiunea limită de curgere; c = 2…3 – coeficientul de siguranţă. 

- verificarea asigurării cursei de rotire a cuplei de remorcare

D ≤ D_s sin α_a, (Calc.0)

unde: D reprezintă diametrul tijei cârligului determinat anterior, D_s și α_a sunt conform etapei C. În cazul în care această inegalitate nu se verifică se va relua dimensionarea (etapa anterioară) considerând lungimea tijei cârligului l mai mare.

E. Proiectarea formei constructiv-tehnologice

Desen constructiv-tehnologic

Recomandări pentru adoptarea dimensiunilor și parametrilor tehnologici

- dimensiuni: D_s, D, l, L_c; l₃ = (0,4…0,6)D; celelalte dimensiuni se vor determina după proiectarea tirantului superior 4 (Subcap.3.2, Ex.3.2) și a legăturii 1-4 (Subcap.3.3, Ex.3.3);

- zonele de trecere se vor realiza cu racordări: R1, R2, R3 (Anexa.T.02);

- se adoptă teșituri de protecție sau tehnologice: Teșitura1, Teșitura2 (Anexa.T.02);

- adoptarea găurii de centrare (Anexa.T.01);

- prelucrarea presupune operațiile: strunjire, găurire, filetare, rectificare a suprafeței sferice;

- calitatea (rugozitatea) suprafeţei sferice: R_a1 = 3,2 µm sau R_a1 = 1,6 µm; calitatea (rugozitatea) generală a suprafeţelor: R_a0 = 6,3µm (Anexa.T.03);

- deoarece, elementul funcţionează în mediu corosiv, pentru a se menține calitatea suprafeței sferice pe toată perioada de funcţionare se va realiza protecţie prin cromare