indrumar laborator sfds

8/10/2019 indrumar laborator sfds

1/137


2/137

6 PUNI I SUSPENSII

manivel i culis oscilant. Se evideniaz cei doi parametri geometrici careinflueneaz stabilitatea autovehiculului, respectiv variaia unghiului decdere alroii i a ecartamentului.

A cincea lucrare, intitulat Construcia i funcionarea punilor din spaterigide i semirigideprezint construcia i funcionarea punilor din spate rigide isemirigide, nemotoare i motoare, n care se evideniaz evoluia construcieipunilor semirigide pentru autoturisme i se definesc parametrii care permitcompararea acestor puni.

A asea lucrare, intitulat Construcia punilor fracionate din spate

detaliz construcia i funcionarea punilor fracionate din spate nemotoare imotoare cu brae longitudinale oscilante i cu sistem MacPherson, evideniindu-sec interconectarea suspensiei roilor punii fracionate din spate permite diminuareamicrii de ruliu, deci eliminarea barei antiruliu (barei stabilizatoare), precum ifolosirea unor mecanisme intermediare pentru transmiterea reaciunilor verticale dela roi la arcurile suspensiei (mecanismele suspensiei).

n elaborarea lucrrii s-a avut n vedere respectarea urmtoarelor condiii: toate lucrrile se bazeaz pe standurile, ansamblurile i piesele

existente n laborator, astfel nct studiul sistemelor autovehiculului s se fac peobiecte fizice, nu pe hrtie i pe ecran;

prezentarea, acolo unde este posibil, a soluiilor constructivereprezentative folosite pe autovehicule romneti pentru ca studenii s cunoascrealizrile rii noastre n domeniu;

consideraiile teoretice din fiecare lucrare transmit cunotinele iinformaiile necesare nelegerii lucrrii, nu dubleaz cursul, ci l completeaz cuelemente care nu sunt cuprinse n curs din cauza timpului limitat;

definirea i calculul unor parametri care permit compararea iaprecierea soluiilor constructive;

includerea n lucrri a unor exemple numerice de calcul i proiectare,care s ajute studenii s simt dimensiunile componentelor studiate i srealizeze desene tehnice de execuie corecte;

materialul grafic al lucrrilor cuprinde desene tehnice de ansamblupreluate din bibliografie, modele n 3D executate n CATIA preluate de la R.T.R.,

care constituie exemple pentru ntocmirea proiectelor de an i de diplom, precumi scheme i fotografii executate de autori, toate fiind corelate riguros cu temelelucrrilor;

fiecare lucrare se termin cu un set de ntrebri pentru verificareacunotinelor.

Autorii sunt contieni de faptul c lucrarea poate fi mbuntit, ateptndn acest sens sugestii care se vor concretiza ntr-o ediie viitoare.

Titular de disciplinConf. dr. ing. Viorel Mateescu


3/137

CUPRINS

Norme de protecia muncii n laborator.................................................................... 9

Lucrarea nr.1

Compunerea i organizarea sistemelor pe autobuzele urbane corelatecu organizarea generala autobuzelor .................................................................... 13

Lucrarea nr.2Construcia i funcionarea sistemelor elastoamortizoare.

Calculul arcurilor elicoidale cilindrice i al arcurilor cu foi ................................... 27

Lucrarea nr.3

Construcia i funcionarea punii din fa rigide................................................... 77

Lucrarea nr.4

Construcia i funcionarea punilor fracionate din fa construitepe baza mecanismelor patrulater transversal iMacPherson .................................. 90

Lucrarea nr.5Construcia i funcionarea punilor din spate rigide isemirigide ....................... 108

Lucrarea nr.6Construcia punilor fracionate din spate............................................................. 125

Bibliografie........................................................................................................... 141


4/137


5/137

NORME DE PROTECIA MUNCII N LABORATOR

Necunoaterea legislaiei de protecia muncii nu absolv pe nimeni dentreaga responsabilitate, cu consecinele juridice ce reies din coninutulacesteia. Respectarea legislaiei de protecia muncii este obligatorie pentru oricesalariat i student pe timpul activitilor practice n laboratoarele U.P.B.

Constituie infraciune i se pedepsete cunchisoare, dac nu suntrespectate msurile stabilite cu privire la protecia muncii de ctre orice persoan,dac prin aceasta se creeaz pericol iminent de producere a unui accident sau boal

profesional/producerea de accident sau mbolnvire profesional.Repunerea n funciune a instalaiilor, mainilor, utilajelor nainte de

eliminarea tuturor deficienelor pentru care s-a dispus oprirea acestora, constituieinfraciune i se pedepsete cu nchisoare sau cu amend.

Studenii U.P.B., pe timpul activitilor practice n laboratoarele UPB, vorfi sancionai cu amenddac:

folosesc surse de foc deschis i fumeaz n locurile n care acestea suntinterzise prin norme;

desfoar activiti n aa fel nct expun la pericol de accidentare saumbolnvire profesional, att propria persoan, ct i pe celelalte persoane

participante la procesul de munc; nu opresc lucrul la apariia unui pericol iminent de producere a unui accident i

nu au informat de ndat pe conductorul locului de munc; prsesc echipamentul tehnic aflat n funciune sau ncredineaz unor

persoane neautorizate supravegherea acestora; nu-i nsuesc i nu respect normele de protecia muncii i msurile de

aplicare a acesteia; nu aduc la cunotin conductorilor locurilor de munc orice defeciune

tehnic sau alt situaie care constituie un pericol de accidentare saumbolnvire profesional;

nu comunic de ndat conducerii U.P.B. despre producerea unui accident demunc sau au cunotin despre producerea acestuia i nu au anunat;

dac ptrund n locurile de munc ce prezint pericol deosebit.

MSURI PENTRU EVITAREA ACCIDENTELOR laboratorul va fi meninut n permanen curat; mobilierul va fi astfel aezat nct s nu prezinte nclinri, deformri i s

asigure libera trecere pe cile de acces pentru apermite evacuarea rapid i nsiguran n caz de pericol;

fiecare student este obligat s cunoasc i s respecte regulile de circulaie n

incinta U.P.B.


6/137

Norme de protecia muncii n laborator 10

Msuri de protecie a muncii ce se pot lua n cazul studenilor careexecut lucrri cu unelte de mn:

locul de munc se ine n ordine. Sculele, materialele i piesele se aaz pelocurile care le sunt rezervate. Nu se ncarc bancul de lucru i trecerile din

jurul lui cu obiecte inutile; achiile nu se ndeprteaz prin suflare deoarece pot s intre n ochi; cnd se asambleaz sau se demonteaz mbinri cu piulie, se aleg chei cu

dimensiuni potrivite. Asupra cheii se aplic numai fora minii i nu a corpului

ntreg.Msuri de protecie a muncii ce se pot lua n cazul studenilor care

lucreaz la standurile constructiv-funcionale (CF) din laborator: la standurile CF nu se poate lucra dect cu aprobarea persoanei care conduce

lucrarea de laborator sau a persoanei desemnate de aceasta; nu se ncepe munca la standurile CF nainte de a se cunoate construcia

acestora, dispozitivele de comand i regulile de securitate a muncii; nainte de a ncepe munca se verific dac standul este n stare bun de

funcionare, dac manetele i butoanele de comand funcioneaz bine, dacexist aprtoare de siguran n stare bun, dac utilajul electric este binelegat la pmnt;

nainte de a ncepe lucrul, studenii sunt obligai s-i ncheie manetelemnecilor sau s le lege cu iret. Se strng capetele ireturilor i poalelehainelor, precum i prul prea lung;

studenii au obligaia s anune imediat persoana care conduce lucrarea delaborator sau persoana desemnat de aceasta n cazul cnd constat un defectla maina-unealt sau o funcionare anormal a acesteia;

la ntreruperea curentului n reeaua de for se deconecteaz imediat standul i nu se conecteaz la loc dect cu aprobarea persoanei care conduce lucrarea de

laborator sau a persoanei desemnate de aceasta.Msuri de electrosecuritatePentru evitarea electrocutrilor prin atingere direct trebuiesc evitate:a) atingerea cu o parte a corpului a dou elemente, dintre care cel puin

unul se afl normal sub tensiune i este neizolat;b) atingerea unor conductoare scoase de sub tensiunea de lucru, care ns

au rmas ncrcate cu sarcini electrice, datorit capacitii.Pentru evitarea electrocutrilor prin atingere indirect trebuie evitate: atingerea concomitent a obiectului intrat accidental sub tensiune i a

pmntului sau cu un element n contact cu pmntul; atingerea unor puncte de pe sol sau pardoseal, din apropierea unei scurgeri de

curent n pmnt i care se afl la poteniale diferite; astfel de atingeri pot avealoc n apropierea unei prize de pmnt prin care trece un curent electric sau napropierea unui conductor czut pe pmnt, a unei linii aflate sub tensiune (tensiune de pas).


7/137

11 PUNI I SUSPENSII

N CAZ DE ACCIDENTEn caz de accidente (rniri, arsuri, otrviri etc.) se vor lua urmtoarele

msuri: accidentele de natur mecanic pot avea ca efect tieturi, zgrieturi, nepturi,

zdrobiri i striviri; n cazul leziunilor grave este necesar chemarea medicului,iar cnd rnile sunt uoare, se spal cu ap curat, se dezinfecteaz cu ap

oxigenat i se bandajeaz cu tifon sterilizat; cnd se produc hemoragii, seprocedeaz de urgen la oprirea sngelui, dezinfectarea i bandajarea rnii i

transportarea accidentatului la spital; accidentele termice (arsuri, opriri) se trateaz dup gravitatea lor; arsurile

profunde i pe suprafee mari (de gradul II i III) necesit internarea de urgenn spital;

accidentele chimice (arsuri chimice, intoxicaii i sufocri) pot avea loc laorice lucrare de laborator, dac nu se respect msurile de protecie; este totuinecesar ca n timpul experienelor s fie la ndemn o cantitate suficient desoluii de carbonat de sodiu, amoniac, acid acetic, acid boric etc. pentruneutralizarea acizilor sau bazelor care ar putea ajunge pe corp sau pe haine;

dac vreun reactiv ajunge pe corp, acesta trebuie splat n primul rnd cu omare cantitate de ap i apoi se terge locul respectiv sau se aplic substane

neutralizante; cnd o pictur de reactiv ptrunde n ochi, este foarte important ca ochii s fie

splai imediat cu jet de ap i apoi supui unui examen medical;

n cazul intoxicaiilor acute sau al sufocrilor cu substane gazoase sau cu

vapori toxici,pn la sosirea medicului, cel n cauz va fi scos din atmosferatoxic i va fi dus ntr-un loc bine aerisit, i se va desface haina la gt i i se vaface respiraie artificial.n cazul accidentelor provocate de curentul electric

se anun de urgen medicul sau salvarea; se disting douetape n operaiile de salvare a unui electrocutat:

a. Degajarea electrocutatului se deprteaz ct mai repede posibil conductorul(sursa de curent) de victim; dac ndeprtarea sursei de curent este dificil, se va deprta victima de sursa

de curent;

se va pune la pmnt, dup deconectare, instalaia scoas din circuit .n caz de electrocutare prin curent de nalt tensiune trebuie luate

urmtoarele msuri: s se anune de urgen electricianul de serviciu; electricianul de serviciu sau un specialist va ntrerupe curentul i va participa

la degajarea victimei; nu se ating conductoarele electrice; nu se permite circulaia n zona respectiv; se va utiliza echipament individual de protecie i echipamente omologate

pentru nalt tensiune;


8/137

Norme de protecia muncii n laborator 12

n caz de electrocutare prin curent de joas tensiune trebuie luateurmtoarele msuri:

s se suprime curentul de la tabloul de comand, tabloul de sigurane,ntreruptor etc.;

supravegherea de ctre o persoan a tabloului sau ntreruptorului pentru a se

interzice repunerea n funciune a instalaiei pn la degajarea complet azonei;

dac este dificil a se umbla la tablou sau la ntreruptor, pentru a nu se ntrziasalvatorul va tia conductorul sau va degaja imediat victima;

conductorul se va tia cu un clete cu mnere complet izolate sau un topor cu

coada de lemn uscat; degajarea victimei se va face prin apucarea de acelepri ale hainelor care sunt n contact mai mic cu corpul su(revere sau poalelehainelor), avndu-se grij s nu i se ating n acelai timp i nclmintea.n toate cazurile, salvatorul va trebui s seizoleze i el, att fa de curent

ct i de sol. Normal, acesta va trebui s foloseasc pode izolant, mnui saunclminte electroizolant, scaune sau bee foarte uscate, mnuile izolante se potnlocui cu hrtie, stofe de ln sau flanel (ndoite de 3 4 ori) sau buci decamer de aer de la un vehicul de tip greu.

