Поперечина рамы грузового автомобиля
Поперечина рамы грузового автомобиля состоит из трубы (1) и жестко связанных с ее концами литых кронштейнов (2), сопрягающихся с внутренней поверхностью трубы (1) своей цилиндрической частью (3). Концы трубы (1) в местах сопряжения с кронштейнами (2) имеют отверстия для сварки. Кронштейны (2) содержат выполненный за одно целое опорный фланец (7) и ребра жесткости (6), имеют на месте (5) размещения ребер жесткости коническую форму с расширением в сторону фланца (7). Технический результат заключается в создании поперечины рамы грузового автомобиля с высокими показателями по прочности и надежности, а также обеспечить удобство ее монтажа на раме. 2 ил.
Полезная модель относится к транспортным средствам, а именно к конструкции рамы грузового автомобиля.
Известна поперечина рамы транспортного средства, состоящая из трубчатого элемента, концы которого содержат двухсторонние горизонтальные прорези и раздвинуты в вертикальном направлении, при этом к концам поперечины жестко присоединены вставки (см. а.с. SU 
1638054, МПК5 B62D 21/02, опубл. 30.03.1991).
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению, выбранной в качестве ближайшего аналога, является поперечина рамы грузового автомобиля, состоящая из выполненной в виде трубы средней части, жестко связанных с ее концами литых кронштейнов, состоящих из цилиндрической части, на которой размещены ребра жесткости, и имеющих выполненный за одно целое опорный фланец, при этом кронштейны сопряжены с внешней поверхностью трубы (см. ОАО «КАМАЗ» «Дополнение к каталогам деталей и сборочных единиц» 6520R-3902006 ДКД 1, Набережные Челны, 2011).
Данная поперечина для обеспечения постоянства уровня напряжений по всей длине выполнена в более нагруженных в процессе работы участках с усилением. Это достигается за счет того, что цилиндрическая часть кронштейна сопрягается с внешним диаметром трубы и выполнена с ребрами жесткости, что в свою очередь, ведет к увеличению размеров и массы кронштейнов и поперечины в целом. Кроме того, цилиндрическая часть и ребра жесткости кронштейнов затрудняют подвод монтажного инструмента.
Была поставлена задача, создать поперечину рамы грузового автомобиля с высокими показателями прочности и надежности, а также обеспечить удобство ее монтажа на раме.
Для решения поставленной задачи в поперечине рамы грузового автомобиля, состоящей из трубы и жестко связанных с ее концами литых кронштейнов, сопрягающихся с трубой своей цилиндрической частью, имеющих выполненный за одно целое опорный фланец и ребра жесткости, кронштейны на месте размещения ребер жесткости имеют коническую форму с расширением в сторону фланца, а их цилиндрическая часть сопрягается с внутренней поверхностью трубы, при этом на концах трубы в местах сопряжения с кронштейнами выполнены отверстия для сварки.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что кронштейны на месте размещения ребер жесткости имеют коническую форму с расширением в сторону фланца, а их цилиндрическая часть сопрягается с внутренней поверхностью трубы, позволяют увеличить опорную поверхность и площадь сечения несущего элемента, что положительно влияет на прочность и надежность поперечины рамы грузового автомобиля.
Кроме того, выполнение сопряжения цилиндрической части кронштейнов с внутренней поверхностью трубы позволяет за счет уменьшения габаритов и массы кронштейнов уменьшить габариты и массу поперечины в целом, а сопряжение конической части кронштейна с фланцем обеспечивает лучший подвод монтажного инструмента.
Выполнение на концах трубы в местах сопряжения с кронштейнами отверстий для сварки позволяет надежно соединить элементы поперечины.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображена поперечина рамы транспортного средства:
фиг.1 - поперечина рамы транспортного средства, общий вид в сборе;
фиг.2 - кронштейн поперечины.
Поперечина рамы грузового автомобиля конструктивно состоит из выполненной в виде трубы 1 средней части, жестко связанных с ее концами литых кронштейнов 2 (фиг.1). Труба 1 является связующим и несущим элементом поперечины рамы, воспринимающим на себя нагрузки, действующие на изгиб и на кручение. С помощью кронштейнов 2 труба 1 соединяется с продольными элементами рамы транспортного средства. Цилиндрической частью 3 кронштейн 2 вставляется внутрь трубы 1 (фиг.2). Выполнение сопряжения цилиндрической части 3 с внутренней поверхностью трубы 1 позволяет уменьшить габариты и массу поперечины рамы грузового автомобиля. Концы трубы 1 в местах сопряжения с кронштейнами 2 выполнены с отверстиями 4 для сварки.
Кронштейны 2 на месте 5 размещения ребер жесткости 6 имеют коническую форму с расширением в сторону фланца 7, выполненным с ним за одно целое. За счет формы конической части кронштейнов 2 увеличивается опорная поверхность и площадь сечения несущего элемента. Фланец 7 служит для крепления к продольным элементам рамы транспортного средства.
В процессе эксплуатации транспортного средства рама воспринимает разнообразные знакопеременные нагрузки. Наибольшее влияние на прочность рамы оказывают вертикальные нагрузки, обусловленные массой смонтированных на раме агрегатов, груза и неровности дороги. Поперечина рамы испытывает изгиб в двух плоскостях, кручение и растяжение (сжатие). Наибольшее влияние на прочность поперечины оказывает изгиб в вертикальной плоскости. При этом изгибающий момент достигает максимального значения в зонах соединения поперечины с лонжеронами с помощью кронштейнов и опорного фланца и уменьшается по мере удаления от нее к середине поперечины.
В соответствии с характером изменения изгибающего момента меняется момент сопротивления поперечного сечения поперечины, поскольку ее профиль имеет переменную высоту. Таким образом, достигается постоянство уровня напряжений по всей длине поперечины, т.е. ее равнопрочность. Другими словами в процессе эксплуатации грузового автомобиля все участки поперечины работают в одинаковых условиях; нет ни перегруженных, ни недогруженных зон.
Так как, кронштейн 2 на месте 5 размещения ребер жесткости 6 имеет коническую форму с расширением в сторону фланца 7, поперечина в целом перераспределяет нагрузки из зоны соединения поперечины с лонжероном по всему сечению лонжерона, разгружая узлы рамы.
Заявляемое техническое решение позволяет создать поперечину рамы грузового автомобиля с высокими показателями по прочности и надежности, а также обеспечить удобство ее монтажа на раме.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.
Поперечина рамы грузового автомобиля, состоящая из трубы и жестко связанных с ее концами литых кронштейнов, сопрягающихся с трубой своей цилиндрической частью и имеющих выполненный за одно целое опорный фланец и ребра жесткости, кронштейны, отличающаяся тем, что кронштейны на месте размещения ребер жесткости имеют коническую форму с расширением в сторону фланца, а их цилиндрическая часть сопрягается с внутренней поверхностью трубы, при этом концы трубы в местах сопряжения с кронштейнами выполнены с отверстиями для сварки.
