UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

TALLER AUTOMOTRIZ

CATEDRÁTICO :

ING. Jorge SALAZAR MERCADO

PRESENTADO POR :

VELASQUEZ GUZMAN Juan Alberto

SEMESTRE :IXI

HUANCAYO – PERÚ HUANCAYO – PERÚ

2010-II2010-II

CALCULO DE MUELLE MULTIPLE DE HOJAS O BALLESTAS DE SUSPENSION PARA CAMION “ąFąс”

CALCULO DE MUELLE MULTIPLE DE HOJAS O BALLESTAS DE SUSPENSION PARA CAMION “ąFąс”

I. RESUMEN

El presente trabajo describe el sistema de ballestas de suspensión de un camión. Para su realización se utilizó cálculo matemático que se basa en la siguiente formula de flexión. Ya que en este caso existe un contacto múltiple entre las distintas hojas que componen las ballestas.

.II. INTRODUCCIÓN

Se evaluó la posibilidad de un camión para soportar una carga, a su carga máxima la cual puede provocar la rotura del sistema de ballestas con que cuenta actualmente. La suspensión delantera consta de una sola ballesta. La suspensión trasera consta de una ballesta principal, la cual trabaja permanentemente, y una ballesta secundaria la cual trabaja cuando se ha producido una cierta deflexión de la principal, aumentando la rigidez de la suspensión y de esa manera permitiendo soportar una mayor carga. Así la suspensión se adapta al peso, evitando que sea muy dura con poca carga, o que resulte blanda cuando se tiene mucha carga.

Sistema de ballestas del camión.

III. MARCO TEORICO:

MUELLE MULTIPLE DE HOJAS O BALLESTAS

Las balletas se continúan empleando siempre. Pueden soportar, aparte de los esfuerzos de flexión, también esfuerzos cortantes y poseen un determinado amortiguamiento propio. Sus hojas integrantes se desgastan realmente en el servicio, pero son fáciles de construir y de rápido intercambio.

Un muelle múltiple de hojas o ballestas esta formado por varias hojas que tienen distinto radio de curvatura y se aprietan unas contra otras mediante el perno capuchino. Con ello

se obtiene una carga uniforme sobre las distintas hojas de balletas. La hoja mas larga también denominada hoja maestra, asume la función de guía de los muelles así como de los ejes. En general es algo mas grueso que las otras y en los extremos posee unos terminales formando ojo, para ello dispone en sus puntas de extremos doblados en forma de tubo para hacer posible la fijación de las ballestas al bastidor. Estos extremos curvados reciben el nombre de Ojos. Las hojas constitutivas de la ballesta se mantienen unidas mediante las correspondientes abrazadera o llamadas bridas en U que cumplen la misión de abrazar las hojas para que éstas se mantengan dentro del mismo plano y no se desalineen durante el trabajo de absorción de los golpes que recibe la rueda.

Los muelles son un conjunto de hojas las cuales al estar unidas, poseen una curvatura que les permite deformarse ante una determinada carga.

Debido a las deformaciones que soporta el muelle se producen variaciones en su longitud, siendo necesario para su montaje mantener fijo un extremo y pivotante o móvil el otro como se muestra en la figura.

Los esfuerzos que soportan los muelles son esfuerzos de flexión. La carga que puede soportar un muelle está en función del número de hojas, el espesor de las hojas, el ancho de la hoja, la longitud del muelle y del material con que está fabricado.

Un método aproximado para calcular la carga a soportar por un muelle se presenta en la siguiente fórmula.

F=N . b . e2. σ6. l

Donde:

F: semicarga del muelle en cada extremo.

N: Número de hojas del muelle.

l: Longitud de la semicuerda en mm.

b: Ancho de las hojas en mm.

e: espesor de las hojas en mm.

σ : Esfuerzo de la flexión bajo la carga F. Su valor oscila entre 40-60 kg/mm2 bajo carga estática.

Esta fórmula resulta aplicable bajo las siguientes condiciones:

La carga total que puede soportar un muelle es igual a 2F. Se considera un muelle simétrico

La carga estática corresponde al peso que soporta el muelle cuando el vehículo se encuentra sin movimiento.

Para el calculo del esfuerzo en las ballesta están dadas por la ecuación de (Dean Averrns 1948)

σ= 3 . P . L

2.b . N . e2

Donde:

P: carga del muelle en cada extremo en kilogramos

N: Número de hojas del muelle.

L: distancia entre soportes de la ballesta en mm.

b: Ancho de las hojas en mm.

e: espesor de las hojas en mm.

