Beskrivning Beskrivning En samverkande hjälpram är en konstruktion där infästningen får de ingående ramarna att verka som en chassiram istället för 2 separata ramar. En samverkande hjälpram har ett mycket större böjmotstånd än en hjälpram som inte samverkar. Det större böjmotståndet kan utnyttjas på följande sätt: Låta den samverkande hjälpramen ta större last Minska dimensionerna och på så sätt minska vikten Skillnaden mellan icke samverkande och samverkande hjälpram. 330 446 rekommenderas för fordon som är känsliga för ramutböjning och där låg vikt önskas. För att en samverkande hjälpram ska få så bra egenskaper som möjligt måste infästningen mellan de ingående ramarna vara stum, det vill säga ha formlåsningsförband och tätt mellan ramfästena. Det kan jämföras med en icke samverkande hjälpram som har en mer flexibel infästning med större avstånd mellan ramfästena. Med samverkande hjälpram kan vissa chassier byggas med enkelram av typ F800 och F950, istället för dubbelram av typerna F957 och F958, utan att styrka eller styvhet i vertikalled minskas. På samma sätt kan en klenare samverkande hjälpram användas tillsammans med F957 och F958. 357 584 Som exempel kan en betongroterbil behöva en samverkande hjälpram för att minska ramutböjningen och underlätta för betongroterarens lagringar. Exempel på påbyggnadsfästen för samverkande hjälpram. Kontakta Scanias återförsäljare för mer information och rådgivning. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 1 (10)
Beskrivning VIKTIGT! Beräkning som styrker spänningsnivån i chassiramen måste presenteras för Scania innan ombyggnation påbörjas om chassit har en lägre ramstyrka än ordinarie fabriksspecifikation medger. Dialog med säljare behövs för att välja korrekt chassi i kombination med önskad hjälpram. Fördelar Styrkan och styvheten hos den kompletta ramen blir större tack vare ett större antal fästen och att fästena är ditsatta med nitar eller passkruvar. Den styvare infästningen av hjälpramen gör att ramarna samverkar för att tillsammans klara större last med samma utböjning, det vill säga styrkan i den kompletta ramkombinationen blir större. På det viset kan en kombination av klenare chassiram och samverkande hjälpram klara av samma last som en normal kombination av chassiram och icke samverkande hjälpram. Även lastens tyngdpunkt sänks med en lägre samverkande hjälpram. Mer information om baköverhäng finns i dokumentet Förstärkningar. Genom att välja enkelram istället för dubbelram kan den totala chassivikten minskas med 200 300 kg och därmed möjliggöra ökad nyttolast med bibehållen totalvikt. Nackdelar Minskad dämpning i chassit och därmed ökad känslighet för chassisvängningar. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 2 (10)
Beskrivning Infästning med formlåsningsförband Använd ett formlåsningsförband för att uppnå en stum infästning. I ett formlåsningsförband är det skruvens eller nitens kontaktytor mot hålkanten som fixerar detaljerna. Mer information om formlåsningsförband finns i dokumentet Skruvförband. Formlåsningsförband utförs med nit eller passkruv. Vid användande av passkruv krävs sambrotschade hål genom hela förbandet. Använd en borrdiameter på 13,8 mm och en brotschdiameter på 14H8 vid upptagning av nya hål för M14 passkruv. Sätt dit fästena i chassiramen med ett inbördes avstånd som innebär minst 10 st M14 passkruvar per meter ramsidobalk. I områden med stora tvärkrafter måste antalet ökas. Fästena kan också nitas fast i chassiramen. Vid användande av färdiga hål på 14,8 mm från fabrik kan nit eller M16 passkruv användas. Använd en borrdiameter på 15,8 mm och en brotschdiameter på 16H8 för M16 passkruv. I hjälpramen ska fästena svetsas eller fästas med passkruv. VIKTIGT! Var särskilt uppmärksam på sidobelastningar vid användning av ram F950. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 3 (10)
Teori Teori Tröghetsmoment för 2 optimalt samverkande balkar, där undersidan av hjälpramen följer översidan av chassiramen som om de vore sammanfogade i kontaktytan: tp = Tyngdpunktsaxel tp s I tot = I c + I s + A c a 2 + A s b 2 c = Chassiram s =Hjälpram b I = Tröghetsmoment Tröghetsmoment för 2 balkar som inte samverkar, så att undersidan av hjälpramen A = Tvärsnittsarea kan röra sig fritt och friktionslöst i längsled relativt översidan av chassiramen. Kontakt över hela ytan antas. a tptot tp c I tot = I c + I s Jämförelse av de båda tröghetsmomenten: 330 448 I c + I s + A c a 2 + A s b 2 > I c + I s Det här visar att tröghetsmomentet för 2 samverkande ramar är större än för 2 icke samverkande ramar. Observera att formlerna endast gäller för optimala fall. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 4 (10)