Se recomand s nu se opereze dect cu o mn i s se evite atingerea

obiectelor metalice n cursul operaiei de degajare.b. Primul ajutor propriu-zis ce trebuie acordat electrocutatului

dup degajare se acord primul ajutor, imediat i la locul accidentului;

victima va fi culcat pe un loc uscat(iarna -pe pturi, haine etc.); i se desfacegulerul, cureaua, ireturile, eventual i se vor scoate hainele;

se cur gura de snge, mucoziti sau corpuri strine; dac are protezmobil, aceasta se scoate;

aceste operaii vor fi executate foarte rapid, pn ntr-un minut, dup care se vancepe respiraia artificial, aceast operaie se continu pn la apariia

semnelor de via.


9/137

Lucrarea nr. 1

COMPUNEREA I ORGANIZAREA SISTEMELOR PEAUTOBUZELE URBANE CORELATE CU

ORGANIZAREA GENERAL A AUTOBUZELOR

1. Obiectivele lucrrii:Studiul compunerii i a organizrii sistemelor peautobuzele urbane, corelarea lor cu organizarea general a autobuzului i cucerinele specifice impuse autobuzelor urbane

2. Elemente necesare desfurrii lucrrii: Autobuz urban SaviemSC 10 UO n stare de funcionare; standul transmisiei semiautomate a autobuzului;rulet de 3 m.

3. Consideraii teoretice:3.1. Scurte consideraii asupra organizrii generale a autobuzelor

urbaneCondiia de baz impus autobuzelor urbane este asigurarea accesului uor al

cltorilor inclusiv al crucioarelor pentru cltorii cu dizabiliti. O soluie pentrundeplinirea acestei condiii este reducerea nivelului podelei. Din acest punct devedere, schemele caroseriilor autobuzelor urbane sunt prezentate n figura 1.1.

Fig.1.1. Schemele caroseriilor autobuzelor urbane: a) autobuz cu nivel ridicat al podeleii structur portant cadru cu lonjeroane ca la autocamioane; b) autobuz cu nivel ridicat

al podelei i structur portant grind cu zbrele de nlime normal; c) autobuz cupodea semicobort i structur portant grind cu zbrele de nlime redus;

d) autobuz cu podea cobort i structur autoportant

Autobuzul urban cu nivel ridicat al podelei prezint urmtoarelecaracteristici constructive:

structura de rezisten a bazei caroseriei are o nlime de cel puin400 mm, astfel nct nivelul podelei este de cel puin 700 mm;

accesul cltorilor n i din autobuz se face prin ui cu scri n dou trepte;


10/137

14

PUNI I SUSPENSII

organizarea generala este cu motor central, orizontal sub podea i traciunepe puntea din spate, care confer autobuzului dou avantaje importante:I. o repartizare armonioas a maselor pe puni n toate regimurile dencrcare ale autobuzului; II. cea mai ridicat valoare pentru coeficientulde folosire a suprafeei n scop util;

puntea motoare din spate, rigid, are o construcie similar cu cea aautocamioanelor.Autobuzele urbane cu aceast soluie de organizare general s-au construit

de la nceputul anilor 1960 i au fost la mod pn la sfritul anilor 1980.

Autobuzul urban cu podea semicobort prezint urmtoarele caracteristiciconstructive: structura de rezisten a bazei caroseriei are o nlime de cel mult 250 mm,

astfel nct nivelul podelei este de cel mult 650 mm; accesul cltorilor n i din autobuz se face prin ui cu scri cu o singur

treapt; organizarea generaleste cu motor (vertical, nclinat sau orizontal) dispus

longitudinal n consola din spate, similar cu cea a autobuzelor interurbanei turistice, cu urmtoarele consecine: I. o ncrcare mai mare a puniimotoare din spate, deci adoptarea unor soluii care s compenseze acestdezavantaj; II. o valoare mai sczut pentru coeficientul de folosire asuprafeei n scop util; III.podeaua poate s aib o pant ascendent spre

zona consolei din spate; puntea motoare din spate, rigid, are o construcie similar cu cea a

autocamioanelor, sau poate avea carterul central deplasat spre stnga nraport cu sensul de mers pentru a elimina podeaua n pant.Autobuzele urbane cu aceast soluie de organizare general s-au construit

de la nceputul anilor 1980 (pentru situaii deosebite chiar mai devreme), iar pentruutilizri speciale sunt fabricate i n prezent.

Autobuzul urban cu podea cobortprezint urmtoarele caracteristiciconstructive:

structura de rezisten a caroseriei este distribuit pe conturul seciuniitransversale (echivalentul structurii autoportante de la autoturisme) astfel nct nivelul

podelei este de 300 350 mm, adic nivelul trotuarului sau al peronului din staii;

organizarea general este cu motor vertical dispus n consola din spatelongitudinal i deplasat spre stnga, sau transversal, cu traciune pe puntea dinspate, cu urmtoarele consecine: I.o ncrcare mai mare a punii motoare din spate,deci adoptarea unor soluii care s compenseze acest dezavantaj; II. cea mai sczutvaloare pentru coeficientul de folosire a suprafeei n scop util; III. podeaua estepuin ridicat n zona punii din spate, eventual i a punii din fa;

puntea motoare din spate, rigid, este de tip portal, iar puntea dinfa poate fi rigid sau fracionat cu mecanism patrulater transversal cu braeneegale.


11/137


12/137

16

PUNI I SUSPENSII

Fig.1.3. Organizarea salonului.

Dimensiunile de gabarit ale autobuzului sunt: lungime 11 m; lime 2,5 m;nlime 2,94 m.

Dimensiunile care reflect organizarea i construcia autobuzului sunt:ampatament 5,580 m; ecartament fa 2,030 m; ecartament spate 2,025 m; consoladin fa 2,740 m; consola din spate 2,680 m.

Organizarea general a autobuzului este realizat dup soluia clasic,respectiv motorul dispus n partea din fa a autobuzului i traciunea pe roilepunii din spate. Pentru a obine un nivel cobort al podelei pe toat lungimeasalonului, soluia clasic de organizare general aplicat pe autobuzul SC 10 areurmtoarele particulariti:

motorul Dieselorizontal cu 6 cilindri n linie, capacitatea cilindric de7,251 dm3, cu o putere de 106 kW/2500 rpm i masa de 800 kg n ordine de merseste dispus n consola din fa sub podeaua postului de conducere, cu urmtoareleconsecine:

platforma postului de conducere este la un nivel mai ridicat, ceea ceconfer o bun vizibilitate i siguran pentru conductorul auto;

legturi scurte i sigure ntre sistemele motorului i ntre motor i postul deconducere;

acces mulumitor la motor i numai din exterior; spaiu limitat pentru dispunerea motorului, ceea ce limiteaz capacitatea

cilindric i impune separarea transmisiei (ambreiaj centrifugal bidisc uscat

i SV planetar cu 4+1 trepte de vitez) de motor; transmisia formeaz un modul separat de motor, este dispus n partea

centrala autobuzului sub podea, cu urmtoarele consecine: fluxul de putere se transmite de la motor la transmisie printr-un cuplaj

elastic montat pe volant i doi arbori cardanici cu palier intermediar; fluxul de putere de la transmisie la puntea motoare din spate se transmite

printr-un arbore cardanic; o repartiie echilibrata maselor pe puni.


13/137

Compunerea i organizarea sistemelor pe autobuzele urbane corelate cu

organizarea generala autobuzelor

17

puntea motoare din spate este fracionat cu suspensie independent,fiecare roat fiind ghidat de cte un bra longitudinal tras (este singurul autobuzurban simplu de mare capacitate cu punte spate motoare fracionat cu suspensieindependent), cu urmtoarele consecine:

mecanismele de putere sunt dispuse ntr-un carter central montat pe bazacaroseriei i cuprind o transmisie principal n dou trepte i un diferenialsimplu, simetric cu 4 satelii;

arborii planetari au cte dou articulaii homocinetice cu tripode unghiular-

axiale; pe arborele de intrare n carter este montat mecanismul cu tambur i saboi

interiori simplex al frnei de siguran.

4. Desfurarea lucrrii4.1. Compunerea i organizarea transmisiei autobuzului SC 10 sunt

prezentate n figura 1.4.

Fig.1.4. Compunerea i organizarea transmisiei: 1. cuplajul elastic; 2. transmisiacardanic dintre motor i transmisia semiautomat; 3. ambreiajul centrifugal;

4. schimbtorul de viteze planetar; 5. carterul central al punii motoare din spate;6. arborii planetari.


14/137

18

PUNI I SUSPENSII

4.2. Compunerea i organizarea punii i a suspensiei din fa suntprezentate n figura 1.5.

Fig.1.5. Compunerea i organizarea punii i a suspensiei din fa: 1. grinda punii;2. arcul lamelar; 3.suporturile pentru asamblarea arcului lamelar pe grinda punii;

4. element pneumatic (perna de aer) tip burduf; 5. suporturile pentru montarea pernei deaer; 6. tamponul limitator; 7. bara de reacie longitudinal; 8. amortizorul hidraulic.

Puntea din fa este rigidcu suspensie dependent. Grinda forjat a puniieste arcuit n jos pentru a reduce nivelul podelei salonului. Ghidarea pun ii pestructura portantse realizeazatt prin cele douarcuri lamelare ct i prin doua

bare de reacie forjate dispuse longitudinal i montate deasupra grinzii punii i aarcurilor. Reaciunea transversaleste preluatatt de arcurile lamelare, ct i debarele de reacie datoritconstruciei articulaiilor.

