Gestión del flujo de tensión a través de un chasis

Oct 12, 2023

Hay mucho estrés involucrado en la vida moderna. Los operadores sienten parte de esto cuando falla el riel del chasis o un miembro estructural unido a una escalera del chasis.

El estrés mecánico surge del peso y las fuerzas de la carretera. La tensión mecánica fluye a través de la estructura comenzando en los puntos de peso y llegando a la carretera a través de los ejes y los neumáticos.

El arte del diseño es mantener la tensión a niveles relativamente bajos para evitar que los miembros se rompan. Se recomienda un factor de seguridad basado en cargas estáticas de al menos 3.

Este artículo trata sobre cómo los diseñadores y modificadores de chasis pueden minimizar la posibilidad de fallas en el chasis, manteniendo el estrés de todos dentro de los límites.

Con suerte, los operadores que compran camiones modificados pueden estar informados sobre qué buscar y en qué insistir del modificador de vehículos.

El punto de partida es la escalera del chasis, que es la "columna vertebral" de cualquier camión o remolque. Toma la forma de una escalera formada por dos rieles estructurales largos que generalmente son de acero de sección en C en los camiones y travesaños que se atornillan a través de la red de los rieles del chasis.

Los rieles del chasis del camión a menudo se refuerzan con acero de sección C o sección L insertado a través de la instalación del grupo del eje trasero.

Algunos camiones de servicio pesado tienen inserciones de riel que van de adelante hacia atrás. La figura 1 ilustra el concepto de escalera del chasis. Casi todos los camiones, a excepción de los motores principales, se modifican.

Las modificaciones deben cumplir con el Código Nacional de Modificación de Vehículos Pesados ​​VSB6, o con las pautas para carroceros del fabricante del camión.

El carrocero normalmente instalará un bastidor auxiliar debajo de la carrocería y lo sujetará a los rieles del chasis. El bastidor auxiliar agrega fuerza debajo del cuerpo.

La flexibilidad de los accesorios determina qué parte del bastidor auxiliar y la rigidez de la carrocería se transfiere a la escalera del chasis.

Los camiones se mueven en las carreteras. La escalera del chasis debe ser lo suficientemente rígida para permitir que las suspensiones de las ruedas trabajen contra una estructura rígida. Si fuera infinitamente rígido, entonces algunas ruedas no seguirían el camino en una pendiente transversal.

El mejor manejo en carretera proviene de los rieles del chasis con refuerzos de inserción completos de adelante hacia atrás. Para seguir una carretera, la escalera del chasis debe torcerse. La disposición más segura es que la escalera del chasis gire uniformemente entre los grupos de ejes delantero y trasero.

El motor y la transmisión endurecen la parte delantera de la escalera del chasis. El bastidor auxiliar de la carrocería y el grupo del eje trasero refuerzan la rigidez en la parte trasera de la escalera del chasis.

Por lo tanto, es común que la mayoría de las torsiones del chasis ocurran entre la parte trasera de la cabina y la parte delantera del bastidor auxiliar de la carrocería.

La ubicación más vulnerable para el agrietamiento de los rieles del chasis es el corto espacio del chasis entre la transmisión y el inicio del bastidor auxiliar de la carrocería.

Regla 1:Instale soportes flexibles en los dos accesorios delanteros de la carrocería a cada lado.

En la Figura 2 se muestra un montaje flexible. Otra opción es reforzar el chasis entre el motor y el bastidor auxiliar de la carrocería.

La escalera del chasis experimenta choques de la carretera que se aplican en los soportes colgantes (es decir, a través de las suspensiones). Por lo tanto, los rieles del chasis deben reforzarse a través de la región de suspensión del resorte de suspensión. Un colgador de resorte de forma triangular distribuirá la carga.

Regla 2:Distribuya las cargas en los soportes colgantes y mantenga otras cargas impuestas lejos de los soportes colgantes.

La figura 3 muestra un ejemplo en el que un colgador de resorte no distribuyó la carga y en el que el montaje de la cabina cargó aún más esta ubicación.

La consecuencia fue una grieta vertical que atravesó cuatro orificios para pernos (incluido uno en la parte inferior a través de la brida del riel del chasis). Las bridas de los rieles del chasis suelen ser de sección en C.

Los rieles en los camiones de servicio mediano a menudo son de material de grado 350 – 400 MPa (el grado informa el límite elástico). Los camiones pesados ​​a menudo tienen rieles de chasis de material de grado 700 - 800 MPa.

Las pestañas de los rieles del chasis deben estar despejadas porque proporcionan gran parte de la resistencia a la carga y la rigidez torsional.

Regla 3: Evite perforar o soldar las bridas del riel del chasis. Este es un requisito en VSB 6. Reconozco que algunos fabricantes de camiones perforan las bridas del riel del chasis.

Se remachan en alas de travesaños o remachan en refuerzos de alas. Esto hace que la brida sea vulnerable a la iniciación de grietas por fatiga si el orificio se encuentra en una región de alta tensión.

La resistencia siempre debe graduarse para hacer el mejor uso de los materiales.

Regla 4: Siempre gradúe la resistencia estructural en una ubicación muy cargada. Graduación significa hacer cambios graduales de fuerza usando formas cónicas o refuerzos.

La figura 4 muestra cómo un cambio sustancial en la resistencia puede provocar un aumento de la tensión en la sección no reforzada.

En este caso, el giro del riel del chasis no se pudo pasar a través de la placa de fijación pesada.

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