Il Telaio - Piancastelli
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Il Telaio - Piancastelli
ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTA’ DI INGEGNERIA Corso di Laurea in INGEGNERIA MECCANICA Studio di massima di un piccolo fuoristrada basato sulla meccanica di una microvettura CANDIDATO Francesco Taglioni RELATORE Prof. Ing. Luca Piancastelli Anno Accademico 2003/2004 Introduzione ? Assenza sul mercato auto di un veicolo a trazione integrale 4x4 di piccole dimensioni e prezzo contenuto Specifiche costruttive Obiettivi: -Progettazione di un veicolo a trazione integrale 4x4 per fuoristrada impegnativo -Riduzione dei costi -Telaio semplice e resistente -Producibile economicamente in circa 1000 auto/anno Vincoli -Rispetto della normativa per l’omologazione: direttiva CEE-2001/116/CE Obiettivi Utilizzo componenti derivati dalla grande produzione di serie Riduzione dei Costi Assenza di accessori supplementari Tecnologie adeguate a produzione artigianale Utilizzo componenti derivazione automobilistica Progettazione Telaio Verifica statica e torsionale Vincoli - Rispetto della normativa per l’omologazione degli autoveicoli. - Rispetto normativa euro 4. - Trazione su quattro ruote Specifiche Costruttive Scelte tecniche Studio componenti automobilistici Studio mercato fuoristrada Sospensioni Anteriori: Mc Pherson Posteriori: Ponte rigido Sistema frenante Anteriore: Disco Posteriore: Tamburo Gruppo sterzo Cremagliera Motore e trasmissione Motore: Diesel o Benzina - Ant. Trasv. Cambio: manuale a 5 rapporti Componenti Sospensione anteriore Mc Pherson Sospensione posteriore a balestre Gruppo sterzo Il Telaio Tipologia costruttiva Componenti Telaio Materiale Tecnologie di giunzione Il Telaio “Tipologia costruttiva” Scocca in acciaio Vantaggi: • Buone prestazioni generali • Costi ridotti per elevati volumi produttivi Svantaggi: Telaio in tubi Vantaggi: • Peso contenuto • Costi ridotti per volumi produttivi medio-bassi Svantaggi: • Peso elevato • Tecniche specifiche di lavorazione e assemblaggio • Costi molto elevati per volumi produttivi medio-bassi • Alti costi per volumi produttivi elevati Il Telaio “Componenti-Materiali-Tecnologia di giunzione” Componenti Componenti Laminati a caldo – Sezione: Rettangolare Cava 60x40x2 (mm) Lamiere piegate e parti in vetroresina Materiali Materiali Laminati: Lamiere: 30CrMo4 lega AA 5182 Tecnologia Tecnologia di di giunzione giunzione Saldatura a MIG – Viti autofilettanti (non portanti) per le lamiere di tamponamento Il Telaio “Progetto” L’Assemblaggio dei Componenti Analisi Statica del Telaio Telaio WIRE FRAME Telaio discretizzato Analisi Statica del Telaio σmax = 245.3 MPa σ amm. = 950/3 = 317 MPa σmax < σ amm. Analisi Statica del Telaio (utilizzo dei tiranti) σmax = 153 MPa Verifica della Rigidità Torsionale Kt = M/ϑ = 149000 = ’2240 Nm M = F Nm/rad x L = 2000 x 1.120 K = Kt/p = 59600 N/rad ϑ = Uy1/(L/2) = 0.015 rad Analisi Economica Costi generali: 1) 2) 3) 4) 5) Progettazione Sperimentazione Omologazione Attrezzature per la produzione di telaio e carrozzeria Gestione degli impianti e dell’energia, stipendi, altre attrezzature, ecc. COSTI GENERALI (PROGETTAZIONE, PROTOTIPAZIONE, PRODUZIONE, GESTIONE GENERALE) PER FUORISTRADA (Euro) (*) Progettazione 150000 Sperimentazione e Prototipi 100000 Omologazione 10000 Attrezzature per la produzione di: telaio carrozzeria altro 15000 15000 80000 Manodopera Indiretta 1150000 Benefit per i Dipendenti 420000 Forniture Varie 400000 Manutenzione 480000 Ammortamento 840000 Logistica: trasporto e stoccaggio 450000 Assicurazione 680000 TOTALE 4790000 (*) dal sito www.unrae.it Analisi economica Costi unitari Carrozzeria 1426 euro Interni 1472 euro Gruppo sterzo 433 euro Gruppo ruota 844 euro Sospensioni 668 euro 4843 euro Motore e trasmissione Pneumatici Telaio Carrozzeria e serbatoio Impianto elettrico Montaggio e manodopera Fanali anteriori 4801 euro Prezzo di vendita Si dividono i costi generali per il numero totale di vetture prodotte: C.f.u. = 4790000/4000 = 1197.5 EURO. Si determina il costo di produzione: 1197.5 + 4801 + 968.6 = 6967.1 EURO. Si determina il prezzo di vendita al pubblico: 6967.1 + 348.3 (utile aziendale, 5%) = 7315.4 EURO. 7315.4 + 1097.3 (utile del concessionario, 15%) = 8412.7 EURO. 8412.7 + 1682.5 (IVA, 20%) = 10095.2 EURO. PREZZO DI VENDITA AL PUBBLICO: 10095 EURO. Conclusioni •Facile manutenzione • Costi limitati (investimenti per macchinari, acquisto componenti, ecc.) •Telaio robusto e compatto •Semplicità di realizzazione