Suspensia este mixt deoarece folosete att arcuri lamelare ct i arcuripneumatice tip burduf cu douinele. S-a optat pentru aceast soluie din dou motive:

deoarece puntea din fa este mai ncrcat pentru autobuzul gol datoritdispunerii motorului integral n consola din fa, iar n cazul defectrii

pernelor de aer arcurile lamelare asiguro suspensie satisfctoare pentru

autobuzul descrcat; cele douelemente elastice lucreaz n paralel i vor avea dimensiuni mai

reduse ndeosebi pe vertical.Pentru a reduce nivelul podelei salonului, arcurile sunt fixate sub grinda

punii. Amortizoarele hidraulice sunt montate n faa grinzii punii, ntre suportulinferior al arcului i baza caroseriei, uor nclinat spre fa i practic nu depescnivelul podelei salonului. Suspensia nu are bar stabilizatoare, deoarece fiecare

pernde aer are cte o supapde reglare a nivelului.Articulaiile sunt rigide, cu lime mare, deci necesitgresare periodici

au capacitate ridicatde preluare a forelor transversale.


15/137



19

4.3. Compunerea i organizarea punii i a suspensiei din spateAcestea sunt prezentate n figura 1.6.

a.

b. Fig.1.6. Compunerea i organizarea punii i a suspensiei din spate,

a) vedere de sus; b) vedere lateral:1.carterul central cu suporturile sale; 2.arborii planetari cu tripode; 3.roile simple;

4.braele longitudinale; 5.rezervoarele cu aer comprimat ale suspensiei; 6.elementeleelastice pneumatice tip burduf (pernele de aer); 7.prghie cu brae egale pentru

acionarea pernelor de aer; 8.biel pentru acionarea pernelor de aer; 9.manivel (levierulcorp comun cu braul longitudinal tras) pentru acionarea pernelor de aer; 10.tampon

limitator pe cursa de comprimare; 11. tampon limitator pe cursa de destindere.


16/137

20

PUNI I SUSPENSII

Puntea din spate este motoare, fracionat, cu suspensie independentintegral pneumatic. Mecanismul de ghidare al roii este de tipul bra longitudinal,mecanism care asigur pstrarea constant a ecartamentului i a unghiului decdere al roii. Articulaia cilindric a braului pe baza caroseriei este rigid, curulmeni radiali-axiali cu role conice i are o lime mare pentru a prelua forelelaterale. Corpul braului este nclinat spre interior pentru a-l poziiona simetric fade buca articulaiei.

Suspensia este pneumatic, cu patru perne de aer tip burduf cu dou inele,cte dou perne de aer n paralel pentru fiecare roat. n consecin, dimensiunilepernelor de aer sunt reduse i este posibil amplasarea lor ntr-o poziie aproapeorizontal sub podeaua salonului. Rezervoarele de aer ale elementelor elasticepneumatice sunt dispuse transversal sub nivelul podelei i sunt integrate nstructura de rezisten a bazei caroseriei, servind i drept suport pentru articulaiilebraelor. Reaciunea vertical a roii este transmis pernelor de aer printr-unmecanism biel-manivel, cu manivela corp comun cu buca exterioar aarticulaiei braului i biela cu lungime reglabil (este posibil reglarea suspensiei)care transmite fora de apsare pernelor de aer printr-o prghie cu brae egale(tip cntar). Amortizoarele hidraulice sunt articulate ntre braele trase ale punii ibaza caroseriei, fiind dispuse nclinat spre fa n plane longitudinale foarte aproapede roi pentru a afecta ct mai puin lrgimea salonului ntre pasajele roilor din

spate. Suspensia este prevzut cu tampoane din cauciuc limitatoare de curs, attla comprimarea elementelor elastice, ct i la destinderea lor.

Puntea are roi simple, autobuzul SC 10 fiind singurul autobuz urbansimplu de mare capacitate care adoptaceastsoluie, posibildatorit soluiei deorganizare general adoptate, foarte avantajoas deoarece reduce la jumtatelimea pasajelor roilor din spate i n consecin dubleaz lrgimea distaneidintre pasaje din salon.

4.4. Compunerea i organizarea sistemului de direcie

Acestea sunt prezentate n figura 1.7.Sistemul de direcie este compatibilizat cu puntea din fa (punte rigid) i

riguros corelat cu dispunerea motorului sub podeaua postului de conducere,proiectantul trebuind s rezolve dou probleme: sub podeaua postului de conducere este un spaiu limitat pentru

amplasarea mecanismului de acionare al sistemului de direcie servoasistathidraulic;

transmisia longitudinal a sistemului de direcie nu poate fi amplasatlateral stnga, pe sub postul de conducere, aa cum se procedeaz la autobuzeleuzuale i la autocamioane.


17/137



21

Fig.1.7. Compunerea i organizarea sistemului de direcie: 1.volanul; 2.mecanismul deacionare; 3.arborele levierului de comand; 4.levierul de comand; 5.bara longitudinal I;

6.cilindrul hidraulic cu distribuitor; 7.levierul intermediar-orizontal;8.bara longitudinal II; 9.levierul central n formde L; 10.bieletele lungi;

11.levierele fuzetelor.

Rezolvarea acestor probleme s-a fcut prin adoptarea urmtoarelor soluiiconstructive: mecanismul casetei de direcie i cilindrul hidraulic de lucru cu

distribuitorul cu sertar sunt corpuri separate. Astfel, caseta de direcie cumelc globoidal i rol tripl are dimensiuni mai mici i poate fi montatsub podeaua postului de conducere;

arborele levierului de comand este foarte lung, iar levierul este poziionatn planul longitudinal de simetrie al autobuzului;

bara de direcie longitudinal este montat n partea dreapt a planuluilongitudinal de simetrie i este fracionat n dou uniti conectate

printr-un levier intermediar montat orizontal, cu articulaia fix dispus nplanul longitudinal;

paralel cu prima unitate a barei longitudinale este montat cilindrul hidrauliccu distribuitorul su cu sertar; partea transversal a transmisiei direciei este de tipul cu levier central n

formde L, dispus simetric, care primete comanda de la a doua unitatea barei longitudinale. Arborele acestui levier este montat ntr-un alezajrealizat n corpul grinzii punii din faa. El transmite comanda bracriiroilor prin dou bielete simetrice lungi care permit i reglareaconvergentei roilor.Sistemul de direcie al autobuzului este perfect simetric din punct de

vedere cinematic.


18/137

22

PUNI I SUSPENSII

4.5. Compunerea i organizarea sistemului de frnare

Mecanismele de frnare ale roilor sunt cu tamburi i saboi interiori tipsimplex cu acionare pneumatica saboilor prin intermediul unei came i reglaremanuala jocului dintre suprafeele de frecare.

Instalaia pneumatic are urmtoarele circuite: circuitul de alimentare cu aer comprimat este format din: un compresor

bicilindric acionat de motor cu capacitatea cilindric de 330 cm3, debit de645 l/min la 3000 rot/min la o presiune de 8 bar, cilindri rcii cu aer,

chiulas cu api ungere sub presiune de la motor; un epurator i o supapde comand Bendix care realizeaz i funcia de regulator; supap deprotecie cu patru ci; rezervoarele de aer comprimat;

circuitul de frnare pentru roile din fa format din: robinetul de comandacionat de pedal; rezervorul de aer comprimat al frnelor din fa;cilindrii de acionare a camelor (camerele de frnare) saboilor din fa;

circuitul frnei pentru roile din spate format din: robinetul de comandacionat de pedal; rezervorul de aer comprimat al frnelor din spate;supap de descrcare rapid; corectorul forei de frnare comandat de

presiunea aerului din pernele de aer ale roilor din spate; cilindrii dubli deacionare a camelor saboilor din spate;

circuitul suspensiei din fa format din: supapele de reglare alimentate cuaer comprimat printr-un teu din rezervorul circuitelor suplimentare;rezervoarele pernelor de aer; pernele de aer ale suspensiei din fa;

circuitul suspensiei din spate format din: supapa de reglare alimentat cuaer comprimat printr-un teu din rezervorul circuitelor suplimentare;rezervoarele pernelor de aer din spate integrate n structura de rezisten a

bazei caroseriei; pernele de aer ale suspensiei din spate; circuitele serviciilor suplimentare formate din: rezervorul de aer comprimat

al serviciilor suplimentare; acionarea pneumatic a uilor; acionareapneumatica claxonului; acionarea pneumatica a ventilatorului; acionareapneumatica tergtoarelor;

circuitul frnei de securitate formate din: robinetul de comand al frnei desecuritate acionat de o manet; rezervorul de aer comprimat al frnei desecuritate; corectorul de frnare; supapa releu; cilindrii dubli de acionare acamelor saboilor din spate;

circuitul frnei de parcare format din: robinetul de comand al frnei deparcare acionat de o manet; rezervorul de aer comprimat al frnei de parcare;cilindrul care acioneaz saboii mecanismului de frnare al frnei de parcare;

circuitul de purjare cuprinde robinetele de purjare montate pe rezervoarelede aer comprimat i acionate manual.


19/137



23

Componentele cele mai voluminoase sunt rezervoarele de aer comprimat.Amplasarea lor pe autobuzul SC 10 nu ridic probleme deosebite de spaiu,deoarece podeaua semicobort ofer suficiente posibiliti de amplasare. Volumulrezervoarelor este corelat cu consumul de aer comprimat al circuitului/circuitelor

pe care-l deservesc (volumul cel mai mare l are rezervorul circuitelorsuplimentare, apoi urmeaz cele dou rezervoare ale circuitelor frnelor deserviciu). Rezervoarele pernelor de aer sunt montate n apropierea elementelor

pneumatice pe care le deservesc.Schema instalaiei pneumatice este prezentata n figura 1.8.Instalaia pneumatic a autobuzului Saviem SC 10 (fig. 1.8) este compus

din: 1. supap de reglare a suspensiei fa dreapta; 2. supap de descrcare rapid acilindrului frnelor din fa; 3 supap de reglare a suspensiei fa stnga;4. robinet dublu de frnare (acionat de pedala de frn), 5. cilindru de acionare asaboilor mecanismului de frnare fa stnga; 6. cilindru de acionare a saboilormecanismului de frnare fa dreapta; 7. arcul pneumatic tip burduf fa dreapta;8. rezervor aer pentru 7; 9. rezervor aer pentru frna de parcare; 10. arcul

pneumatic tip burduf fa stnga; 11. rezervor aer pentru 10; 12. dou supapeunisens (separatoare); 13. rezervorul de aer al ventilatorului; 14. rezervorul de aer

pentru frna de siguran; 15. rezervorul de aer pentru frna din fa; 16. supap deprotecie cu patru ci; 17. rezervorul de aer pentru consumatorii auxiliari;18. rezervorul de aer pentru frna din spate; 19. supap de reglare a suspensiei dinspate; 20. supap de descrcare rapid a cilindrului frnelor din spate; 21. patruarcuri pneumatice tip burduf pentru suspensia din spate; 22. cilindru de acionare asaboilor frnei spate dreapta; 23. cilindru de acionare a saboilor frnei spatestnga; 24. rezervor de aer pentru arcurile pneumatice dreapta; 26. dou robinete de

purjare; 27. regulator de presiune cu supap de comand; 28. epurator de aer;29. supap de siguran i de alimentare; 30. cinci indicatoare pentru presiuneaminim;31. trei electrovalve; 32. trei contacte pentru lampa de stop (frn);33. dou robinete de comand pentru tergtorul de parbriz; 34. robinet de

comand pentru frna de parcare; 35. robinet de comand pentru frna desiguran; 36. supap cu dou ieiri (supap dubl); 37. compresor; 38. ventilatorcu acionare pneumatic decuplabil; 38 motoare pneumatice pentru tergtoarelede parbriz; 40. claxon pneumatic; 41. robinet; 42. cilindri ui fa; 43. electrovalveui fa; 44. robinet pentru umflarea pneurilor; 45. patru prize de presiune;46. supape de purjare manuale; 47. supap de reinere; 48. corector de frnare;49. electrovalv u mijloc; 50. indicator de presiune.


