Sollevatore a forchetta - Dimec

Sollevatore a forchetta
Il sistema articolato (a parallelogramma) per un
carrello elevatore aziona la forchetta
consentendole un movimento verticale di
traslazione (senza rotazione).
Il carico massimo è F=14000 N.
Si dimensioni il braccio B (per l’angolo α=30°)
1500
α=30°
4100
B
106°
A
600
1000
F

Equilibrio del forchettone
Lo schema di carico riportato evidenzia le 3 incognite che possono
agevolmente essere determinate con le classiche equazioni di
equilibrio alle traslazioni ed alle rotazioni.
Momenti: -F 2x *600+F*1000=0
Forze verticali: -F -F 1 sen(30°)+ F 2y =0
Forze orizzontali: -F 1 cos(30°)+ F 2x =0
F 1 ha
direzione
nota!
F 2
F 1
F 2x
40°
F 2y
600
1000
F
F 2x =23350
F 1 =26960
F 2y =27480
F 2 =36060

1500
Equilibrio delle aste
• Le azioni sul forchettone sono riportate sulle aste invertendone il segno
(principio di azione e reazione).
• Per le aste A, è immediato ricavare la reazione data dalla cerniera
ancorata a telaio; dato che le aste A sono in numero di 2, la forza di
trazione per ciascuna è uguale alla forza F 1 divisa per 2.
• Per l’asta B, si hanno
le 3 incognite (indicate in blu).
F 1
α=30°
4100
B
F 3
106°
A
50°
36060
26960

F4n F4t 76°
Schematizzazione asta B
1500 2600
F 3
12330
160° 36060
Momenti: F 3 sen(76°)*1500=36060*sen(20°)*4100
F 3 sen(76°)= 33700, F 3 cos(76°)=8430, F 3 =34920
Forze verticali: 33700+ F 4t -12330 =0 F 4t =-21370
Forze orizzontali: F 4n +8430- 36060*cos(20°)=0, F 4n =25460
33890

Suddivisione in forze normali e di taglio per l’asta B
25460
21370
1500
8430
33700
2600
12330
33890

Diagrammi delle caratteristiche per l’asta B
-21370
-25460
-32000
+12330
-33890
Mom. Flett.
[Nm]
Taglio
[N]
Normale
[N]

Dimensionamento elemento “B”
Provo ad utilizzare un profilato rettangolare cavo (da catalogo):
h=250, b=150, s=5;
A=36 cm 2 ; Jx=2.953 cm 4 ;
tilizzo l’ipotesi della τ max (o di Guest):
σ = σ + 4τ
eq
2 2
max max
σmax = σMf + σN con:
si ottiene:
σM f
M f
= z;
σ N
J
N T
= ; τT
=
A A
σmax= (32000000/29530000)125+33890/3600 = 135+9 = 141 N/mm2 τmax= 21370/3600 = 6 N/mm2 da cui:
σ eq =
2 2
141 + 4⋅ 6 =
N
19881+ 144 = 141.5 2
mm
Se impongo un coefficiente di sicurezza n≈2 devo usare un materiale
avente carico di snervamento > 280 N/mm2 quindi:
1) scelgo un acciaio S275 e mi “accontento” di avere n=1.95 oppure
2) utilizzo un acciaio di categoria “superiore” (ad esempio S335) oppure
3) scelgo un profilato più grande (ad esempio un 300x100 sp 5).
b
h