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Fuerza y movimiento Definiciones

Definiciones Es importe realizar correctamente la fijación de la carrocería, puesto que una fijación incorrecta puede producir daños en la carrocería, la fijación y el bastidor del chasis.

Carrocería no resistente a la torsión La carrocería no resistente a la torsión tiene poca resistencia a la torsión. Esto significa que la carrocería y el bastidor del chasis presentan una elasticidad adecuada sobre superficies irregulares, donde el chasis queda expuesto a amplios movimientos torsionales.

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Ejemplos de carrocerías no resistentes a la torsión:

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• Carrocerías de plataforma fija • Volquetes • Carrocerías para conjunto de hormigonera

Ejemplos de movimientos torsionales

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Fuerza y movimiento Definiciones

Carrocería resistente a la torsión y muy resistente a la torsión Tanto la carrocería resistente a la torsión como la carrocería muy resistente a la torsión presentan resistencia a la torsión (mucho mayor en esta última). Esto implica una gran carga en la fijación al bastidor del chasis. IMPORTANTE La fijación de la carrocería debe diseñarse de manera que los movimientos torsionales del bastidor del chasis no generen cargas con una elevada elevación local al conducir sobre firmes desiguales. Ejemplos de carrocerías resistentes a la torsión: • • • •

Carrocerías del tipo de cajas intercambiables Portacontenedores de brazos paralelos Bombas de hormigón Cajas contenedor

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Ejemplos de carrocerías muy resistentes a la torsión: • Carrocerías para camiones cisterna • Contenedores para transporte a granel • Carrocerías para camiones cisterna para limpieza de lodos

Ejemplo de carrocerías resistentes a la torsión:

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería Durante la conducción Durante la conducción, tanto el bastidor del chasis como la carrocería se ven sometidos a fuerzas estáticas y dinámicas.

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1. Fuerzas estáticas 2. Fuerzas dinámicas 3. Fuerzas dinámicas y estáticas combinadas

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas estáticas

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Las fuerzas estáticas son generadas por la masa (el peso propio) del vehículo y su carga. Son las únicas fuerzas que actúan cuando el vehículo está parado. Las tensiones provocadas por las fuerzas estáticas se calculan de forma diferente para distintos vehículos y tipos de carrocería.

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Las cargas localmente elevadas se deben distribuir uniformemente por el bastidor del chasis mediante un bastidor auxiliar. Ejemplos de lo anterior son las tractoras con una carga elevada sobre la quinta rueda. En tractoras que se vayan a utilizar bajo condiciones de conducción adecuadas, es aconsejable utilizar ángulos de fijación en lugar de un bastidor auxiliar.

Si desea más información sobre la fijación de soportes y quintas ruedas, consulte el documento Montaje de la quinta rueda.

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas dinámicas Durante la conducción podrían surgir fuerzas dinámicas, que dependerán principalmente del estado del firme.

• • • •

Velocidad de conducción Estado de la superficie de la calzada Selección del chasis Selección de la carrocería

Un cambio en cualquiera de los factores puede alterar completamente las condiciones de carga. Las fuerzas dinámicas afectan la resistencia a la fatiga y, por lo tanto, la vida útil de los componentes que absorben estas fuerzas.

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La magnitud de estas fuerzas y su efecto sobre la resistencia dependen de los siguientes factores:

El cálculo de las fuerzas dinámicas es mucho más difícil y más complicado que el cálculo de las fuerzas estáticas. En los cálculos suele ser necesario calcular las fuerzas comparándolas con los resultados obtenidos en pruebas anteriores.

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas laterales En los vehículos con una gran distancia entre ejes, bogie o voladizo trasero largo con remolques acoplados, el bastidor del chasis se ve expuesto a fuerzas laterales elevadas. Un vehículo con una distancia entre ejes extra larga requiere una rigidez lateral especialmente buena. Si el vehículo no tiene suficiente rigidez, puede sufrir movimientos de cabeceo. La rigidez del bastidor del chasis depende de la distancia entre ejes, además del diseño de la carrocería. Los travesaños que impiden el desplazamiento paralelo entre los largueros del bastidor proporcionan mayor rigidez al bastidor del chasis.

