Diseño modular para semirremolques basculantes de 7,5 a 11,5 m de longitud

Creación de una nueva línea modular de semirremolques basculantes

Zamarbú quería desarrollar una gama de chasis para semirremolques ligeros de acero de 7500 a 11500 mm de longitud para diferentes tipos de volquetes. Su objetivo era crear una línea de productos adicional para Zamarbú, que tenía mucho interés en participar en el creciente mercado de remolques de acero ligeros.

El nuevo chasis de acero tenía que ser competitivo con los modelos de aluminio existentes, tanto por su peso como por la rigidez torsional. Además, Zamarbú quería componentes modulares entre los nuevos modelos de acero, para flexibilizar la oferta de productos y lograr una fabricación rentable.

Experiencia en diseños de acero ligeros y método de elementos finitos (FEM, por sus siglas en inglés)

Zamarbú recurrió al servicio de desarrollo de productos e ingeniería (PE, por las siglas en inglés de Product Engineering) de SSAB por su experiencia en diseños de acero ligeros y diseño para la fabricación (DFM, por sus siglas en inglés). Zamarbú quería fabricar internamente todos los nuevos componentes del semirremolque.

El proyecto comenzó con un taller de innovación basado en la metodología lean SSAB ONE. Todos los interesados se reúnen para definir objetivos y prioridades que sirvan de guía en el diseño, desarrollo de productos e ingeniería. El taller ayudó a reducir a menos de 3 meses el tiempo del desarrollo integral de producto maximizando la colaboración y la transparencia.

Las iteraciones de diseño optimizan el rendimiento y la fabricación de los semirremolques

PE presentó a Zamarbú dos soluciones de diseño diferentes para la viga longitudinal principal. Ambos diseños debían ofrecer modularidad en toda la gama de longitudes de chasis, es decir, de 7500 mm a 11500 mm.

La primera opción de diseño fue una viga principal compuesta por tres componentes: una viga delantera y una viga trasera, conectadas por un cuello de cisne de fundición. Este diseño ofrecía una gran flexibilidad en la fabricación, pero no se clasificó bien en términos de peso y costes. Además de ser más pesado, se determinó que las tensiones en el cuello de cisne de fundición eran demasiado altas. Además, las vigas en C debían conectarse al cuello de cisne, lo que interfería con la conexión de otros componentes y mecanismos.

Chasis con cuello de cisne de fundición

Cuello de cisne, FEM

Fundición, FEM

La segunda opción de diseño fue una viga en I principal con elementos comunes para los componentes traseros y delanteros. Esta opción de diseño requería más componentes que la primera opción, pero era claramente más ligera y rentable.

Chasis reforzado con vigas tipo I

Modelos paramétricos CAD 2D y 3D en toda la gama de tamaños

PE también suministró a Zamarbú modelos paramétricos CAD 2D y 3D para toda la gama de productos y en todas sus longitudes.

Chasis 7500

Chasis 10450

Durante las reuniones semanales se debatieron en profundidad los diseños de los componentes. PE realizó varias iteraciones de diseño hasta que se cumplieron todos los criterios y Zamarbú concedió su aprobación. Como parte de este proceso, el equipo de ingeniería también entregó varias simulaciones utilizando el método de elementos finitos (FEM) para los casos de carga más restrictivos, para analizar la torsión y la flexión, al inicio de la basculación.

FEM, chasis basculando

Zamarbú también aprovechó la experiencia del PE para determinar la viabilidad de la fabricación y el análisis de costes de cada componente. Se estandarizaron los espesores de chapa de acero para todos los componentes, no solo para reducir el nivel de existencias y costes, también para optimizar el anidamiento durante las operaciones de corte.

Chasis de semirremolque ligero con acero estructural de alta resistencia

Se especificó el acero estructural de alta resistencia Strenx^® 700MC Plus de SSAB para todo el chasis, lo que permitió unos radios de plegado más estrechos, aumentando con ello la rigidez estática y la resistencia a la fatiga. Todos los componentes del chasis se han diseñado para ofrecer un rendimiento excelente y, al mismo tiempo, ser lo más ligeros posible. Esto incluyó la optimización de los espesores de los componentes el corte de patrones triangulares en el chasis.

Chasis completo 7500

PE también diseñó los componentes para que fueran fáciles de fabricar y fáciles de montar utilizando la maquinaria existente de Zamarbú.

Los diseños desarrollados y diseñados por PE, con documentos detallados de producción y montaje, permiten a Zamarbú fabricar chasis de cualquier longitud, desde 7500 mm hasta 11500 mm, con el mismo diseño y con una alta proporción de componentes comunes en todos los tamaños.

En menos de 3 meses, Zamarbú presentó en el mercado una gama de semirremolques ligeros basculantes de acero

Los chasis de semirremolques para volquetes de la nueva línea de Zamarbú pesan prácticamente lo mismo que los chasis de aluminio y se tarda aproximadamente el mismo tiempo en montarlos. Sin embargo, los costes por unidad son un 8% inferiores en comparación con un chasis de aluminio. Y en tan solo 3 meses, la oferta de productos de Zamarbú se ha ampliado enormemente para aprovechar el creciente mercado de chasis de semirremolques ligeros de acero para volquetes.

Detalle del cuello de cisne del chasis

Detalle de la chapa del kingpin del chasis