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

Subcap.7.1 Proiectarea elementelor 13 și 13’ (tirant stânga/dreapta)

A. Schema de încărcare şi date de proiectare

Schema de încărcare exterioară	Schema de încărcare a elementului 13/13’

Date de proiectare

Forţele exterioare: F_X, F_Y, F_Z acţionează la distanţele L_c (Ex.3.1), X₁, X₂, X₃, Y₁, Z₁ (Ex.1.2.2); se calculează forţele şi momentele în centrul îmbinării sudate (Calc.0): 

F_Xs = F_Xd = F_X/2,

F_Ys = F_Yd = F_Y/2,

F_Zs = F_Zd = F_Z/2;

M_X13 = F_Y (L_c+Z₁)/2,

M_Y13 = F_X (L_c +Z₁)/2 + F_Z (X₁ + X₂)/2,

M_Z13 = F_X Y₁ + F_Y (X₁ + X₂)/2.

Obs. Având în vedere că forțele exterioare în exploatare pot avea ambele sensuri s-au determinat sarcinile maxime posibil (în relațiile momentul s-au însumat componentele).

Restricţii dimensionale: ţeava pătrată 12 cu dimensiunile h₁₂, t₁₂ (Ex.6.1) se va suda de tirantul 13.

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

Restricţii constructive: materiale sudabile.

B. Alegerea materialului şi tratamentelor termice

Deoarece elementele 13 (13’) sunt piese care se vor suda se adoptă, oţel sudabil (de ex. S185, S235, S275), conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2) (Anexa.M.01). Aceste oţeluri nu se tratează termic înainte de sudare; după sudare subansamblul se poate supune unei operaţiei de recoacere de detensionare. Pentru oţelul adoptat în vederea calculelor se va reţine tensiunea limită de curgere s₀₂ şi rezistenţa la rupere s_r.

C. Proiectarea formei constructive

Model constructiv

Caracteristici şi restricţii constructive - ţeava pătrată 12 se va suda în T pe tirantul 13; - se adoptă, pornind de la gabaritul exterior al conturului cordonului de sudură și ținând cont de gabaritul capului șurubului împreună cu cheia de acțiune se adoptă dimensiunea b13 = h12 + (60…80) mm; se recomandă alegerea unei platbanzi cu dimensiunea b13 standard (Anexa.ST.01)

D. Model de calcul, dimensionare şi verificare

Model de calcul

Ipoteze de calcul şi solicitări - modelul de calcul este o bară dreaptă încastrată,  solicitată la tracţiune de forţa FXs ; la încovoiere oblică de sarcinile FZs, FYs şi MZ13, MY13; la torsiune de momentul MX13; la forfecare de forţele FYs şi FZs; - elementele 13/13’ şi 2/2’ sunt legate cu asamblări cu şuruburi montate cu joc; - deoarece, modelul de dimensionare cu luarea în considerare a tuturor solicitărilor este de complexitate mărită, în continuare, se adoptă un model simplificat care ia în considerare solicitarea principală de încovoiere dată de forţa FYs şi momentul MZ13; Date de calcul - despre încărcare: FYs , MZ13; - despre formă şi dimensiuni: platbandă cu dimensiunile: b13, X3 + b13, grosimea g13  necunoscută; - despre material: σ02 – tensiunea limită de curgere; σat = σ02/c – tensiunea admisibilă la tracţiune, c = 2…3 - coeficientul de siguranţă, σaî = (1,05…1,1)σat – tensiunea admisibilă la încovoiere; - efortul de încovoiere în secţiunea critică (pentru modelul simplificat): Mîmax = MZ13+ FYs X3. Relaţii de calcul - condiţia de rezistenţă la încovoiere în secţiunea critică, σîmax = = ≤ σaî; - dimensionare, din relația de mai sus, se determină grosimea necesară, = (Calc.7.1.1); şi din Anexa.ST.01 se adoptă semifabricat de tip platbandă (oţel lat) cu grosimea standard, g13 ≥ și lățimea b13 adoptată anterior (v. etapa C)

E. Proiectarea formei constructiv-tehnologică

Desen constructiv-tehnologic

Recomandări pentru adoptarea dimensiunilor și a parametrilor constructiv-tehnologici:

- dimensiuni: b₁₃, g₁₃, L₁₃ = X₃ + b₁₃; a = (12…18) mm, L = b₁₃ – 2a; diametrul găurii de trecere D₁ se determină  în urma calculului asamblării cu şuruburi (Subcap.8.2, Ex.8.2);

- numărul seturilor găurilor de reglare se va determina la reprezentarea în desenul de ansamblu;

- operații tehnologice: frezare capete și găurire;

- muchiile ascuțite se vor teși 1x45^o;

- calitățile (rugozitățile) suprafeţelor prelucrate prin frezare sau găurire: R_a1 = 6,3 µm sau R_a1 = 12,5 µm; R_a2 = 6,3 µm sau R_a2 = 12,5 µm