Interaktywna rama pomocnicza Opis

Komentarze

Transkrypt

Interaktywna rama pomocnicza Opis
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Opis
Opis
Interaktywna rama pomocnicza to konstrukcja, której mocowanie sprawia,
że dołączone do niej ramy współpracują niczym pojedyncza rama podwozia, a nie
dwie osobne ramy.
330 446
Interaktywna rama pomocnicza wykazuje znacznie większą odporność na ugięcie
niż nieinteraktywna rama pomocnicza. Zwiększona odporność na ugięcie pozwala:
• zwiększyć limit obciążenia interaktywnej ramy pomocniczej,
• zmniejszyć wymiary i masę podwozia.
Różnica między nieinteraktywną a interaktywną ramą pomocniczą.
Interaktywna rama pomocnicza jest zalecana w przypadku pojazdów, których rama
może się uginać i gdy wymagana jest niewielka masa.
Aby interaktywna rama pomocnicza jak najlepiej spełniała swoją funkcję, mocowanie pomiędzy dołączonymi ramami musi być sztywne, tzn. konieczne jest zastosowanie szczelnego połączenia zaciskowego pomiędzy wspornikami ram.
Nieinteraktywna rama pomocnicza może mieć natomiast bardziej elastyczne mocowanie i dopuszcza się większą odległość między wspornikami.
Przykładowo betonomieszarka może wymagać interaktywnej ramy pomocniczej
w celu ograniczenia uginania się ramy i ułatwienia pracy łożysk.
357 584
W przypadku interaktywnej ramy pomocniczej niektóre podwozia można skonstruować z wykorzystaniem pojedynczej ramy typu F800 lub F950 zamiast podwójnej
typu F957 lub F958, nie zmniejszając wytrzymałości pionowej lub sztywności. Podobnie mniej wytrzymałą interaktywną ramę pomocniczą można zastosować z ramą
typu F957 i F958.
Przykład wspornika elementów nadwozia dla interaktywnej ramy pomocniczej.
W celu uzyskania szczegółowych informacji i porady należy skontaktować się z dealerem firmy Scania.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
1 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
Interaktywna rama pomocnicza
PGRT
Opis
WAŻNE!
Obliczenia potwierdzające poziom naprężeń w ramie podwozia należy przedstawić
firmie Scania przed przystąpieniem do przeróbki, jeżeli podwozie ma ramę
o mniejszej wytrzymałości niż zezwala na to specyfikacja. Aby dobrać odpowiednie
podwozie i ramę pomocniczą, należy skonsultować się ze sprzedawcą.
Zalety
Wytrzymałość i sztywność kompletnej ramy wzrasta dzięki zastosowaniu większej
liczby wsporników, które są mocowane za pomocą nitów lub śrub pasowanych.
Sztywniejsze mocowanie ramy pomocniczej oznacza, że obie ramy oddziałują na
siebie, wytrzymując większe obciążenie przy takim samym ugięciu, czyli wytrzymałość takiego połączenia jest większa. W ten sposób słabsza rama podwozia w połączeniu z interaktywną ramą pomocniczą może wytrzymać takie samo obciążenie jak
normalne połączenie ramy podwozia z nieinteraktywną ramą pomocniczą. Ponadto
dolna interaktywna rama pomocnicza obniża środek ciężkości obciążenia.
Więcej informacji na temat tylnego zwisu ramy można znaleźć w dokumencie „Elementy wzmacniające”.
Wybierając pojedynczą ramę zamiast ramy podwójnej można ograniczyć całkowitą
masę podwozia o ok. 200–300 kg, co umożliwia zwiększenie ładunku bez przekroczenia dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu.
Wady
Podwozie w mniejszym stopniu tłumi drgania, co sprawia, że jest na nie bardziej podatne.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
2 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
Interaktywna rama pomocnicza
PGRT
Opis
Mocowanie za pomocą połączeń zaciskowych
Wykorzystaj połączenie zaciskowe, aby uzyskać sztywne mocowanie.
W przypadku połączenia zaciskowego to powierzchnia styku śruby lub nitu
z krawędzią otworu zapewnia dobre połączenie.
Więcej informacji na temat połączeń zaciskowych znaleźć można w dokumencie pt.
„Połączenia śrubowe”.
Połączenia zaciskowe wykonuje się za pomocą nitów lub śrub pasowanych. Przy korzystaniu ze śrub pasowanych otwory muszą być rozwiercone przez całe złącze.
Wykonując nowe otwory pod śruby pasowane M14, użyj wiertła o średnicy
13,8 mm i rozwiertaka 14H8.
Przymocuj wsporniki do ramy podwozia za pomocą co najmniej dziesięciu śrub pasowanych M14 na każdy metr podłużnicy ramy. Liczba śrub musi być większa
w miejscach, gdzie występują znaczne siły poprzeczne. Wsporniki mogą być także
przynitowane do ramy podwozia.
