Gestione del flusso di stress attraverso un telaio

Oct 12, 2023

C’è molto stress coinvolto nella vita moderna. Gli operatori avvertono in parte il guasto del binario del telaio o di un elemento strutturale collegato alla scala del telaio.

Lo stress meccanico deriva dal peso e dalle forze stradali. Lo stress meccanico attraversa la struttura a partire dai punti di peso e arriva sulla strada attraverso gli assi e i pneumatici.

L'arte della progettazione consiste nel mantenere lo stress a livelli relativamente bassi per evitare la rottura dei membri. È consigliabile un fattore di sicurezza basato su carichi statici pari ad almeno 3.

Questo articolo spiega come i progettisti e i modificatori del telaio possono ridurre al minimo la possibilità di guasto del telaio, mantenendo lo stress di tutti entro limiti.

Si spera che gli operatori che acquistano camion modificati possano essere informati su cosa cercare e su cosa insistere dal modificatore del veicolo.

Il punto di partenza è la scala del telaio, che è la "colonna vertebrale" di qualsiasi camion o rimorchio. Ha la forma di una scala formata da due lunghi binari strutturali, solitamente in acciaio a sezione C sui camion, e traverse imbullonate attraverso l'anima dei binari del telaio.

Le rotaie del telaio del camion sono spesso rinforzate mediante l'inserimento di sezioni in acciaio a C o a L attraverso l'installazione del gruppo assale posteriore.

Alcuni autocarri pesanti hanno gli inserti dei binari che vanno dalla parte anteriore a quella posteriore. La Figura 1 illustra il concetto di scala del telaio. Quasi tutti i camion, ad eccezione dei motori primi, vengono modificati.

Le modifiche devono essere conformi al codice nazionale di modifica dei veicoli pesanti VSB6 o alle linee guida per gli allestitori del produttore del camion.

L'allestitore solitamente installerà un sottotelaio sotto la carrozzeria e lo fisserà alle guide del telaio. Il telaio ausiliario aggiunge forza sotto la carrozzeria.

La flessibilità degli attacchi determina quanta parte della rigidità del sottotelaio e della carrozzeria viene trasferita alla scala del telaio.

I camion si muovono sulle strade. La scala del telaio deve essere sufficientemente rigida da consentire alle sospensioni delle ruote di lavorare contro una struttura rigida. Se fosse infinitamente rigida, alcune ruote non seguirebbero la strada in pendenza trasversale.

La migliore manovrabilità su strada deriva dai longheroni del telaio con rinforzi integrali dalla parte anteriore a quella posteriore. Per seguire una strada la scaletta del telaio deve torcersi. La disposizione più sicura prevede che la scaletta del telaio ruoti uniformemente tra i gruppi dell'asse anteriore e posteriore.

Il motore e la trasmissione irrigidiscono la parte anteriore della scala del telaio. Il sottotelaio della carrozzeria e il gruppo dell'asse posteriore rafforzano la rigidità nella parte posteriore della traversa del telaio.

Pertanto, è normale che la maggior parte delle torsioni del telaio avvengano tra la parte posteriore della cabina e la parte anteriore del sottotelaio della carrozzeria.

Il punto più vulnerabile alla rottura dei binari del telaio è il breve spazio del telaio tra la trasmissione e l'inizio del sottotelaio della carrozzeria.

Regola 1:Montare supporti flessibili sui due attacchi anteriori della carrozzeria su ciascun lato.

Nella Figura 2 è mostrato un supporto flessibile. Un'altra opzione è quella di rinforzare il telaio tra il motore e il sottotelaio della carrozzeria.

La scala del telaio subisce gli urti stradali che vengono applicati ai supporti delle molle (cioè tramite le sospensioni). Pertanto, le guide del telaio devono essere rinforzate attraverso la regione del supporto della molla della sospensione. Un gancio a molla di forma triangolare distribuirà il carico.

Regola 2:Distribuire i carichi sui supporti a molla e tenere gli altri carichi imposti lontano dai supporti a molla.

La Figura 3 mostra un esempio in cui una sospensione a molla non ha distribuito il carico e in cui il supporto della cabina ha caricato ulteriormente questa posizione.

La conseguenza è stata una crepa verticale che attraversava quattro fori per bulloni (di cui uno nella parte inferiore attraverso la flangia del binario del telaio). Le flange delle guide del telaio sono generalmente a sezione C.

Le rotaie sugli autocarri di media portata sono spesso di materiale di qualità 350 – 400 MPa (la qualità riporta la resistenza allo snervamento). Gli autocarri pesanti hanno spesso binari del telaio in materiale di grado 700 – 800 MPa.

Le flange delle guide del telaio dovrebbero essere chiare perché forniscono gran parte della resistenza al carico e della rigidità torsionale.