20/137

24

PUNI I SUSPENSII

Fig.1.8.

Schemainstalaieipneumatice.


21/137



25

Observaie: O consecin a soluiilor de organizare prezentate anterior estec masa proprie a autobuzului de 8865 kg este repartizat punilor astfel:5225 kg pe puntea din fa i 3640 kg pe puntea din spate. Pentru autobuzulncrcat cu sarcina nominal, ncrcrile punilor sunt aproximativ egale, ceea ce apermis constructorului s foloseasc pentru puntea din spate roi simple (estesingurul autobuz urban simplu de mare capacitate cu roi simple pe puntea motoaredin spate), cu urmri extrem de favorabile pentru organizarea salonului. n plus,

ncrcarea maxima punii din spate este sub valoarea maximimpus de normeleactuale.

4.6. Activiti efectuate de studeni

Studenii vor urmri pe autobuz soluiile de organizare i compunereasistemelor prezentate anterior.

Studenii vor msura pe autobuz urmtoarele dimensiuni: dimensiunile salonului i ale suprafeelor pentru pasagerii n picioare; nivelul podelei i al treptelor de acces; lrgimea uilor;

nivelul postului de conducere fa de cel al salonului i fa de calea derulare.

Studenii vor determina prin calcul urmtoarele: coeficientul de utilizare al suprafeei definit prin relaia:

a

us

sS

S= n care: Suseste suprafaa utila salonului; Saeste umbra pe sol

a autobuzului; ncrcarea punilor pentru autobuzul ncrcat cu sarcin nominal,

considernd pentru pasagerii n picioare o repartiie de 8 persoane/m2 i

masa unei persoane de 75 kg.

Studenii vor ntocmi schema cinematic a mecanismelor dincarterul central alpunii motoare din spate i vor determina valorile rapoartelor detransmitere prin rapoartele de numere ntregi de dini ale roilor dinate.


22/137

26

PUNI I SUSPENSII

5. ntrebri de verificare a cunotinelor

1. Care sunt particularitile n privina organizrii generale dup soluiaclasic pentru autobuzul SC 10?2. Ce tip de punte i suspensie din fa se folosesc pe acest autobuz i de ce?3. Cum este corelat sistemul de direcie cu organizarea general adoptat peautobuzul SC10?4. Ce soluie constructiv s-a adoptat pentru puntea din spate i de ce?5. Cum este corelat suspensia punii din spate cu podeaua semicobort aautobuzului?6. Ce a permis proiectantului s foloseasc roi simple pentru puntea motoaredin spate?7. Ce consecine are folosirea roilor simple pentru puntea motoare din spateasupra organizrii salonului autobuzului?8. Care sunt circuitele instalaiei pneumatice folosite pe autobuzul SC 10?9. Care sunt componentele principale ale circuitelor sistemului de frnare?10.Ce consecine au organizarea general a autobuzului i organizareasistemelor lui principale asupra postului de conducere?


23/137

Lucrarea nr. 2CONSTRUCIA I FUNCIONAREA SISTEMELOR

ELASTOAMORTIZOARE. CALCULUL ARCURILORELICOIDALE CILINDRICE IAL ARCURILOR CU FOI

1. Obiectivele lucrrii: Cunoaterea construciei arcurilor celor maifolosite pe automobile (elicoidale cilindrice, cu foi, bar de torsiune, pneumatice),a simbolurilor i a elementelor de baz necesare proiectrii acestor arcuri;

prezentarea unor soluii moderne de arcuri; cunoaterea construciei i afuncionrii amortizoarelor hidraulice telescopice bitubulare; determinarea prinmsurtori directe a parametrilor dimensionali principali i efectuarea unor calculede proiectare a arcurilor.

2. Elemente necesare desfurrii lucrrii: Diverse modele de arcuri ibare stabilizatoare; standul suspensiei cu bara de torsiune dispus longitudinal;

standuri cu amortizoare hidraulice telescopice bitubulare; rulet; ubler.

3. Consideraii teoretice3.1. Rolul i compunerea suspensiei

Suspensia este un sistem elastoamortizor complex care face legtura ntreroi sau puni (masa nesuspendata automobilului) i caroserie (masa suspendataautomobilului). Sistemul de suspensie transmite uniform forele (greutatea) ceacioneaz asupra vehiculului ctre suprafaa de rulare (osea) i, n acelai timp,l izoleaz de forele ce apar dinspre calea de rulare, mbuntind astfel confortul,stabilitatea i manevrabilitatea automobilului. Construcia suspensiei esteinfluenat de construcia punii. Alctuirea sistemuluide suspensie pentru o puntespate motoare rigideste prezentatn figura 2.1.

Observaii:

1. Mecanismul de ghidare al punii (n cazul punii rigide) sau al roilor(n cazul punilor fracionate) face parte din puntea proprie.

2. La orice suspensie este obligatoriu tamponul limitator pe cursa decomprimare, acesta fiind uneori inclus n construcia amortizorului.


24/137

28 PUNI I SUSPENSII

Fig.2.1. Principalele componente ale suspensiei:1.elemente elastice (arcuri elicoidale); 2. bara stabilizatoare; 3. mecanismele de ghidare alepunii; 4. articulaiile mecanismelor de ghidare; 5. amortizoarele hidraulice telescopice;

6. tampoane limitatoare pe cursa de comprimare.

3.2. Arcurile.Sunt organe de maini care realizeaz o legtur elastic ntre masa

suspendat i masa nesuspendat ale automobilului, iar prin forma lor i prinproprietile elastice deosebite ale materialelor din care sunt executate, se

deformeaz elastic sub aciunea unor sarcini exterioare, n limite relativ mari. ntimpul deformrii elastice, arcurile nmagazineaz lucrul mecanic efectuat desarcina exterioar sub form de energie de deformaie, avnd posibilitatea s-lrestituie n perioada de revenire la starea lor iniial.

Cele mai folosite arcuri pentru suspensiile automobilelor sunt arcurileelicoidale, arcurile cu foi (arcurile lamelare), arcurile bar de torsiune, arcurile

pneumatice (pernele cu aer), arcurile din cauciuc.Principalele caliti ale materialelor din care se execut arcurile se refer

la: rezisten ridicat la rupere, limit ridicat de elasticitate, rezisten mare laoboseal. n unele domenii de folosire, materialelor pentru arcuri li se impun oserie de caracteristici speciale, ca: rezisten la temperaturi ridicate; rezistena lacoroziune; lipsa proprietilor magnetice; dilataie termic redus; comportareelasticindependentde temperaturetc.

Oelurile folosite n construcia arcurilor pot fi oeluri carbon de calitate(OLC 55A, OLC 65A, OLC 75A, OLC 85A) sau oeluri aliate cu Cr, Mn, Mo, Si,V, Ni, Ti (40 Si 17A, 60CrMnSi12A, 20 MoCr 130). Elementele de alierembuntesc rezistena i tenacitatea (Si), clibilitatea i rezistena la rupere(Mn, Cr), rezistena la oboseal(V).

Mrcile de oeluri pentru arcuri sunt cuprinse n standardele: STAS 795-87,11514-80. Tensiunile admisibile i recomandri pentru alegerea materialelor pentruarcuri prezentate date n tabelul 2.1.


25/137

Construcia i funcionarea sistemelorelastoamortizare 29

Tabelul 2.1 Tensiuni admisibile i recomandri pentru oeluri de arc

Marca oeluluiRezistena

admisibil latorsiune tatMPa Indicaii de folosire

(STAS 795-92) d < 8mm

d 8 mm

OLC 55A 550 500 Arcuri elicoidale supuse la solicitri mici, arcurispirale sau n foi

OLC 65A 500 460 Arcuri elicoidale, spirale sau n foi, supuse lasolicitri moderate, statice sau oscilante, de lung

durat; temperatura de regim max. 150 C

OLC 75A 550 500 Arcuri elicoidale, spirale sau n foi, supuse lasolicitri moderate, statice sau oscilante, de lung

durat; temperatura de regim max. 200 C

OLC 85A 560 520 Arcuri elicoidale, spirale sau n foi, supuse lasolicitri relativ mari, statice sau oscilante, de

lung durat; temperatura de regim max. 200 C

51 i 17A 600 480 Arcuri elicoidale i cu foi multiple pentru vehiculepe ine, supuse la solicitri moderate, statice sau

oscilante

56 i 17A 630 500 Arcuri elicoidale, n foi multiple i plci elastice,supuse la solicitri medii, statice sau oscilante, dedurat medie; temperatura de regim max. 180 C

51 VCr 11A 680 650 Arcuri elicoidale, n foi sau spirale, supuse lasolicitri foarte mari, statice sau oscilante, de

durat medie; temperatura de regim max. 150C

60 i 15A 680 600 Arcuri elicoidale, n foi, disc sau inelare, supuse lasolicitri medii, statice sau oscilante, de durat

medie, destinate n special pentru vehicule;temperatura de regim max. 180 C

ObservaiiArcurile cu d> 20 mm se vor executa numai din 51 VCr 11A, 60 i I5A, 56 i 17A, iar

pentru arcurile cu d> 30 mm se va prefera 60 i 15A.Pentru arcurile de nalt precizie se recomand alegerea rezistenei admisibile atcu 25%

mai mic dect valoarea indicat n tabel.

Constantele fizice ale oelurilor pentru arcuri sunt date n tabelul 2.2.Arcurile din oel de mbuntire se supun unui tratament termic de clire

i revenire nalt, iar cele executate din oel carbon se supun unui tratament termicde revenire joas(detensionare). Pe baza acordului dintre productor i beneficiar,suprafeele arcurilor se supun unor operaii de ecruisare cu jet de alice, sau cu role

pentru creterea rezistenei la oboseal.


26/137

30 PUNI I SUSPENSII

Tabelul 2.2 Constantele fizice ale oelurilor pentru arcuri

Materialul EN/mm2

GN/mm2

Pkg/dm3

Oel pentru arcuri. Mrci i condiii tehnice generale decalitate. STAS 795-87

206 000 78 500 7,85

Srm din oel carbon de calitate pentru arcuri.STAS 893-80

200 000 81 500 7,85

Srm din oel aliat i nealiat, clit i revenit, pentruarcuri. 200 000 79 500 7,85

Oel pentru arcuri care lucreaz n condiii deosebite.STAS 11514-80

206 000 78 500 7,85

Srm din oel CrNi inoxidabil, austenitic, tras la rece,pentru arcuri.