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En los vehículos con bogie se producen grandes fuerzas laterales al tomar curvas y maniobrar. Esto ocurre especialmente en curvas cerradas en carreteras con superficie uniforme y en carreteras en mal estado cuando la carga sobre el eje es alta. Esto se debe a que el bogie mantiene una dirección recta a pesar de que las ruedas delanteras se mueven en una dirección.

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En los camiones con un remolque acoplado, se producen fuerzas laterales en el voladizo trasero al tomar curvas. Un travesaño de remolque bajo el bastidor también puede producir cierta torsión en el tren trasero del vehículo.

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas verticales Los remolques generan fuerzas de flexión verticales en el tren trasero, sobre todo al frenar. Un elevador trasero y una grúa montada en la parte trasera también pueden generar fuerzas verticales.

En el documento Grúas encontrará más información sobre las grúas montadas en el tren trasero.

Para dotar de resistencia y rigidez al tren trasero del vehículo, este debe contar con un número suficiente de travesaños. En los vehículos con un voladizo trasero es largo, puede convenir también reforzarlo con un refuerzo diagonal.

Si desea más información sobre el voladizo trasero, consulte el documento Refuerzos.

Los requisitos para los travesaños y refuerzos laterales están determinados por los siguientes factores:

Encontrará más información sobre los elevadores traseros en el documento Elevadores traseros.

• Longitud del voladizo trasero • Medida en la que la carrocería refuerza el tren trasero • Necesidad de cualquier dispositivo de tracción

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Fuerza y movimiento Fuerzas y movimientos en el bastidor del chasis y la carrocería

Fuerzas de torsión Al conducir en carreteras en mal estado, el bastidor del chasis se ve sometido a unas fuerzas de torsión elevadas. La sección delantera detrás de la cabina es flexible a la torsión, mientras que la sección del eje trasero o el bogie es rígida. De este modo se asegura que el vehículo disponga de buena tracción y también de buena resistencia.

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La flexibilidad torsional se consigue gracias a que los largueros y los travesaños tienen forma de "U", y van fijados entre sí de forma que no se limita la flexibilidad del perfil en U.

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Torsión del bastidor del chasis

Montaje de un travesaño en un larguero Si se fijan a los largueros componentes pesados, tales como depósitos de combustible y compresores, se generan grandes fuerzas de torsión y fuerzas de tensión locales.

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Monte travesaños o tirantes diagonales adicionales para evitar que se retuerzan los largueros.

Fuerza de torsión en un larguero del bastidor

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Fuerza y movimiento Distribución de tensiones en los largueros

Distribución de tensiones en los largueros Las fuerzas que actúan sobre el bastidor del chasis producen tensiones de tracción y de compresión en los largueros. En la figura se muestra la distribución de la tensión durante una flexión vertical.

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Las flechas en la viga muestran el tamaño y la dirección de la tensión. La tensión se produce principalmente en las bridas, y se reduce a medida que se alcanza la línea de simetría de la viga, donde la tensión es cero. Por encima de la línea de simetría, la viga sufre una tensión de tracción, mientras que por debajo está expuesta a una tensión de compresión. Distribución de la tensión durante una flexión vertical

En la figura se muestra la distribución de la tensión durante una flexión horizontal. La tensión es mayor en el borde de la brida que está libre. La tensión se reduce a cero en el plano neutro. En este lado del plano neutral, la viga está expuesta a una tensión de compresión.

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Los largueros están expuestos a la vez tanto a flexiones verticales como horizontales. Las tensiones de ambas cargas de flexión son acumulativas. Además, los largueros están expuestos a cargas de torsión.

Distribución de la tensión durante una flexión horizontal

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Fuerza y movimiento Distribución de tensiones en los largueros

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La mayor tensión se produce en las bridas, especialmente en el borde de la brida libre (ilustración). Esta parte es particularmente susceptible a daños, p. ej. grietas e inclusiones de restos de soldadura. Toda fijación de la carrocería y sus componentes al bastidor del chasis debe realizarse, por lo tanto, mediante uniones atornilladas en el cuerpo central de viga de los largueros del bastidor. Limite la concentración de tensiones en el cuerpo central de viga taladrando orificios a una distancia mínima de la brida y entre sí.

Flexión horizontal de una viga con orificios en el cuerpo central de viga

Encontrará más información sobre los tipos de soldadura en el documento Soldadura.

Encontrará más información sobre el taladrado de orificios en el documento Taladrado.

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