σ : Esfuerzo de la flexión bajo la carga P. Su valor oscila entre 40-60 kg/mm2

IV. CARACTERISTICAS GENERALES

Los muelles están formados por un conjunto elástico de láminas, se construyen de acero especial de alta calidad y se les confiere la elasticidad deseada mediante diversos tratamientos térmicos de temple y revenido, tiene la característica fundamental de poder doblarse considerablemente bajo la acción de una fuerza, retornando a su posición original en cuanto esta fuerza que la dobla desaparece. El acero especial para muelles contiene además de hierro y carbón, también cromo, silicio y manganeso. Se puede templar al agua y al aceite.

Modelo ąFąсPeso útil (kg.) 3850

Peso seco (kg.) 3900

Peso bruto (kg) 7750

SuspensiónDelantero Ballestas semielípticas

Trasero          Ballestas principales y auxiliares de hojas semielipticas.

V. CALCULOS Y RESULTADOS

1. CALCULO PARA SOPORTAR LA CARGA DE UN MUELLE DEL CAMION MODELO “ąFąс”

2F1+2F2 2F1+2F2 2(2F3) 2(2F1+2F2)

Para nuestros cálculos consideraremos un esfuerzo de la flexión igual a: σ=50Kg/mm2

I. CARGA EJE TRASERO

a. Ballesta principal

N=7 F1=7∗75∗82∗50

6∗565

l=565mm F1=496 Kg

b=75mm P1=2∗F1=992 Kg

e=8mm

σ=50Kg/mm2

b. Ballesta auxiliar

N=10 F1=10∗75∗102∗50

6∗700

l=700mm F2=893 Kg

b=75mm P2=2∗F2=1786 Kg

e=10mm

σ=50Kg/mm2

POR TANTO: 2∗F1+2∗F2=992+1786=2778Kg (Cada ballesta)

II. CARGA DEL EJE DELANTERO

N=8 F3=8∗75∗102∗50

6∗700

l=700mm F3=714 Kg

b=75mm P3=2∗F3=1428 Kg (Cada ballesta)

e=10mm

σ=50Kg/mm2

Para el caso del vehículo se estima; una distribución de carga:

Carga eje trasero: 5556Kg 2778Kg (cada ballesta) Carga eje delantero: 2856Kg 1428Kg (cada ballesta)

8412Kg

Ballestas principales y auxiliares de hojas semielipticas (suspensión trasero)

Ballesta semielipticas (suspensión delantero)

2. CALCULO PARA SOPORTAR LOS ESFUERZOS DE LOS MUELLES

EJE TRASERO

c. Ballesta principal

N=7 σ=3∗992∗1130

2∗75∗7∗82

L=1130mm σ=50.04≅ 50 Kg /mm2

b=75mm

e=8mm

P1=992Kg

d. Ballesta auxiliar

N=10 σ=3∗1786∗1400

2∗75∗10∗102

L=1400mm σ=50.008≅ 50 Kg /mm 2

b=75mm

e=10mm

P2=1786Kg

EJE DELANTERO

N=8 σ=3∗1428∗1400

2∗75∗8∗102

L=1400mm σ=49098≅ 50 Kg /mm 2

b=75mm

e=10mm

P3=1428Kg

VI. CONCLUSIONES

El calculo de la carga total de las ballestas es de 8412 Kg ,que es optimo para que pueda resistir a su propio Peso Bruto que es de 7750Kg, el cual podrá resistir si a este camión lo exceden en sobre carga.

En un principio, fueron los camiones y demás vehículos pesados los modelos a seguir para la fabricación de la suspensión. Es así como se adquirieron el sistema de ballesta.

Queda claro que aunque éste es un sistema robusto y resistente, la comodidad y el confort de los pasajeros quedan a un segundo plano

Buscando mejorar la sensación de comodidad en el desplazamiento de los vehículos, los fabricantes decidieron hacer cambios en este sistema. Algunos modificaron sustancialmente las ballestas en sí mismas, quitando hojas y agregando buenos amortiguadores. De esta forma consiguieron disminuir los brincos de los vehículos y brindar un poco más de suavidad en el andar.Pero algunos fabricantes fueron más lejos y sustituyeron por completo las ballestas, incorporando muelles helicoidales regulados por amortiguadores de tipo hidráulico.

VII. BIBLIOGRAFIA

http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.answers.com/topic/automotive-suspension

Manual practico del automóvil mecanismos de propulsión y marcha “Werner sehwoch”

Productividad de maquinaria pesada (TECSUP)

ANEXOS