185 000 70 000 7,90

Srm din oel CrNiAl inoxidabil, austenitic, tras la rece,pentru arcuri.

105 000 73 000 7,90

Materialele nemetaliceutilizate n construcia arcurilor pentru autovehiculesunt de obicei pe baz de cauciuc cu inserii sau materiale compozite.

Un arc este definit de caracteristica sa elastic. Aceasta este curba care

reprezint dependena dintre sarcina care acioneaz asupra arcului (for saumoment) i deformaia (sgeat sau unghi) produs de aceasta, pe direcia deaciune a sarcinii. Alura caracteristicii elastice este prezentatn figura 2.2.

Fig.2.2. Alura caracteristicii elastice.

Arcurile cu rigiditate constantau cea mai largutilizare n practic.Exist, ns, i arcuri cu rigiditate variabil, la care caracteristica este o

curb. La arcurile cu rigiditate progresiv (arcuri tari), panta curbei carereprezint caracteristica este cresctoare, iar la arcurile cu rigiditate regresivaceastpanteste descresctoare.


27/137


Dac nu existfrecri ntre elementele componente ale arcului sau frecriinterioare ale materialului, caracteristica arcului la descrcare coincide cu cea de lancrcare.

La arcurile compuse din elemente suprapuse (arcuri cu foi) sau dinelemente nemetalice, curbele de ncrcare i de descrcare sunt diferite i seformeaz o buclde histerezis. Caracteristica unui arc cu buclde histerezis este

prezentatn figura 2.3.

Fig.2.3. Caracteristica elasticcu buclde histerezis.

3.2.1. Arcuri elicoidalepentru suspensiile automobilelor.Acestea sunt arcuri elicoidale de compresiune cu nfurare spre dreapta,fiind foarte des ntlnite la toate categoriile de automobile.

Dup forma lor, pot fi de tip: conic, cilindric (cel mai des utilizat), butoi(arc paraboidal), hiperboloidal, cu pas constant sau variabil, cu diametru constantsau variabil al srmei. Ele sunt executate din oeluri de arc, sau mai rar dinmateriale compozite. Se pot folosi la toate variantele constructive de puni.

Forme uzuale de arcuri elicoidale sunt prezentate n figura 2.4.

Fig.2.4. Forma arcurilor elicoidale.


28/137

32 PUNI I SUSPENSII

Numai arcul elicoidal cilindric cu pas constant i diametru constant al srmeiare caracteristic elastic liniar, celelalte au caracteristic elastic neliniar.

Extremitile arcurilor elicoidale (zonele de aezare) sunt prezentate ntabelul 2.3. Deoarece arcurile suspensiilor sunt supuse la schimbri frecvente alesarcinii, se recomandca vrfurile spirelor de capt sfie dispuse la aproximativ180 unul fa de cellalt. Grosimea captului spirelor prelucrate trebuie sfie deaproximativ 25% din diametrul srmei, ceea ce corespunde cu prelucrarea spirei deaezare pe 75% din circumferina ei.

Tabelul 2.3 Construcia extremitilor arcurilor elicoidale

Form Execuie Reprezentare

A neapropiat, nerectificat

B apropiat, nerectificat

C neapropiat, rectificat

D apropiat, rectificat

Eapropiat, sub form de

burghiu mare"

Fapropiat i dirijat spre

centru

Not- Fiecare reprezentare indic un arc cu nfurare pe dreapta (RH). Totui, acelaitip de extremitate se aplici n cazul arcurilor cu nfurare pe stnga (LH).

Forma spirelor de capt trebuie indicat n desenul de execuie. Ele seexecut mai apropiate de spirele active, dar nu n contact cu acestea, pot fi cu sau frprelungiri de fixare, cu diametrul exterior egal sau diferit de diametrul spirelor active,cu sau fr prelungirea suprafeelor de reazem. Pentru arcurile prelucrate la cald,spirele de capt trebuie executate dintr-o singur prindere i o singur nclzire.

Arcurile elicoidale cilindrice de compresiune sunt executate din srme saubare cu seciune rotundastfel:

nfurate la rece din srme cu diametrul 0,2 d10 mm; nfurate la rece sau la cald din srme sau bare cu diametrul 10 d16 mm; nfurate la cald din bare cu diametrul 16 d30 mm.


29/137


Srmele pentru arcurile elicoidale sunt reglementate de:STAS 892-89 pentru srmele din oelcarbon;STAS 893-89 pentru srmele din oelaliat.Arcurile nfurate la rece se executn trei clase de precizie, adic 1,2,3.

Arcurile nfurate la cald se executntr-o singurclasde precizie.Rugozitatea suprafeelor spirelor de capt prelucrate trebuie s fie

maximum 25 pentru arcuri nfurate la cald i maximum 6,3 pentru arcurilenfurate la rece.

Dup tratamentul termic, materialul trebuie s prezinte o structuromogenpe toatsuprafaa seciunii (martensitcu gruni fini i fr perlit).

Acoperirile de protecie pot fi: chimice (fosfatare sau brumare); electrochimice (zincare); grunduire electrofosfatic.Ele se executdup ecruisare.

3.2.2. Arcuri lamelare (arcurile n foi)

Arcurile lamelare pot fi alctuite dintr-o singur lamel (arcurimonolamelare) sau din mai multe lamele suprapuse, funcionnd simultan (arcurin foi). Aceste arcuri sunt solicitate la ncovoiere.

Arcurile monolamelare sunt alctuite dintr-o singur lamel (foaie) cugrosimea variabil dup o lege parabolic.

Arcurile n foi sunt compuse din mai multe lamele, de lungimi diferite,suprapuse i asamblate la mijloc cu un urub central de strngere (centrubulon),deoarece ele au nainte de asamblare raze de curburdiferite. Ele sunt strnse ighidate lateral n lungul arcului de bride, astfel nct toate lamelele participsimultan la preluarea sarcinii exterioare.

uruburile centrale se executconform STAS10618/2-85 din materiale cugrupe superioare (grupa 8.8 sau 10.9), iar bridele conform STAS10618/1-82.

Foile arcului se execut din oeluri pentru arcuri, tratamentul termic

constnd ntr-o clire n ulei sau ap la 800C...860C, urmat de o revenire la350C...540C. Dup tratamentul termic, duritatea foilor de arc trebuie s fie356...444 HB, iar adncimea stratului decarburat se admite de maximum 0,15 mm

peste stratul decarburat admis la semifabricate. Ele se executcu o curburiniiali, pentru ctoate foile sparticipe la preluarea sarcinii, raza de curburscade cumicorarea lungimii acestora, aa cum se vede din figura 2.5. Seciunea foilor estedreptunghiular.


30/137

34 PUNI I SUSPENSII

Fig.2.5. Curbura iniiala foilor arcului lamelar.

nainte de asamblare, suprafaa cava foilor (supusfrecrii) se unge cu unstrat subire format 75% unsoare UM 175 i 25% grafit concentrat fulgi tip C.

Pentru protejare mpotriva coroziunii arcurile se vopsesc.Aceste arcuri au o tehnologie de execuie relativ simpl, posibilitate de

montare uoar i se pot repara prin nlocuirea lamelelor rupte sau refacereacurburilor iniiale ale formelor.

Ele pot fi montate pe automobil fie longitudinal, fie transversal.Folosite n suspensia autovehiculelor, pot prelua pe lng sarcinile

verticale, i sarcini orizontale (longitudinale i transversale), precum i momenteale acestor sarcini. Arcuri n foi utilizate la suspensiile automobilelor sunt


Fig.2.6. Arcuri n foi pentru automobile: a) arc principal 1 cu arc suplimentar 2 dispusdeasupra (caracteristicelasticliniarfrnt); b)arc cu capt alunector 1 sprijinit pe

suprafaa curba suportului 2 (caracteristicelasticneliniar); c) arc parabolic(numr redus de lamele, lamele separate cu frecare redusntre ele cu pnla 80%,

masa arcului mai miccu cel puin 33%).


31/137


Fora de frecare dintre foile arcului depinde de calitatea suprafeelor foilor,fora de interaciune dintre foi i de viteza de alunecare ntre foi.

Coeficientul de frecare ntre foile arcului are valoarea cuprins ntre 0,2 i 0,3.Pentru micorarea coeficientului de frecare, suprafeele de contact ntre lamele

trebuie s fie netede i unse, iar uneori ntre lamele se monteaz separatoare dinmaterial plastic. Separatoarele pot fi dispuse pe toat lungimea foilor (n cazul foilorsubiri i flexibile) sau numai n zonele centrale i de vrf (n cazul foilor groase irigide). n aceste cazuri, coeficientul de frecare este cuprins ntre 0,01 i 0,03.

Pentru nlturarea coroziunii foilor, se folosesc acoperiri de protecie,realizate din polietilencu grosimea stratului de 0,5...0,7 mm sau din poliamide cugrosimea stratului de 0,1...0,2 mm.

Dup o perioadndelungatde utilizare a arcului, suprafeele de contactdevin uscate, murdare i zgriate, coeficientul de frecare se mrete, iar rigiditateaarcului crete.

Cea mai utilizat legtur dintre arcul cu foi i masa suspendat estearticulaia cilindriccu buca din material plastic sau din cauciuc. n figura 2.7 seprezint construcia unei articulaii cilindrice cu buce din cauciuc.

Fig.2.7. Construcia articulaiei cilindrice cu bucdin cauciuc.n partea dreaptse remarcsistemul elastic de strngere a bucelor cilindrice

cu guler cu aibe elastice n formde disc.

Capetele foilor de arc influeneaz repartiia sarcinii ntre foi. Din acestmotiv ele se prelucreaz, cele mai avantajoase fiind foile cu capete subiate, a crorrigiditate corespunde cu rigiditatea unei grinzi de egalrezisten. Forme uzuale decapete de foi sunt prezentate n figura 2.8.


32/137

36 PUNI I SUSPENSII

Fig.2.8. Capetele foilor de arc: a) capt drept cu grosime constant;b) capt scurt, trapezoidal, subiat; c) capt lung, trapezoidal, subiat.

Capetele foilor principale realizeaz legturile arcului cu masa suspendati influeneaz durabilitatea arcului. Cele mai frecvente legturi de capt sunt


Fig.2.9. Construcia legturilor: a)ochi principal dezaxat; b) ochi principal axat,cu ochi secundar parial; c) ochi principal axat cu buc, cu ochi secundar complet;

d) ochi principal axat, cu rigidizare prin foaia a doua; e) ochi principal axat, fr rigidizareprin foaia a doua; f) capt cu doufoi principale i fixare n perna din cauciuc;

g) capt drept cu trei foi principale rezemat pe suportul fixat pe lonjeron.


33/137


3.2.3.Arcuri bar de torsiune

Arcul barde torsiune are forma unei bare drepte, de seciune constantpetoat lungimea de lucru i care poate avea diferite forme geometrice, cel maifrecvent utilizat fiind bara de torsiune de seciune circular, care asigur odistribuie uniform a tensiunii de torsiune pe ntregul contur al seciunii i orectificare uoar a suprafeei exterioare (rectificare necesar pentru mrirearezistenei la oboseal).

ncrcarea se realizeaz cu ajutorul levierelor dispuse la unul din capete(levierul poate fi unul din braele punii fracionate), sau la ambele capete, asupra

crora acioneaz fora F, ca n figura 2.10.