Spänningsfördelning Spänningsfördelning tp s tp s b b tp tp c tot a tp tp c tot a 361 978 361 979 Diagrammet visar spänningsfördelningen i chassiram och hjälpram för icke samverkande hjälpram. Diagrammet visar spänningsfördelningen för samverkande hjälpram. Vid jämförelse av amplituderna på spänningen i diagrammen visas att med en samverkande hjälpram reduceras spänningen i chassiramen med omkring 50%. Spänningen i hjälpramen ökar dock. Välj en hjälpram som har samma hållfasthet som chassiramen, det vill säga en sträckgräns på minst 500 MPa. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 5 (10)
Diagram Diagram % Vertikalböjspänning i ramsidobalk för olika sätt att förbinda hjälpramen (hx80x6) med chassiramen En 160x80x6 mm samverkande stålhjälpram på F950 ger samma chassiramstyrka som med 180x80x6 hjälpram som inte samverkar med F957. Med samverkande hjälpram sparas 47 kg per meter ram i området för sidobalksförstärkningen. 200 180 160 140 F950 F957 F950 För att nå samma styrka med en icke samverkande hjälpram på F950 krävs en hjälpramhöjd på 290 mm. Obs! En redan låg samverkande hjälpram ger en avsevärd spänningssänkning. 120 100 80 60 Den streckade linjen vid 100% är gränsen för tillåten relativ vertikalböjspänning. 40 = F950 med icke samverkande hjälpram 20 = F950 med samverkande hjälpram = F957 med icke samverkande hjälpram 0 h 0 50 100 150 200 250 300 350 160 180 290 Relativ vertikalböjspänning i % för ramsidobalk, som funktion av hjälpramshöjd, h (mm) 361 980 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 6 (10)
Diagram Vertikal böjstyvhet i ramsidobalk för olika sätt att förbinda hjälpramen (hx80x6) med chassiramen Redan en 70x80x6 mm samverkande stålhjälpram på F950 har likvärdig styvhet som en 180x80x6 hjälpram som inte samverkar med F957. Med samverkande hjälpram sparas 47 kg per meter ram inom området för sidobalksförstärkningen. För att nå samma styvhet med en icke samverkande hjälpram på F950 kräves en hjälpramshöjd på 290 mm. Obs! En redan låg samverkande hjälpram ger en avsevärd styvhetsökning. = F950 med icke samverkande hjälpram = F950 med samverkande hjälpram = F957 med icke samverkande hjälpram I 12000 10000 8000 6000 4000 F950 F957 F950 2000 0 0 50 70 100 150 200 250 300 350 h 180 290 361 981 Tröghetsmoment I (cm 4 ), som funktion av hjälpramshöjd h (mm). 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 7 (10)
Räkneexempel Räkneexempel Obs! Resonemangen med icke samverkande hjälpram är teoretiska då en vanlig hjälpram är fastskruvad i chassiramen vilket ger ett visst bidrag till tröghetsmomentet. Värden på tröghetsmoment, area och vikt för chassiramar finns i dokumentet Chassiramar. F950 med samverkande hjälpram 70x80x6 F950 med icke samverkande hjälpram 70x80x6 F957 med icke samverkande hjälpram180x80x6 För chassiramen: För chassiramen: För chassiramen: I c = I F950 = 3877 cm 4 I c = I F950 = 3877 cm 4 I c = I F957 = 5953 cm 4 A F950 = 39,4 cm² För hjälpramen: För hjälpramen: För hjälpramen: I s = I 70x80x6 = 108 cm 4 I s = I 70x80x6 = 108 cm 4 I s = I 180x80x6 = 964 cm 4 A 70x80x6 = 13,1 cm² För den här kombinationen räknas fram att avstånden från profilernas tyngdpunkt till gemensamma tyngdpunkten är: a = 4,2 cm b = 12,8 cm Då hjälpramen och chassiramen samverkar: Då hjälpramen och chassiramen inte samverkar: Då hjälpramen och chassiramen inte samverkar: I tot = I F950 + I 70x80x6 + A F950 a 2 + A 70x80x6 b 2 = = 3877 + 108 + 39,4 4,2 2 + 13,1 12,8 2 = = 6826 cm 4 I tot = I c + I s 4 = 3877 + 108 = 3985 cm I tot = I c + I s = 5953 + 964 = 6917 cm 4 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 8 (10)
Räkneexempel Med chassiram F950 och samverkande hjälpram 70x80x6 har tröghetsmomentet ökats med 6826/3985 = 1,71 det vill säga 71 % jämfört med icke samverkande hjälpram. För att nå ungefär samma tröghetsmoment som F950 och samverkande hjälpram 70x80x6 jämfört med icke samverkande hjälpram och chassiram F957 krävs en hjälpram med dimensionen 180x80x6. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 9 (10)
Räkneexempel Viktbesparing Vikt: Chassiram F950 = 30,7 kg/m F957 = 50,7 kg/m Hjälpram 70x80x6: 10,2 kg/m 180x80x6: 15,4 kg/m Då det finns 2 rambalkar fås en viktbesparing på 2x20 kg per meter chassiram. Jämförs 70x80x6 med 180x80x6 fås ytterligare viktbesparing på 2x5,2 kg per meter hjälpram. Med till exempel en lastbil med Ad 4 700 (förstärkningen sträcker sig 5,5 m) ger detta en viktbesparing på 5,5x2x20 = 220 kg. Läggs hjälpramsbesparingen till på samma sträcka ges ytterligare 5,5x2x5,2 = 57,2 kg, det vill säga en total viktbesparing på 277 kg. Det här gäller på en lastbil med chassiram F950 och hjälpram med dimensionen 70x80x6 kontra om lastbilen hade haft chassiram F957 och hjälpram 180x80x6. 04:10-03 Utgåva 3 sv-se 10 (10)