W przypadku gotowych, fabrycznie wykonanych otworów o średnicy 14,8 mm można wykorzystać nity lub śruby pasowane M16. W przypadku śrub pasowanych M16
użyj wiertła o średnicy 15,8 mm i rozwiertaka 16H8.
Wsporniki muszą być przyspawane do ramy pomocniczej lub przymocowane śrubami pasowanymi.
WAŻNE!
W przypadku ramy F950 należy zwrócić szczególną uwagę na obciążenia boczne.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
3 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Teoria
Teoria
Moment bezwładności dla 2 optymalnie oddziałujących na siebie belek, czyli w
przypadku, gdy spód ramy pomocniczej podąża za górną częścią ramy podwozia,
tak jakby były one połączone na powierzchni styku:
tps
Itot = Ic + Is + Ac · a2 + As · b2
tp
c
b
tptot
tpc
oś środka ciężkości
rama podwozia
rama pomocnicza
Moment bezwładności
powierzchnia przekroju
a
330 448
Moment bezwładności dla 2 belek, które na siebie nie oddziałują, czyli w przypadku,
gdy spód ramy pomocniczej może przemieszczać się swobodnie względem górnej
części ramy podwozia bez tarcia w płaszczyźnie wzdłużnej. Styczność na całej powierzchni.
s
I
A
=
=
=
=
=
Itot = Ic + Is
Porównanie dwóch momentów bezwładności:
Ic + Is + Ac · a2 + As · b2 > Ic + Is
Zgodnie z powyższym wzorem moment bezwładności dwóch ram interaktywnych
jest większy niż w przypadku dwóch ram nieinteraktywnych. Wzór ten znajduje zastosowanie tylko w sytuacji idealnej.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
4 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Rozłożenie naprężenia
Rozłożenie naprężenia
tps
tps
b
b
tptot
tptot
a
Diagram przedstawia rozłożenie naprężenia w ramie podwozia i ramie pomocniczej
dla nieinteraktywnej ramy pomocniczej.
a
361 979
tpc
361 978
tpc
Diagram przedstawia rozłożenie naprężenia w przypadku interaktywnej ramy
pomocniczej.
Porównując amplitudy naprężeń na podstawie diagramów, można zauważyć,
że wykorzystanie interaktywnej ramy pomocniczej pozwala zmniejszyć naprężenie
ramy podwozia o ok. 50%. Jednak naprężenie ramy pomocniczej zwiększa się. Wybierz ramę pomocniczą o takiej samej wytrzymałości jak rama podwozia, tj. taką,
której limit wytrzymałości na rozciąganie wynosi co najmniej 500 MPa.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
5 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
Interaktywna rama pomocnicza
PGRT
Diagram
Diagram
Pionowe naprężenie zginające w podłużnicy ramy
dla różnych połączeń ramy pomocniczej (hx80x6)
z ramą podwozia.
Interaktywna stalowa rama pomocnicza o wymiarach 160x80x6 mm z ramą F950
zapewnia taką samą wytrzymałość podwozia jak rama pomocnicza o wymiarach
180x80x6 mm, która nie oddziałuje na ramę F957.
Zastosowanie interaktywnej ramy pomocniczej pozwala zaoszczędzić 47 kg na metr
ramy w obszarze wzmocnienia podłużnicy.
%
200
F950
180
F950
F957
160
Aby uzyskać taką samą wytrzymałość w przypadku nieinteraktywnej ramy pomocniczej w połączeniu z ramą F950, wysokość ramy pomocniczej musiałaby wynosić
290 mm.
140
Uwaga:
Umieszczona i tak już nisko interaktywna rama pomocnicza pozwoli znacznie zredukować naprężenie.
100
120
80
60
Przerywana linia przechodząca wzdłuż wartości 100% to dozwolony limit względnego pionowego naprężenia zginającego.
40
20
0
= rama F950 z interaktywną ramą pomocniczą
h
0
= rama F957 z nieinteraktywną ramą pomocniczą
50
100
150
200
160 180
250
300
290
350
361 980
= rama F950 z nieinteraktywną ramą pomocniczą
Względne pionowe naprężenie zginające (%) dla podłużnicy ramy jako funkcja wysokości h (mm) ramy pomocniczej
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
6 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Diagram
Wytrzymałość na zginanie pionowe podłużnicy
ramy dla różnych połączeń ramy pomocniczej
(hx80x6) z ramą podwozia.
12000
Interaktywna stalowa rama pomocnicza o wymiarach 70x80x6 mm z ramą F950 pozwala uzyskać taką samą sztywność podwozia jak rama pomocnicza o wymiarach
180x80x6 mm, która nie oddziałuje na ramę F957.
10000
Zastosowanie interaktywnej ramy pomocniczej pozwala zaoszczędzić 47 kg na metr
ramy w obszarze wzmocnienia podłużnicy.