Fig.2.10. ncrcarea barei de torsiune: a)cu un levier la capt;b) cu cte un levier la ambele capete.

Caracterul de arc al acestor bare este dat de deformarea la rsucire amaterialului din care sunt executate i care asigurrevenirea barei la starea iniial,dup ncetarea aciunii momentului de torsiune.

Construcia arcurilor bar de torsiune cu diferite forme de realizare acapetelor de fixare i recomandri pentru alegerea dimensiunilor n funcie dediametrul zonei de lucru sunt prezentate n figura 2.11.

Pentru asigurarea continuitii fibrajului, capetele barei de torsiune serefuleaz la cald, iar elementele de fixare (caneluri, teituri, forme circulareexcentrice, ptrate, hexagonale) se executprin deformare plastic.

Arcurile bar de torsiune se execut din oel aliat, de calitate superioarextra, precum 60 CrMnSi 17A, STAS11514-80. Ele sunt supuse unui tratament declire i revenire medie la 430...520C, au o duritate de 45...52 HRC, o rezistenlarupere de minimum 1450 N/mm2i o limitde curgere de minimum 1300 N/mm2.Pe suprafeele exterioare ale barei de torsiune nu se admite prezena stratuluidecarburat sau carburat.

Pentru mrirea rezistenei la oboseal, trecerile dintre zonele de capt izona de lucru se realizeaz cu raze de racordare mari, suprafaa de lucru,suprafeele de racordare i de fixare, canelurile se durificprin ecruisare cu alicei/sau tasare cu role. Grosimea stratului ecruisat trebuie s fie de minimum0,025 mm, constant pe ntreaga seciune, admindu-se o abatere de maximum0,010 mm.


34/137

38 PUNI I SUSPENSII

Fig.2.11. Realizarea capetelor de fixare ale barelor de torsiune irecomandri pentru alegerea dimensiunilor.

n scopul creterii rezistenei mecanice i la obosealbarele de torsiune sepretensioneaz n sens invers solicitrii de pe automobil.


35/137


Arcurile bar de torsiune prezint o serie de avantaje: dimensiuni degabarit relativ reduse; montaj i ntreinere uoare; lipsa frecrilor interioare;tehnologie de prelucrare relativ simpl; capacitate portantmare.

Construcia punii i organizarea automobilului n zona punii respectivetrebuie sfie adaptate special pentru utilizarea unei bare de torsiune.

Pentru a mri stabilitatea autovehiculului n curbe se folosesc elementeelastice bare de torsiune, numite bare antiruliusau bare stabilizatoare. Acestea aurolul de a menine roile n contact cu calea de rulare i de a diminua amplitudineamicrii de ruliu a masei suspendate cnd automobilul ruleaz n curbe, iar

caroseria tinde s se ncline. Cele mai folosite bare stabilizatoare sunt bare detorsiune transversale n form de U, care au capetele fixate direct sau prin tijeintermediare de puntea automobilului, iar partea din mijloc montatprin articulaiicilindrice elastice pe caroserie. Partea transversal (cea care lucreaz la torsiune)

poate fi dreaptsau ndoit pentru a ocoli anumite componente ale automobilului.Forma i dispunerea barei stabilizatoare sunt prezentate n figura 2.12.

Fig.2.12. Forma i dispunerea barei stabilizatoare.

3.2.4. Elemente elastice din cauciuc

Elementele elastice din cauciuc sunt folosite pe scar larg n construciasuspensiilor pentru automobile datorit caracteristicilor deosebite pe care le au.Dintre acestea, mai importante sunt: caracteristicelasticprogresiv, capacitate deamortizare mare; construcie i tehnologie simple; cost redus; funcionare sigurisilenioas.


36/137

40 PUNI I SUSPENSII

Ele pot fi ntlnite sub form de arcuri de cauciuc, tampoane limitatoare ibuce elastice.

Un arc cav din cauciuc (aeon) folosit ca arc suplimentar n cadrul uneisuspensii cu arcuri lamelare, precum i caracteristica elastic rezultat sunt


a.

b.Fig.2.13. Arc cav din cauciuc cu caracteristica sa elastic (a) i

caracteristica elastica suspensiei (b).


37/137


Tampoane limitatoare de cursde form conic (cea mai folosit) cu saufr alveole sau anuri exterioare i caracteristica elasticpentru arcul conic masivsunt prezentate n figura 2.14.

Fig.2.14. Tampoane limitatoare de cursi caracteristica lor elastic.

3.2.5. Elemente elastice pneumaticeElementele elastice pneumatice au urmtoarele avantaje: caracteristica elastic neliniar progresiv, cu posibilitatea de schimbare a

alurii prin modificarea presiunii aerului;

reglarea automata rigiditii i a sgeii dinamice a suspensiei n funcie desarcina util;

permite reglarea automat a nivelului caroseriei fa de sol indiferent devaloarea sarcinii statice;

stabilizarea caroseriei n viraj; atenuarea zgomotelor deoarece nu exist legturi metalice ntre roi i partea

suspendat; greutate proprie mai redus.


38/137

42 PUNI I SUSPENSII

Dintre dezavantaje se menioneaz: construcie complicat i scump;preul ridicat al mentenanei; deteriorarea elementelor elastice i a instalaieipneumatice scoate din funcie ntreaga suspensie a automobilului.

Cele mai folosite forme pentru elementele elastice pneumatice alesuspensiilor automobilelor sunt de tip diafragm (fig. 2.15), sau de tip burduf(fig. 2.16).

Pistonul poate avea profil variabil (determin variaia suprafeei efectivedeci i a caracteristicii elastice), v. fig. 2.15.a.

Fig.2.15. Elemente elastice pneumatice tip diafragm: a) diafragmcu suprafaa efectivvariabil; b) diafragmcu suprafaa efectivconstantdeterminatde diametruld0;

1. rezervor de aer; 2. diafragm; 3. piston etan; 4. ghidaj exterior.

Fig.2.16. Element elastic tip tub cilindric: 1.suport superior; 2. uruburi de fixare pelonjeron; 3. tampon limitator; 4. element elastic tip tub cilindric; 5. piston deschis;

6. suport inferior; 7. uruburi de fixare pe punte.


39/137


3.2.6. AmortizoareAmortizorul este un mecanism care disipeaz rapid energia vibraiilor

verticale ale masei suspendate (caroseriei) i a vibraiilor maselor nesuspendate(roi, puni etc.) i se monteaz paralel cu elementul elastic principal.

Cele mai folosite sunt amortizoarele hidraulice telescopice bitubularedeoarece au lungimi mai mici. Construcia unui amortizor hidraulic bitubular ifuncionarea supapelor din piston i din blocul supapelor de fund n cursa dedestindere i n cursa de comprimare sunt prezentate n figura 2.17.

a. b. c.

Fig.2.17. Amortizorul hidraulic bitubular: a) construcie;b) funcionare la comprimare; c) funcionare la destindere (Sachs).


40/137

44 PUNI I SUSPENSII

n piston sunt montate: supapa de amortizare la destindere i supapa decomunicare sau de reinere.

n blocul supapelor de fund (supapa de fund) sunt montate: supapa deamortizare la comprimare i supapa de admisie sau de reinere.

Supapele sunt realizate dintr-un sistem alctuit din aibe elastice, arcurielicoidale i orificii calibrate.

Spaiul de acumulare (de compensare) este umplut 2/3 cu ulei i 1/3 cu gaz.Dac se folosete aer la presiune atmosferic, amortizorul este de construcienormal. Dacse folosete azot la presiunea de 6...8 bar, amortizorul este cu gaz cu

doucamere.Amortizorul cu gaz are fa de amortizorul normal urmtoarele avantaje:

amortizare precis i la viteze reduse; acionare rapid; zgomot redus nfuncionare; evitarea formrii de bule.

La destindere, cnd viteza de deplasare a pistonului depete vitezacritic, presiunea uleiului crete i nvinge fora de precomprimare a arculuielicoidal din piston al supapei de destindere, aibele elastice se ndeprteaz iofer o seciune de trecere mai mare, iar creterea forei de amortizare scade.

La comprimare, cnd viteza de deplasare a pistonului depete vitezacritic, presiunea uleiului crete, depete fora de precomprimare a arcului stelat

al supapei de comprimare, crete seciunea de trecere, iar creterea forei deamortizare se micoreaz.

n cazul funcionrii la temperaturi sczute, cnd viscozitatea uleiuluicreste, creterea forei de amortizare este limitatn acelai mod.

3.2.7. Calculul i proiectarea arcurilor elicoidale cilindrice de

compresiune

Arcul elicoidal cilindric de compresiune cu caracteristica elastic liniarare urmtoarele elemente geometrice: d - diametrul spirei; Dm - diametrul denfurare; Di - diametrul interior; D - diametrul exterior; t - pasul arculuinesolicitat; H0 - lungimea arcului nesolicitat; 0 - unghiul de nclinare al spirei

arcului nesolicitat.


41/137


Calculul de rezisteneste prezentat n tabelul 2.4.

Tabelul 2.4. Calculul de rezisteni la deformaii al arcurilor elicoidale cilindrice decompresiune

CALCULUL DE REZISTEN

Solicitri

Torsiune:Mt = F ( D m / 2 ) c o s ncovoiere:Mi = F ( D m / 2 ) s i n

Forfecare: T = F c o s Traciune:N = F s i n

Calculul la torsiune

;

;

;

- indicele arcului; K=f(i)


42/137

46 PUNI I SUSPENSII

CALCULUL LA DEFORMAII

Calcululsgeiiarcului

Metodica lor de proiectare este prezentatn tabelul 2.5.

Tabelul 2.5. Relaii de calcul i recomandri de proiectare

Elementul care se calculeazsau se adopt

Simbol iunitatea de

msurRelaii de calcul. Recomandri

DATE DE PROIECTARE

Fora de montaj F1, N

Fora maxim (nominal) Fn, N

Cursa de funcionare h, mm

Condiiile de funcionare - Caracterul sarcinii, mediul de funcionare

ALEGEREA MATERIALULUI

Simbol i STAS Tabelul 2.1 din [5]

Rezistena admisibil latorsiune

, MPa Tabelul 2.1 din [5]

CALCULUL DE REZISTEN

Indicele arcului

iPentru arcuri cu rigiditate mare (arcuri tari)se recomand valori mici ale lui i, iar pentru

arcuri cu rigiditate mic (arcuri moi) serecomand valori mari ale lui i.

