Способ изготовления рамы тран-СпОРТНОгО СРЕдСТВА Советский патент 1981 года по МПК B62D21/02 

t

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к способам изготовления рам грузовых автомобилей.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления раки транспортного средства, заключсшлдийся в соединении лонжеронов с поперечинами, геометрически-е размеры которых обеспечивают сборку ракы без деформаций лонжеронов и поперечин {|1

Однако данный способ характеризуется недостаточной долговечностью вследствие отсутствия в элементах рамы предварительных напряжений сжатия, которые в результате суммирования с переменными эксплуатационными напряжениями растяжения снижают напряжения, действующие в материале элементов рамы и тем саивлм повьияают ее долговечность. В конструкциях рам, изготовленных известным способом, в наиболее нагруженных ее элементах переменными напряжениями растяжения происходят преждевременщле усталостные разрушения в основном от края полок лонжеронов, поперечин и их соединений.

Цель изобретения -.повышение долговечности рамы путем создания предварительных напряжений сжатия со стороны края полок лонжеронов, в промежуточных поперечинах и их соединениях.

Поставленная цель достигается; тем, что согласно способу лонжероны устанавливают один относительно другого на расстоянии, соответствующем длине,по крайней мере, одной

to поперечины, а остальные поперечины, длины которын выбраны отличными от соответствующих расстояний между лонжероналм в местах их крепления к поперечинам, длнш указанной попе15речины, располагают с зазорами относительно лонжеронов, после чего лонжероны подвергают упругому изгибу до устранения этих зазоров и крепят к поперечинам.

20

Этот способ обеспечивает создание предварительных напряжений сжатия со стороны края полок лонжеронов, в промежуточных поперечинах и их соедиаениях, что приводит к повьиие25нию долговечности указанных, элементов, а следовательно, и рамы в целом.

На фиг. 1 и 2 изображены примеры реализаций способа при изготовлении рамы с параллельиь расположением 30 лонжеронов; на фиг. 3 и 4 - то же,

ля рамы с непараллельным расположением лонжеронов; на фиг. 5 и 6 - то е, для рамы с криволинейными лонжеронами; на фиг, 7 - узел креплени.я лонжерона с поперечиной; на фиг. 8 асчетная схема закрепления и нагрузки лонжерона: форма упругой линии и эпюры предварительных напряжений сжатия....

Рама транспортного средства (фиг.1-7) содержит лонжероны 1 и поперечины 2, соединенные между собой крепежом 3. Геометрические размеры элементов рамы выбраны, исходя из условия, необходимого для реализации способа: наличия зазоров, за исключением, по крайней мере, одной поперечины, между остальными поперечинами и соответствующими расстояниями между лонжеронами в исходном состоянии (на фиг.1-6 изображены пунктиром) в местах их крепления к указанным поперечинам. При этом зазоры обеспечиваются как путем измененной конфигурации лонжерона 1 (фиг.1, 3 и 5), так и длин поперечин 2 (фиг.2, 4 и 6), а также возможна их комбинация.

Предлагаемый способ состоит в следующем.

Предварительно лонжерйны 1 в исходном состоянии (на фиг.1-6 изобраены пунктиром) устанавливают один относительно другого на расстоянии, соответствукяцем длине, по крайней ере, одной поперечины 2. При этом ежду лонжеронами и остальными поперечинами в местах их крепления к онжеронам образуются зазоры. Затем онжероны подвергают упругому изгибу до устранения указанных зазоров .в таком виде крепят к поперечинам. Последовательность крепления лонжеонов к поперечина. безразлична и зависит от удобства сборки конкретной конструкции рамы. Например, предварительно поперечин л могут быть прикреплены к одному лонжерону, а затем Крепят второй лонжерон минимум к одной из поперечин (в изображенных на фиг.1-6 рамах может осуществляться предварительно крепление к двум промежуточным поперечинам) с образованием зазоров между остальными поперечинами. После этого лонжероны подвергаются упругому изгибу до устранения зазоров между поперечинами и лонжероном, а затем лонжерон крепят к этим поперечинам.

После изготовления рамы ее элементы находятся в упруго-деформированном состоянии. При этом в лонжероне 1 (фиг.7) вследствие крепления его в упруго-изогнутом виде к поперечинам 2, например заклепками, со стороны края полки 4 имеют место предварительные напряжения сжатия (GtKt А) , а также в поперечине ( и усилия сжатия в заклепочном соединении.

Пример. Расчет зазоров между крайними поперечинами 2 и лонжероном 1 в исходном состоянии, исходя из требуемых напряжений сжатия и конструктивных размеров (фиг.2). 5 Лонжероны 1 и поперечины 2 выпол,нены из швелера № 12 и № 10 (ГОСТ 8240-56), Момент инерции сечения лонжерона относительно нейтральной оси X 1ч 34,4 см2-. Расстояние от

Q найтральной оси до края полки лонжерона X 3,81 см. Площадь сечения поперечины S 11,7 см. Модуль упругости материала раме Е 2,1 10- кг/см Я

Расстояние между поперечинами

5 (фиг.8) а 100 см и 1 150 см. Максимальное предварительное напряжение сжатия в крае полки 4 лонжерона lO- -500 кг/см.

G х /) Изгибающий момент М

-500 34,4

-4514 кгсм.

3,81

.м а Изгибающая сила Р 100

-45,14 кг

Требуемый прогиб лонжерона в точе приложения силы Р:

Ра (2а Н- 31 )

0,68 см.

V

6EI

Напряжение в поперечине

-45.14 з,8 кг/см

,7

и изменение длины поперечины

.

еж

Е 2,1 . -0,0002 см.

Учитывая, что ь нашем случае Р 8, то необходимый зазор между лонжероном и крайней поперечиной V V + 2 (d) 0,68 + 2 xQ,0002 о,6804 см.

По результатам р;асчета фиг.8) построена по длине лонжерона эпюра предварительных напряжений сжатия в крае полок лонжерона.

Предлагаемый способ изготовления рамы транспортного средства обеспечивает в области изгиба лонжеронов и S их опасных зонах, т.е. краях полок лонжеронов, а также в промежуточных поперечинах и их местгис крепления,, напряжений сжатия, кото рые, суммируясь с напряжением,- возникающими в процессе эксплуатации, соответственно уменьшают значения напряжений растяжения и тем саыЁям приводят к повышению долговечности рамы.

Формула изобретения Способ изготовления рамы транс портнохч} средства путем соединения

лонжеронов с поперечинами, отличающий ся тем, что,- с целью повьппения долговечности рамы путем создания в ней предварительных напряжений сжатия, лонжероны устанавливают один относительно другого на расстоянии, соответствующем длине., по крайней мере, одной поперечины,- а остальные поперечины, длины которых выбраны отличными от длины указанной поперечины, располагают с

зазорами относительно лонжеронов, после чего лонжероны подвергают упругому изгибу до устранения этих зазоров и крепят к поперечинам. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лельчук Л.-м. и др. Испытания и ремонт автомобильных рам (НИИАТ) М., Транспорт, 1974, с. 5-21 (прототип) ,

f

/

иг.1

Фиг.г

fui.i

.1 2

РигЛ

Риг.5

Фиг.6