Aby uzyskać taką samą sztywność w przypadku nieinteraktywnej ramy pomocniczej
z F950, wysokość ramy pomocniczej musiałaby wynosić 290 mm.
Uwaga:
Umieszczona i tak już nisko interaktywna rama pomocnicza pozwoli znacznie
zwiększyć sztywność.
I
F957
F950
F950
8000
6000
4000
= rama F950 z nieinteraktywną ramą pomocniczą
= rama F950 z interaktywną ramą pomocniczą
2000
0
0
50
70
100
150
200
180
250
300
290
350 h
361 981
= rama F957 z nieinteraktywną ramą pomocniczą
Moment bezwładności I (cm4) jako funkcja wysokości h (mm) ramy pomocniczej.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
7 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Przykładowe obliczenia
Przykładowe obliczenia
Uwaga:
Argumenty przemawiające za nieinteraktywnymi ramami pomocniczymi są czysto
teoretyczne, ponieważ standardowa rama pomocnicza jest przykręcona do ramy podwozia, co ma pewien wpływ na moment bezwładności.
Rama F950 z interaktywną ramą pomocniczą
70x80x6
Dla ramy podwozia:
Ic = IF950 = 3877 cm4
AF950 = 39,4 cm²
Dla ramy pomocniczej:
Is = I70x80x6 = 108 cm4
A70x80x6 = 13,1 cm²
Wartości momentu bezwładności, powierzchni i masy ram podwozia można znaleźć
w dokumencie pt. „Ramy podwozia”.
Rama F950 z nieinteraktywną ramą pomocniczą 70x80x6
Dla ramy podwozia:
Ic = IF950 = 3877 cm4
Rama F957 z nieinteraktywną ramą pomocniczą
180x80x6
Dla ramy podwozia:
Ic = IF957 = 5953 cm4
Dla ramy pomocniczej:
Is = I70x80x6 = 108 cm4
Dla ramy pomocniczej:
Is = I180x80x6 = 964 cm4
Jeżeli rama pomocnicza i rama podwozia nie
oddziałują na siebie:
Jeżeli rama pomocnicza i rama podwozia nie
oddziałują na siebie:
W przypadku tego połączenia odległości od środka
ciężkości profili do wspólnego środka ciężkości są
obliczane w następujący sposób:
a = 4,2 cm
b = 12,8 cm
Jeżeli rama pomocnicza i rama podwozia oddziałują na siebie:
Itot = IF950 + I70x80x6 + AF950 · a2 + A70x80x6 · b2 =
= 3877 + 108 + 39,4 · 4,22 + 13,1 · 12,82 = =
6826 cm4
Itot = Ic + Is = 3877 + 108 = 3985 cm4
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
Itot = Ic + Is = 5953 + 964 = 6917 cm4
8 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Przykładowe obliczenia
Dla ramy podwozia F950 i interaktywnej ramy pomocniczej 70x80x6 moment bezwładności zwiększył się o 6826/3985 = 1,71, czyli 71% w porównaniu
z nieinteraktywną ramą pomocniczą.
Aby dla nieinteraktywnej ramy pomocniczej z ramą podwozia F957 uzyskać mniej
więcej taki sam moment bezwładności jak w przypadku ramy podwozia F950 z interaktywną ramą pomocniczą 70x80x6, należy wykorzystać ramę pomocniczą
o wymiarach 180x80x6.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
9 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden
PGRT
Interaktywna rama pomocnicza
Przykładowe obliczenia
Oszczędność masy
Masa:
Rama podwozia
F950 = 30,7 kg/m
F957 = 50,7 kg/m
Rama pomocnicza
70x80x6: 10,2 kg/m
180x80x6: 15,4 kg/m
W przypadku 2 belek można uzyskać oszczędność masy na poziomie 2x20 kg
na metr ramy podwozia. Porównując ramę o wymiarach 70x80x6 z ramą 180x80x6,
dodatkowo można uzyskać 2x5,2 kg na metr ramy pomocniczej. Na przykład
dla samochodu ciężarowego o rozstawie osi 4700 mm (element wzmacniający
o długości 5,5 m) oszczędność wynosi 5,5x2x20 = 220 kg.
Jeżeli oszczędności dla ramy pomocniczej dodamy do takiej samej długości, uzyskamy oszczędności rzędu 5,5x2x5,2 = 57,2 kg, czyli łącznie 277 kg.
Dotyczy to samochodu ciężarowego z ramą podwozia F950 i ramą pomocniczą
o wymiarach 70x80x6 w porównaniu z samochodem ciężarowym z ramą podwozia
F957 i ramą pomocniczą o wymiarach 180x80x6.
04:10-03 Wydanie 3 pl-PL
10 (10)
©
Scania CV AB 2015, Sweden

Podobne dokumenty