Coeficientul de form K ; v. i fig. 11.11 din [5]


43/137


Elementul care se calculeazsau se adopt

Simbol iunitatea de

msurRelaii de calcul. Recomandri

Diametrul spirei

d, mm

- cnd nu se cunoate valoarea diametruluimediu de nfurare

- cnd se cunoate valoarea diametruluimediu de nfurare (cuplaje i ambreiaje cu

discuri de friciune)

Alegerea srmei standardizate SimbolizareSTAS

STAS 892-89 -pentru srm din oel aliatpentru arcuri

STAS 893-89 -pentru srm din oelcarbon de calitate pentru arcuri

Diametrul mediu de nfurare Dm, mm

CALCULUL LA DEFORMAII

Rigiditatea impus c , N/mm

Numrul de spire active

n

- cnd rigiditatea c este impus

- cnd sgeata , este impus printema deproiectare sau se alege de ctre proiectant

Sgeatamaxim

, mm

,

cnd rigiditatea c este impus

, numrul de spire n adoptndu-se de ctre

proiectant

Sgeata de montaj

, mm


44/137

48 PUNI I SUSPENSII

CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE

Numrul total de spire n t n t= n + n rn < = 7 ; n r= 1,5

n > 7 ; n r= 1,5...3,5

Lungimea arcului blocat Hb, mm

Pasul arcului nesolicitat t , mm ;

Lungimea arcului nesolicitat H0, mm H0= Hb + n ( t - d )

Lungimea arcului montat H1, mmLungimea arcului la sarcina

maximHn, mm

Diametrul exterior D, m m D = D m + d

Diametrul interior D i, mm D i = D m - d

Unghiul de nclinare a spireiarcului nesolicitat

0,grade

Lungimea semifabricatului(srmei) pentru arc

ls ,mm

Sgeata la blocarea arcului , mm

Sarcina de blocare Fb,N

Dac condiia nu este ndeplinit, se mrete

ntocmirea desenului de execuie al arcului se face conform SR EN ISO2162-1:1997.

Observaie:Datoritcurburii spirei, tensiunea de torsiune nu se distribuieuniform pe periferia seciunii ei, motiv pentru care relaia de calcul se corecteazcu un coeficient de formal arcului K, mrimea lui fiind n funcie de indicele ialarcului (fig. 2.18).

Fig.2.18. Diagrama pentru determinarea coeficientului de corecie K.


45/137


Un exemplu de desen de execuie pentru un arc elicoidal cu spire de captapropiate rectificate este prezentat n figura 2.19.

Fig.2.19. Desen de execuie pentru un arc elicoidal cilindric de compresiune.

3.2.8. Calculul i proiectarea arcurilor n foi

Calculul i proiectarea arcurilor n foi simetrice se realizeaz conformSTAS E 12782-90, se refernumai la arcurile cu seciune constanta foilor i suntprezentate n continuare.

Mrimile, simbolurile lor i unitile de msur care intervin la calculularcurilor n foi sunt date n tabelul 2.6. Principalele mrimi geometrice corespundschielor din figurile 2.20.


46/137

50 PUNI I SUSPENSII

a.

b.

c.

Fig.2.20. Mrimile geometrice ale arcurilor n foi: a)arc simetric n stare liber;b) arc simetric ncrcat; c)arc montat pe grinda punii.


47/137


Tabelul 2.6 Mrimile care intervin n calculul arcurilor n foi

Simbol Unitatede

msur

Denumirea

a mm Limea foilor arcului

A mm Coarda arcului ncrcat

A0 mm Coarda arcului n stare liber

A0i mm Coarda foii i, a arcului n stare liber

c N/mm Rigiditatea arcului ncastratc1 N/mm Rigiditatea arcului corespunztoare coardei s1

c0 N/mm Rigiditatea arcului nencastrat

B N/mm2 Modulul de elasticitate

f mm Sgeata arcului corespunztoare forei F

H i mm nlimea liber a arcului asamblat, nainte de efectuareaoperaiei de suprasolicitare

H0 mm nlimea liber a arcului dup ncetarea suprasolicitrii

fs mm Sgeata la suprasolicitare

H0i mm nlimea foii, i, a arcului asamblat

H0i mm nlimea foii, i, a arcului n stare liberg mm/s2 Acceleraia gravitaional (g=9810 mm/s2)

b i mm Grosimea unei foi, i, a arcului

b l mm Grosimea foii principale a arcului

H l mm nlimea arcului msurat de la linia ce treceprin axeleochiurilor

Hl mm Variaia nlimii arcului ncrcat

mm Variaia nlimii arcului dup ncetarea suprasolicitrii

I i mm4 Momentul de inerie al foii, i, al arcului

mm

4

Momentul de inerie al pachetului de i foi

mm4 Momentul de inerie al pachetului de foi la mijlocul arcului

mm4 Momentul de inerie al pachetului de i foi la capetele arcului(cu lungime egal cu aceea a foii principale)

k - Coeficientul de form

kd - Coeficientul dinamic


48/137


49/137

Tabelul2.7.

Valorirecomandatepen

trucoeficientuldinamicalarcului

Viteza

maxima

autovehicu

luluikm/h

Sg

eatastatic,mm

10

20

3

0

40

50

60

70

80

90

100

1

10

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

Coefic

ientuldinamic,

kd

10

1,7

7

1,7

6

1,75

1,7

4

1,7

3

1,7

1

1,6

8

1,6

4

1,5

9

1,5

3

1

,46

1,3

8

1,3

1

1,2

5

1,2

1,1

6

1,1

3

1,1

20

1,8

1

1,8

1,79

1,7

7

1,7

5

1,7

4

1,7

1

1,6

7

1,6

2

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

1,1

2

30

1,8

9

1,8

8

1,86

1,8

3

1,8

1,7

7

1,7

5

1,7

1

1,6

7

1,6

2

1

,56

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

1,1

2

40

2,0

1

1,9

9

1,95

1,9

2

1,8

7

1,8

3

1,7

9

1,7

6

1,7

2

1,6

8

1

,62

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

1,1

2

50

2,1

7

2,1

3

2,09

2,0

3

1,9

8

1,9

1

1,8

6

1,8

2

1,7

8

1,7

4

1

,68

1,6

2

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

1,1

2

60

2,3

7

2,3

1

2,24

2,1

7

2,1

2,0

2

1,9

5

1,8

9

1,8

5

1,8

1

1

,75

1,7

1,6

2

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

1,1

2

70

2,4

2,3

2

2,2

4

2,1

4

2,0

6

1,9

9

1,9

3

1,8

9

1

,83

1,7

8

1,7

1,6

2

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

1,1

5

80

2,3

8

2,2

8

2,1

8

2,1

2,0

4

1,9

8

1

,93

1,8

9

1,7

8

1,7

1

1,6

2

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

1,1

8

90

2,3

2

2,2

2

2,1

7

2,1

2

,03

2

1,8

9

1,8

1

1,7

2

1,6

3

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

1,2

4

100

2,3

2

2,2

2

2

,16

2,1

3

2

1,9

2

1,8

3

1,7

3

1,6

3

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

1,3

110

2,3

4

2,3

2,2

8

2,1

3

2,0

4

1,9

5

1,8

4

1,7

3

1,6

3

1,5

6

1,5

1,4

4

1,3

6

120

2,2

8

2,1

8

2,0

8

1,9

8

1,8

6

1,7

3

1,6

3

1,5

6

1,5

1,4

4


50/137

54 PUNI I SUSPENSII

Elementele necesare proiectrii arcurilor n foi sunt urmtoarele: tipul arcului; sarcina staticnominal; tipul solicitrilor; frecvena proprie de oscilaie impus; spaiul de montaj; viteza maxima a autovehiculului.Observaiiprivind tipul solicitrilor:Solicitrile statice sunt solicitrile care apar n foile arcului n cazul

autovehiculului aflat n repaus i ncrcat la sarcina nominal.Calculul are n vedere numai solicitarea la ncovoiere a foilor de arc

datoritsarcinilor verticale. Dacse adoptsisteme speciale de montare a arculuipe punte sau pe asiu care induc i alte solicitri, trebuie avute n vedere i ele lacalculul arcului.

Dimensionarea arcului se face la sarcina static i se verific la sarciniledinamice.

Solicitrile dinamice ale arcului sunt solicitrile care apar n timpuldeplasrii autovehiculului pe drum. Ele depind de solicitrile dinamice aleautovehicului, de sgeata statica arcului i de viteza de deplasare a acestuia.

Temperatura de lucru este cuprins ntre 20C i +60C. n condiiideosebite de exploatare trebuie s se in cont de influena acestora asupra

caracteristicilor materialului.1Calculul preliminar al arculuideterminarea sgeii statice a arcului:

222

250

4 =

=

gf 2.1.

Se recomand=1...1,5 Hz.determinarea rigiditii:

f

Fc =

2.2.determinarea momentului de inerie necesar:

En

n

lcIn

i

+

= ,3

122

2.3.determinarea grosimii maxime a foilor:

lF

I

b

n

ia

=

1

max

4

2.4.

Tensiunea admisibil la ncovoiere se consider500 N/mm2pentru arcuridin fa i 650 N/mm2pentru arcuri din spate.


51/137


alegerea numrului de foi i grosimea lor:Pe baza momentului de inerie necesar, relaia (2.3), a unor mrimi impuse

constructiv i a dimensiunilor foilor cuprinse n STAS 3020-80, se determinvariantele posibile privind componenta pachetului de foi;

determinarea masei aproximative a arcului:

lm

nm l =1000

2.5.

Observaie: Alegerea componentei pachetului de foi se face avnd n

vedere obinerea unei mase minime, cu ncadrarea n spa

iul destinat montajului.2Determinarea rigiditii la arcurile prevzute cu ochiuri

arc cu foi de grosimi identice:

3

3

,

6

2

l

banEn

n

f

Fc

+

== 2.6.

arc cu foi de grosimi diferite:

3

1

3

6 l

baEk

f

Fc

n

i

==

2.7.

coeficientul de formeste:

+=

n

i

n

i

I

I

k

1

1

,

2 2.8.

rigiditatea arcului se determin att pentru arcul nencastrat cu relaiileprecedente, ct i pentru arcul ncastrat (montat pe punte), la care se ine cont departea neactiva arcului datoritstrngerii pe osie cu ajutorul bridelor:

ull

=6

1

4

1'

2.9.Observaie: La determinarea momentului de inerie pentru calcululrigiditii trebuie sse incont de influena startului decarburat, iar n relaiile decalcul valoarea mrimii btrebuie corectatn acestsens, conform STAS 795-87 iSTAS 9943-81.

determinarea frecvenei proprii de oscilaie se face cu relaia :

f

5= 2.10.

unde sgeata arcului,f, este datn centimetri.


52/137

56 PUNI I SUSPENSII

3Determinarea tensiunilor la ncovoierearc cu foi de grosimi identice:

2

3

ban

lF

= 2.11.

arc cu foi de grosimi diferite:

=n

i

i

i

ba

blF

1

3

3 2.12.

4Lungimea foilor arculuiarc cu foi de grosimi identice:Lungimile foilor se determinastfel nct diferenele ntre lungimile a dou

foi alturate sfie aceleai pentru toate foile arcului;arc cu foi de grosimi diferite:Lungimea unei foi se determincu relaia:

( )nnn

n

i

n

i

i

ni ll

I

I

ll +=

+

+ '

1

1

'

2.13.

