Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

После незначительного переоборудования она может служить п для перевозки пассажиров.

Масса платформы составляет б— 15% грузоподъемности авто­ мобиля. В связи с повышением коэффициента использования площади платформы имеется тенденция увеличения ее разме­ ров. Для уменьшения массы платформы ведутся работы в сле­ дующих направлениях: создание рациональных конструкций с максимальным использованием прочностных качеств материа­ ла; использование легких сплавов, а также высокопрочных ста­ лей в комбинации с ннзкоуглеродпстыми; применение платформ ковшового типа (без откидных бортов), а также безбортовых платформ; поднятие задней части лонжерона рамы ц исключение продольных брусьев.

Модели грузовых автомобилей меняются примерно через 15— 18 лет, поэтому необходима глубокая проработка п унифи­ кация конструкции. Однако по этой же причине накопление нуж­ ных данных происходит медленно и усложняется поиск решений по снижению массы, особенно их экспериментальная проверка.

Одним из показателей, характеризующих рациональность конструкций платформы, является ее тарная масса, т. е. отноше­ ние собственной массы платформы к ее объему. В связи с этим при проектировании платформ автомобилей ЗИЛ-ІЗОГ и ЗИЛ-130 был проведен анализ ряда конструкций уже выпускав­ шихся и некоторых экспериментальных платформ с тремя от­ кидными бортами (табл. 97).

97. Тарная масса платформ

Приведенные в табл. 97 алюминиевые платформы, имеющие тарную массу 50 кг/м3, представляют собой кузова ковшовых самосвалов, сваренные из листа с задним откидным бортом с усилительными ребрами. Эти конструкции мало приспособле­

338

ны для массового производства. Однако следует обратить вни­ мание, что тарная масса того же кузова, изготовленного из ста­

платформ путем изменения их типа.

В настоящее время проведена большая работа по изготовле­ нию бортов из стали вместо дерева. Исследованы конструкции существующих стальных бортов и произведен предварительный экономический расчет, который подтверждает целесообразность такого перехода, так как только от стоимости материала эконо­ мия составляет 15 р. 54 к. на комплект, а трудоемкость снижает­ ся на 2,46 человеко-часов. При этом масса платформы умень­ шается на 40 кг.

Конструкция основания платформы

Большое влияние на выбор конструкции поперечин платфор­ мы оказывает величина зазора между верхней полкой лонжерона рамы и нижней частью пола платформы. Этот зазор устанавли­ вается э процессе компоновки автомобиля при определении по­ грузочной высоты и зависит от того, насколько заднее колесо выступает над рамой при контакте картера заднего моста с лон­ жероном (при выбитом буфере) во время движения автомобиля.

При создании несущей системы основания платформы следу­ ет учитывать следующие возможные варианты:

—зазор больше оптимального для создания прочной конст­ рукции, и пространство между верхней полкой лонжерона и ниж­ ней частью пола платформы приходится чем-то заполнять (на­ бор деревянных брусьев в платформах ЗИС-5; ЗИЛ-164 и др., рис. 135, а) ;

—зазор мал и раскосы поперечин приходится крепить к вер­ тикальной части лонжерона рамы (рис. 135, б);

—зазор позволяет оптимально использовать прочностные свойства материала без увеличения массы.

В большинстве случаев в грузовом автомобиле с прямыми лонжеронами рамы встречается первый вариант. На автомобиле ЗИЛ-130 компоновочный зазор равен 368 мм.

В связи с тем, что древесина как материал для поперечных балок платформы была отклонена из-за нестабильности его проч­ ностных качеств, возникла необходимость разработать для плат­ формы прочную, технологически рациональную и экономически выгодную конструкцию стальной поперечной балки. При этом важнейшим условием, предъявляемым к конструкции, была ее применяемость на всех перспективных модификациях грузовых автомобилей, предполагавшихся к выпуску на заводе.

Было разработано не менее десяти вариантов поперечин, по­ строено несколько экспериментальных платформ и в результате

для технико-экономической проработки были предложены три

9 9 *

3 3 9

Рис. 135. Зазор Н между верхней полкой лонжерона ра­ мы и полом платформы:

ЖЖ

Рис. 136. Варианты конструкций поперечин

конструктивных варианта, предусматривающих различные техно­ логические направления.

Вариант I. Ферма сварная из штампованных криволинейных арочных элементов (рис. 136, а). Она состоит из верхней попере­ чины швеллерного сечения, в которую заложен деревянный бру­ сок для крепления пола гвоздями. На концах поперечины сдела­ ны шарниры для откидных бортов. Снизу к ней приварены две

шой угол наклона наружных раскосов фермы, продольный брус не применяется. Вместо него распределителями нагрузки по дли­ не рамы, воспринимающими жесткие удары, служат лонжероны, с которым фермы контактируют сравнительно тонкими попереч­ ными подкладками из твердой древесины. Как показали испы­ тания, концентрация нагрузок непосредственно на лонжероне не вызывала его разрушений.

Арочные раскосы, стандартные для всех поперечин, пред­ ставляли собой желобчатый с жесткими отбортовками профиль из стали 08 толщиной 4 мм. Предполагалось, что они будут штамповаться без отходов из прямоугольной карточки, постав­ ляемой листопрокатными заводами. Это должно было избавить прессовый цех от отходов металла.

Вследствие ориентации на применение автоматической дуго­ вой сварки одновременно для всех швов фермы последние были расположены вдоль поперечин.

Вариант И. Цельноштампованные поперечины (рис. 136, б). Этот вариант привлекал своей простотой: цельноштампован­ ный фасонный щит с равнонапряженными сечениями, усиленный в верхней части горизонтально расположенным профилем, в ко­

придающие ему жесткость, и раскосы, обеспечивающие устойчи­ вость поперечины на раме. В этом варианте, как и в первом, име­ ется концентрация нагрузки на лонжерон в местах расположения поперечин.

Главное технологическое преимущество этого варианта — возможность широкого применения точечной сварки, хорошо ос­ военной на заводе.

Вариант III. Стандартная унифицированная поперечина име­ ет коробчатое сечение переменного профиля с уменьшением его размеров на концах балок (рис. 136, в).

Продольный брус платформ сохраняется таким же, как и в деревянной платформе, и является амортизирующей подкладкой на лонжеронах. Балка и продольный брус связаны между собой

3 4 1

В результате проработки этих вариантов технологами была определена наиболее экономичная конструкция. Ею оказался вариант III с прямой балкой и продольным деревянным брусом, который был принят для производства. Как видно нз табл. 98, количество необходимого оборудования для этой конструкции

в1,5 раза меньше, чем для первых двух вариантов. Примерно

втаком же соотношении находится трудоемкость, количество ин­ струмента и требуемые производственные площади. По количе­ ству металла разница еще большая.

98. Зависимость экономичности производства поперечин платформы от ее конструкции

Вариант поперечины (рис. 136)

Таким образом, была выбрана типовая поперечина для всех платформ автомобилей ЗИЛ-130. Как видно из дальнейшего, этот вариант оказался наиболее удачным и в отношении проч­ ности.

Если продольный брус лежит на лонжероне и значительно разгружен, то поперечины работают на изгиб и кручение как балки на двух опорах, нагруженные сосредоточенной на концах и распространенной по всей длине нагрузкой. Кроме того, они воспринимают большие динамические нагрузки при торможении автомобиля, стремящиеся вызвать сдвиг поперечин и их опроки­ дывание. Наиболее напряженным в конструкции являются места пересечения продольных и поперечных брусьев.

На автомобилях ЗИС-5 и многих других крепление продоль­ ного и поперечного брусьев платформы между собой осуществ-

342