Продолжаем тему разработки. Сегодня очередной пример разработки, но деталь уже весьма ответственная. Ошибка в проектировании или расчетах может повлечь крайне серьёзные последствия. Данный пример разработки, наверное, самый показательный из всех, что бы были ранее.
Приступаем.
В один прекрасный день за чашкой чая пожаловался мне коллега на проблему. Суть была в том, что имеется у него автомобиль, а вот багажника на крышу подходящего нет. Казалось бы проблема не проблема. Задушил жабу, пошел и купил нужные прибамбасы. Но тут подкрадывается коварное НО. Дьявол, как говорится, в мелочах.
Начнем с исходных данных. Имеется автомобиль известной японской марки, который славится своими мощными моторами и боковыми стеклами в дверях без рамок (это важно). Имеется желание владельца автомобиля иметь багажник на крыше. У владельца авто в наличии имелся багажник на крышу от советской классики (из трубы квадратной 20х20 мм), вещь крайне прочная, но закрепить её на крыше японского авто не представлялось возможным на момент постановки задачи. В итоге, задача сформулировалась так: «Нужен багажник на крышу, с большой грузоподъемностью, желательно закрепить советское наследие на крыше».
Пути решения:
1) Изучение рынка готовых универсальных решений. Готовый багажник специально для данной марки авто.
Поиски на просторах интернета привели к весьма не утешительным выводам. Готовое решение по стоимости не сможет никак придушить внутреннюю жабу. Готовый универсальный багажник закрытого типа, грузоподъемностью до 70 кг, стоил от 40 000 раковин каури (еще до событий на мировой политической арене). Универсальный багажник открытого типа оказался уже дешевле, что-то около 23 000 раковин каури. Но грузоподъемность опять не выше 70 кг. Оба варианта не годятся. Но данные по грузоподъемности записаны в качестве ориентира. В таких вопросах обязательно следует доверять официальным производителям.
2) Изучение рынка готовых решений под конкретную марку авто.
Вспоминаем, что данная модель имеет двери без рамок для боковых стекол, а значит кузов у данного авто усилен дополнительно. Специализированные форумы и производитель это подтверждают. Грузоподъемность оказалась не константой, а величиной зависимой от разных факторов, таких как скорость движения, дорожное полотно, расположения груза на багажнике и так далее. На этом выводы по грузоподъемности сделаны. Лимиты на свой страх и риск установлены и приняты для дальнейших изысканий.
Поиск готовых решений под конкретную модель дал не утешительные результаты по стоимости. В среднем, на момент поиска, цена комплекта составляла от 20 000 раковин каури. По грузоподъемности параметры производителей уже интереснее. Рекомендуется до 70 кг, возможна загрузка до 90, при целом ряде условий. Что ж, уже лучше и интереснее. Но остается чувство, что не всё было изучено.
3) Поиск нестандартного решения.
Есть ведь советский багажник на крышу, его хочется использовать. А возможности такой нет. Поиск готовых решений для крепления неубиваемого советского наследия привел к некоторым выводам. Если коротко, то на восточных сайтах можно приобрести некий комплект, который теоретически можно доработать напильником. Стоимость такого чудо в среднем от 15 000 раковин каури. НО его надо ждать полтора месяца, может приехать не то что на фото, доработка может пойти не по плану, да и гарантий производитель комплекта не даёт. Данный вариант был отброшен без жалости и сожалений, НО он натолкнул инженеров на мысль.
«А почему, собственно, не сделать самим специальные детали для крепления советского наследия без доработок, а сразу такие как надо?»
Решение принято. Начинается самая интересная часть нашего повествования.
Итак. Исследования.
С чем же придется работать ? Посмотрим на крышу автомобиля. Мы видим специфичный рейлинг
А теперь взглянем с внутреннем стороны на рейлинг
Ну и вид в профиль
Да уж. Задачка…
Решать так решать.
ЭТАП 1. Создание формы.