La valoarea determinat se adaug lungimile neactive datorit fixrii peosie cu ajutorul bridelor, precum i datoritrsfrngerii capetelor foilor;lungimea foilor se poate determina i grafic conform figurii 2.21,

respectndu-se urmtoarele reguli: pe axa verticalse msoar succesiv segmentele de dreapt (Vn-1Vn,

VnVn+1, Vn+1Vn+2,....Vn-3Vn-2, Vn-2Vn-1, Vn-1Vn) proporionale cu momentele deinerie, respectiv cu valorile la cub ale grosimilor foilor de arc respective;

din punctul Vn se traseaz o linie orizontal, pe care se msoarsegmentul VnBn proporional cu semilungimea efectiv a foii de arc celei mailungi;

din punctul Vn se traseaz o linie orizontalpe care se msoarsegmentul VnBn proporional cu semilungimea efectiv a foii de arc celei maiscurte;

se unesc puncteleBniBn; din punctele Vn+1, Vn+2, ... Vn-1, Vnse duc dreptele paralele cu VnBn,

care intersecteaz dreaptaBnBnn puncteleBn+1,Bn+2, ...Bn-2,Bn-1; semilungimile efective ale foilor de arc sunt proporionale cu

segmentele Vn+1Bn+1, Vn+2Bn+2, ... Vn-1Bn-1.Observaie:La arcurile care au mai multe foi de lungime egal cu a foii

principale, determinarea grafic a lungimii foilor ncepe de la ultima foaie delungime egalcu a foii principale.


53/137


Fig.2.21. Determinarea grafica lungimilor foilor de arc.

5Parametrii arcului asamblatRaza foii principale a arcului asamblat n stare liber se determin prin

rezolvarea sistemului de ecuaii:

lR =

180

0

0

( ) 000

cos1 fR = 2.14.Coarda arcului asamblat n stare liberse determincu relaia:

000 sin2 = RA 2.15.

6Calculul pretensionrii (suprasolicitrii) arculuiPretensionarea este o metod verificat de mbuntire a durabilitii

arcurilor.Principiul metodei constn aplicarea uneia sau mai multor suprancrcri,

efectuate pe arcul asamblat, cu o tensiune de 1500...1700 N/mm2, depind astfellimita de curgere, aa cum se vede din figura 2.22. Depirea limitei de curgere amaterialului, c, n zona dublu haurat, determin apariia unor deformaiiremanente, care au acelai sens cu tensiunile din zona central a foii datoritsarcinilor care apar n exploatare i au sensuri contrare n zona plasticla extremelefoii. Astfel, pretensionarea determin o repartizare favorabil a tensiunilor nseciunea foii n timpul exploatrii.


54/137

58 PUNI I SUSPENSII

sgeata de suprasolicitare:

l

sb

lf

=800

4 2

2.16

micorarea nlimii arcului dup suprasolicitare:

( ) sn

n fH = 07,0....05,01

2.17

nlimea libera arcului dup asamblare:

+=n

ni HHH1

0 2.18

a.

b.

Fig.2.22. Tensiunile n foaia pretensionat a) i tensiunile n foaia pretensionat isolicitat n exploatare b) .

7Parametrii foilor de arcPrin construcie, foile arcului se executastfel nct razele lor de curbur

sunt diferite, iar prin strngerea lor cu ajutorul urubului central se modificrazelede curbur ale tuturor foilor arcului, precum i nlimile libere ale respectivelorfoi, realizndu-se astfel pretensionarea arcului:

alegerea tensiunilor de pretensionare a foilor trebuie srespecte condiia:

02

1

' = in

i b 2.19.

Se recomandca valoarea tensiunii snu depeasc 1/3 din c.


55/137


determinarea parametrilor foilor n stare liber:Se determinsgeata foii de arc corespunztoare tensiunii de pretensionare

alese cu relaia:

i

iipi

b

l

Ef

2

3

2

=

2.20.Se determinraza i coarda n stare asamblatpentru fiecare foaie.Se determinnlimea fiecrei foi din arcul asamblat n stare liber.

( )iii RH 000 cos1 = 2.21.Se determinnlimea foii n stare liber.

pii

l

i fHH += 00 2.22

Se determinraza i coarda foii n stare libercu ajutorul relaiilor (2.14) i(2.15) utiliznd datele corespunztoare strii libere a foilor de arc.

8Rezistena la obosealRezistena la obosealse exprimprin numrul de cicluri de solicitare la

care trebuie sreziste arcul fr sse defecteze.Pentru determinarea rezistenei de calcul la obosealse procedeaz astfel:a) se determinnlimea arcului n stare static ncrcat;

b) se determin nlimea arcului n stare dinamic (corespunztoaresarcinii dinamice a arcului);

c) se determin cursa dinamic a arcului ca diferen ntre nlimilearcului determinate la pct. a i b;

d) se determin tensiunea corespunztoare sarcinii dinamice, ceea cereprezint tensiunea maxima ciclului de control;

e) se calculeaz jumtate din cursa dinamicdeterminatla pct. c;f) cursa determinat la pct. c se adaug la nlimea arcului n stare

ncrcat, obinndu-se nlimea maxim a arcului n cadrul procesului dencrcare al acestuia;

g) se determin tensiunea corespunztoare nlimii arcului stabilit la

pct.f, ceea ce reprezint tensiunea minima a ciclului de control;h) numrul de cicluri pnla defectare se determinconform diagramei dinfigura 2.23 la intersecia liniei orizontale ce reprezint tensiunea maximpct. d ilinia verticalce reprezint tensiunea minimpct. g.

Se recomand ca numrul de cicluri pn la defectare determinat dupmetoda precedentsfie cuprins ntre 50 000 i 100 000.

O durata de ncercare de 100 000 cicluri efectuate n condiiile anterioare,corespunde n cazul arcurilor neecruisate i montate pe autovehicule cu condiiinormale de exploatare (transporturi pe drumuri modernizate i fr depireasarcinii nominale), cu o durabilitate de aproximativ 160 000 km echivaleni.


56/137

60 PUNI I SUSPENSII

Fig.2.23. Diagrama pentru determinarea numrului de cicluri.

EXEMPLU DE CALCUL

E.1. Date iniiale: tipul arcului: simetric, foi de grosime identic, ochiuri la capete;

sarcina static: 30 000 N; lungimea arcului n stare ntins:L=1800 mm; limea foilor: a=90 mm; frecvena proprie de oscilaie: =1,35 Hz; viteza maximde deplasare: V=80 km/h.E.2. Determinarea preliminara sgeii statice a arcului:

2

250137 mm

1,35f = =


57/137


E.3. Determinarea rigiditii:

N/mm219137

30000==c

E.4. Determinarea momentului de inerie necesar:

43

1

mm16894221000025,22

900219=

=n

iI

E.5. Determinarea grosimii maxime a foilor.Se considera=500 N/mm2.

Fiind un calcul preliminar, nu se va ine cont de influena grosimii stratuluidecarburat.

mm5,1290030000

1689425004max

=

=b

Se adoptvaloarea standardizat: b= 12 mm.E.6. Determinarea numrului de foi:Momentul de inerie al unei foi

43

mm1296012

1290=

=iI

Numrul de foi:

1312960

168942

==n E.7. Determinarea dimensiunilor seciunii foii:Se ine cont de grosimea stratului decarburat: conform STAS 795-88, 2% din grosimea foii adic: 0,0212=0,24 mm; conform STAS 9943-81, 0,15 mm peste grosimea stratului decarburat

admis prin STAS 793-88.Grosimea totala stratului decarburat este: 0,24 + 0,15 = 0,39 mmSeciunea va avea urmtoarele dimensiuni reduse: limea: a= 90 20,39 = 89,22 mm grosimea: b= 12 20,39 = 11,22 mm.E.8. Determinarea rigiditii arculuiSe considern = 3.

N/mm1769006

22,1122,891321000013

32

3

3

=

+

=c

E.9. Determinarea tensiunilor statice:

2

2 N/mm552

22,1122,8913

900300003=

= s


58/137

62 PUNI I SUSPENSII

E.10. Determinarea sgeii statice:

mm170176

30000==if

E.11. Determinarea frecvenei de oscilaie:

Hz21,117

5==

E.12. Determinarea tensiunilor dinamice.Pentru sgeata staticde 170 mm, viteza maxim de deplasare de 80 km/h

din tabelul 2.7 rezultun coeficient dinamic kd= 1,50.2N/mm82850,1552 ==d

Avnd n vedere valoarea relativ sczut a tensiunii dinamice se varecalcula arcul n sensul micorrii pachetului de foi. Se va considera un pachet de12 foi cu dimensiunile seciunii de 90 12 mm.

E.13. Determinarea rigiditii (recalculat).Se considern = 3.

N/mm1649006

22,1122,891221000012

32

3

3

=

+

=c

E.14. Determinarea tensiunilor statice (recalculat):

2

2 N/mm598

22,1122,8912

900300003 =

= s

E.15. Determinarea sgeii statice (recalculat):

mm183164

30000==if

E.16. Determinarea frecvenei de oscilaie (recalculat):

Hz17,13,18

5==

E.17. Determinarea tensiunilor dinamice (recalculare).Pentru sgeata static recalculat de 183 mm i viteza de 80 km/h, prin

interpolare se obine valoarea coeficientului dinamic kd= 1,42.2N/mm84942,1598 ==d

Concluzie: Deoarece arcul recalculat se ncadreaz n limitele admisepentru caracteristicile de rezisteni elasticitate se adoptacest pachet de foi, iarcalculele ulterioare se referla aceastcomponenta pachetului de foi.

E.18. Determinarea lungimii foilor.Se adoptlungimea ultimei foi:L12= 300 mm.Treapta de variaie a foii de arc este:

( ) mm83

3122

3001800=


59/137


Lungimile teoretice ale foilor sunt:L1= 1800 mmL2= 1800 mmL3= 1800 mmL4= 1800 283,33 = 1633 mmL5= 1633,33 283,33 = 1466 mmL6= 1466,66 283,33 = 1300 mmL7= 1300 283,33 = 1133 mmL8= 1133,33 283,33 = 966 mm

L9= 966,66 283,33 = 800 mmL10= 800 283,33 = 633 mmL11= 633,33 283,33 = 466 mmL12= 466,66 283,33 = 300 mmValorile obinute se rotunjesc la multipli de 10 dup cum urmeaz:L1 = 1800 mmL2 = 1800 mmL3 = 1800 mmL4 = 1630 mmL5 = 1470 mmL6 = 1300 mmL7 = 1130 mm

L8 = 970 mmL9 = 800 mmL10 = 630 mmL11= 470 mmL12= 300 mm

E.19. Determinarea razei libere a foii principale a arcului n stare liber:Se determinprin rezolvarea sistemului de ecuaii:

00 900180

R

=

( ) 183cos1 00 =R

S-a considerat c arcul la ncrctura statica este ntins. Prin rezolvareasistemului de ecuaii se obine:

R0= 2182 mm

0= 233757,14E.20. Determinarea coardei arcului n stare liber:

A0= 22182sin233757,14 = 1749 mm

E.21. Determinarea sgeii de suprasolicitare:

mm36022,11800

9004 2

=

=sf


60/137

64 PUNI I SUSPENSII

E.22. Micorarea nlimii arcului dup suprasolicitare:

mm2236006,0

1

==n

nH

E.23. Determinarea nlimii libere a arcului dup asambl

indrumar laborator sfds

Documents

Transcript of indrumar laborator sfds