Politecnico
di Milano – Facoltà di Ingegneria Industriale
Corso di
Laurea in Ingegneria Meccanica
Laboratorio progettuale CAD – Prof. Cascini
Anno Accademico 2009/2010
Configurazione
definitiva
Per i parametri stabiliti si riporta la legge schiacciamento molla VS
scuotimento forcellone al variare della lunghezza del puntone BC; in
particolare in verde BC =
125 – 5 mm ed in rosso BC = 125 + 5 mm.
Si verifica in seguito che il campo di variazione della lunghezza BC di
10mm sia sufficiente a garantire una variazione dell'altezza sella di 12/15mm.
La legge di progressione soddisfa le richieste
poiché si mantiene pressoché lineare per tutto il campo di escursione del
forcellone e la retta descritta presenta un coefficiente angolare costante pari
al rapporto di compressione di circa 2/2,1.
Le curve così ottenute sono molto prossime le
une alle altre, segno di una scarsa dipendenza dalla lunghezza del puntone,
come desiderato, che rende dunque il comportamento cinematico del sistema
prolink invariante rispetto alla regolazione del puntone stesso.
L'altra immagine mostra la configurazione
statica e quella in corrispondenza del massimo scuotimento forcellone e fornisce
un primo ausilio per il controllo degli ingombri, che verrà poi integrato dallo
sketch in Catia.
Questi due ulteriori grafici riportano in
funzione della corsa ruota il valore del carico sulla ruota stessa e il carico
assiale agente sul puntone.
Si nota che la pendenza delle curve non è
costante, bensì, con l'aumentare della corsa imposta al mono, incrementa
progressivamente il carico sulla ruota in maniera più che lineare; la non
linearità della caratteristica, o meglio l'irrigidimento del sistema per
sollecitazioni crescenti, si rivela benefica per quanto riguarda il
comportamento della moto.
In frenata, con la sospensione completamente, o
quasi, estesa, è preferibile avere rigidezze sufficientemente basse per poter
assorbire bene le piccole asperità del fondo, riducendo così il fenomeno del
saltellamento del posteriore.
In rettilineo, la rigidezza della sospensione
dovrà essere ancora modesta, anche se maggiore rispetto al caso precedente, in
quanto il carico sul posteriore è aumentato.
In curva, per evitare eccessivi affondamenti del
retrotreno e quindi un'apertura dell'angolo di sterzo, è necessaria una
rigidezza ancora maggiore.
Infine, nel caso di salto sul cordolo o in
presenza di bruschi avvallamenti o salti, la sospensione dovrà presentare
un'elevata rigidezza nella parte finale dell'escursione per impedire il
raggiungimento di un brusco fine corsa.
In base a queste conclusioni, si ritengono
soddisfacenti I risultati ottenuti.
E’ inoltre possibile determinare l’entità dello
schiacciamento del mono in condizione statica con moto a terra.
Dai dati fornitici dal gruppo 3 forcellone, è
noto che la quota parte del peso moto gravante sul posteriore è circa 920 N;
utilizzando questa quantità come input nel grafico forza ruota VS scuotimento
forcellone si ricava un’escursione del forcellone di 25mm, valore che permette
di determinare attraverso la legge di progressione uno schiacciamento della
molla di 14mm.
Da ultimo, il programma implementato
restituisce, per la sola configurazione di massima estensione del puntone, cioè
per quella che presenta i carichi maggiori, le relazioni tra le forze di
puntone, mono e ruota prese a due a due.
Per stabilire i carichi agenti nella
configurazione scelta sono stati utilizzati il secondo e il terzo grafico in
corrispondenza di un input pari a 120mm, come da specifiche; ricavate a questo punto
la forza a terra e la forza assiale del puntone per la massima escursione, è
possibile risalire alla forza nel mono attraverso gli ultimi grafici.
In questo modo sono state ottenute le forze
statiche:
F_ruota = 3155 N
F_molla = 5135 N
F_puntone = 5634 N
Per passare poi ai carichi dinamici, sono stati
moltiplicati i risultati precedenti per un opportuno coefficiente di sicurezza
di 2,5, che ha restituito le seguenti azioni dinamiche sui componenti del
sistema, che verranno poi utilizzate in sede di analisi agli elementi finiti:
F_ruota_din = 7888 N F_molla_din = 12963
N F_puntone_din =
14085 N
Per verificare che la suddetta configurazione
rispetti gli ulteriori vincoli su regolazione altezza sella e ingombri è stato,
come detto, realizzato uno schizzo in Catia, che ha fornito, anche se solo in
una prima analisi bidimensionale, un buon responso per quanto concerne la
verifica degli ingombri.
Innanzitutto, in condizione statica (quella
riportata nell'immagine), l'altezza della seduta risulta di circa 860mm,
restando dunque all'interno del range 820/890mm indicato nelle specifiche
tecniche.
Monitorando l'altezza da terra (indicandola come
quota di riferimento), è stata fatta variare la lunghezza del puntone nel range
di 10 mm nell'intorno di 125mm, ottenendo un campo di variazione dell'altezza
della seduta di ampiezza pari a 14mm (come da specifiche).
Allo stesso modo è stata controllata la distanza
tra estremo posteriore del bilanciere e la ruota, onde evitare compenetrazioni,
facendo variare la lunghezza del mono fino alla corsa massima consentita di
70mm.
Rispettati a questo punto tutti I vincoli di
progetto, la configurazione definitiva e i dati ad essa riferiti sono:
|
Puntone |
125mm |
|
Bilanciere |
84 - 48 – 130 mm |
|
Altezza seduta |
859 mm |
|
Regolazione altezza |
14 mm |
|
Precarico |
10 mm |
|
K molla |
85 N/mm |
|
Lunghezza statica mono EG_0 |
309 mm |