На данном этапе всё просто. Снимаем размеры с рейлинга автомобиля. Снимаем размеры с багажника, который хотим установить на крыше. Создаём форму детали. А затем создаем прототип. Важное замечание. Прототип создан из простого и дешевого материала. Потому что на данном этапе нам важна лишь форма.
Смотрим на её величество форму
А теперь прототип сопрягаем с объектом
Не очень хорошо получилось. Изучаем в чем проблема и делаем новый прототип с корректировкой формы. Проходим первую итерацию разработки.
Уже лучше. Вносим корректировки, но новый прототип уже не производим. Вторая итерация позволила получить полную картину по детали и о том, что необходимо скорректировать.
Далее совмещаем имеющийся прототип с советским багажником
Форма и конструкция нас вполне устраивают. Но для чего же отверстия в прототипе ? Еще на этапе разработки, сбора и анализа всех исходных данных был задан вопрос официальному дилеру автомобиля о том, можно ли делать отверстия в рейлингах и как. На что был дан утвердительный ответ и предложение оказать данную услугу правильно. Как оказалось на рынке даже есть несколько моделей багажников, которые предусматривают наличие отверстия в рейлинге, но с оговоркой, что данную манипуляцию должны делать специально обученные профессионалы. Как владелец автомобиля реализовал отверстия, пусть останется на его совести. У нас другие задачи.
ЭТАП 2.
Пришло время второй части нашего технологического процесса. А именно, придания нашей форме необходимых механических характеристик. Выбрать правильный материл детали и произвести необходимые прочностные расчеты.
Заглянув в сервисный книжку автомобиля, мы находим интересную информацию:
И из всех исходных данных делаем следующий вывод, он же список необходимых характеристик детали:
1) Устойчивость к температуре минус 50 градусов по Цельсию. (Таких зим на урале не было давно, но инженер всегда обязан закладывать запас).
2) Устойчивость к температуре плюс 70 градусов по Цельсию. (Такая жара - редкость, но таково требование к лакокрасочному покрытию автомобиля, повторим требование, не задавая вопросов).
3) Устойчивость к влажности выше 98% при температура плюс 25 градусов по Цельсию. Деталь не должна впитывать влагу и подвергаться разрушающему воздействию при взаимодействии с высокой влажностью.
4) Устойчивость к ряду щелочей и кислот. (В разных регионах разная вода, с разными уровнем PH, дожди могут быть с какими-то примесями, экология знаете ли. Да и за гигиеной автомобиля надо следить, автомойки никто не отменял, деталь должна быть стойкой к автохимии).
5) Деталь должна выдерживать вибрационную нагрузку не менее 3G. Не буду объяснять почему, ибо дороги, особенно весной, это отдельная тема. Да и, поверьте на слово, такое требование применяется ко многим транспортным средствам, в том числе и к железнодорожному транспорту.
6) В сервисной книжке на автомобиль написано, что допустимая нагрузка на крышу до 80 кг. НО. Данная нагрузка распределена по площади багажника на крыше между 4 точками крепления. А значит на одну точку крепления нагрузка идёт менее 80 кг. Но мы не будем считать, прикидывать и предполагать. Мы поступим проще. Примем за требование, что наша деталь должна сама по себе выдерживать статичную нагрузку не менее 100 кг. Просто для успокоения души.
Ну а дальше достаем табличку материалов из анекдота про маленькие красные шарики и выбираем нужный материал. (Анекдот можно прочитать в соседней статье на канале: https://dzen.ru/a/ZGM_yA8RfWWhtqbk ).
Материал выбран, делаем изделие
В завершение фото готового результата и небольшой тест нагрузки на 2 точки крепления (Примечание – мальчик-тестировщик весит около 110 кг)
Решение по креплению багажника на крыше японского автомобиля получилось простым и лаконичным. Комплект из 4 одинаковых деталей, который обошелся в скромные 7000 раковин каури и удовлетворяет всем техническим характеристикам.
P.S. Для технарей, которые мысленно уже задают вопрос аэродинамику. Свист появился на скорости выше 75 Км/ч. Убрав багажник и оставив на крыше только комплект деталей, свист исчез.
С уважением, ваша команда ReverseFActory.
