Orgaz
08/11/2014, 17:28
¿Quién no ha soñado alguna vez con hacerse la moto de su vida? ¿Quién no ha seguido con avidez y entusiasmo programas de televisión de constructores como OCC y Arte sobre Ruedas que muestran como se construyen las motocicletas custom? motos a las que echaríamos mano sin dudarlo un instante.
No es que vaya a ponerme ahora a construir una motocicleta en el salón de mi casa (mi mujer tendría algo que decir al respecto... nada bueno, por supuesto :p) pero, en mi línea característica de inquietud y ansiedad por saber algo más sobre este proceso :confused:, he querido ir más allá y darme un baño en aquellos conceptos que creo son fundamentales para la concepción de una motocicleta; el diseño y la construcción del chasis.
No soy experto en el diseño y construcción de motos, pero se que algunos de los que asoman la nariz por aquí sí lo son (al menos seguro que más que yo), por lo que os pido que corrijáis y aportéis a este post lo que creáis conveniente.
Que disfrutéis la lectura...
http://www.custom-choppers-guide.com/images/bobber-softail-small.jpg
El Chasis (Cuadro o Bastidor):
El Chasis conforma la estructura básica de la motocicleta sobre la que irán montados el resto de componentes, además de soportar las cargas y esfuerzos que transmite el motor y los debidos al movimiento propio de la moto. El cabezal de dirección (o pipa) y la zona del anclaje del basculante son las zonas que mayores esfuerzos sufren, es por ello que son las zonas mas reforzadas del chasis. En cuanto a los materiales, el Acero y el Aluminio son los más utilizados.
Como principios esenciales de diseño del chasis de una motocicleta, tenemos que tener en cuenta los siguientes puntos:
Evitar transmitir esfuerzos muy elevados a las secciones críticas que se dan en los conjuntos chasis-horquilla delantera y en el anclaje del basculante trasero.
El peso debe estar bien distribuido sobre ambas ruedas (cuidar la posición del centro de gravedad).
Minimizar en lo posible la sección frontal y la altura (aerodinámica).
Existen varios tipos de chasis: de Cuna (simple o doble), Multitubulares (de tubos rectos), de Doble Viga, y los Monocasco (típico de los scooters).
En el mundo custom, el chasis por excelencia es el Tubular de Cuna doble.
https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcREG9B5C0K3KtbSVIGdaYL0N8KIaTDfP rtvtjvzEk7Syiw7ljLdaA
Tipos de Chasis Tubulares:
El chasis tubular está formado por la unión de varios tubos (normalmente redondos) y es el más extendido en el mundo custom al ser el más económico y fácil de construir. Básicamente se pueden construir dos tipos de chasis tubulares, los rígidos (sin suspensión trasera) y los que llevan basculante (subchasis móvil en la parte posterior que acopla la rueda y suspensión trasera).
http://www.bobberchannel.com/wp-content/uploads/2012/03/250-sportster-frame.jpg
Chasis Rígido
http://www.bobberchannel.com/wp-content/uploads/2012/03/softail-bobber-frame-design1.jpg
Chasis + Basculante
Partes de un chasis (o Bastidor):
El chasis lo forman un entramado de tubos soldados unos a otros. Entre los principales elementos encontramos:
La Pipa de dirección (Neck Stem). Elemento esencial que suele estar mecanizado en acero, conecta el chasis con la horquilla delantera y contiene los rodamientos de la dirección.
El Tubo de "Hueso de los deseos" (Wishbone tubes), que aguantarán el asiento.
El Tubo superior (Top Tube or Backbone), que soportará el depósito de combustible y parte del peso del motor.
Los Largueros inferiores (Bottom Rails) y Tubos descendentes (Down Tubes), que forman un mismo conjunto para sustentar gran parte de los accesorios y partes (como el motor) de la moto.
El Poste central (Center post), que da mayor rigidez, pero que suele ser eliminado para proporcionar más espacio al motor.
Los Travesaños laterales (para dar mayor rigidez y afianzar el conjunto).
http://www.custom-choppers-guide.com/images/rigid-frame-diagram.jpg
http://www.custom-choppers-guide.com/images/wishbone-frame.jpg
Como ya hemos mencionado, el diseño de la pipa de dirección es muy importante, ya que se verá sometida a grandes esfuerzos durante la marcha, por lo que esta zona suele ir reforzada.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/gusset-welds.jpg
Una vez soldados los tubos que forman el chasis, hay que añadir ciertos anclajes para el soporte del resto de partes esenciales de la motocicleta. Entre otros, no debemos olvidarnos de los siguientes:
Soportes para el depósito.
Soportes para el motor.
Soporte para la transmisión.
Soportes para el depósito de aceite.
Anclaje para el asiento del conductor.
Soportes para los mandos de control.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/chopper-frame-mounts.jpg
Geometría Básica:
A la hora de diseñar nuestro chasis, tendremos que tener en cuenta algunos conceptos básicos sobre su geometría, que influirán en gran manera en las prestaciones finales de nuestra motocicleta.
http://i46.servimg.com/u/f46/16/56/68/54/007-0010.gif
Los siguientes parámetros se consideran críticos a la hora de diseñar la geometría de una motocicleta:
Distancia entre ejes: influye a la hora de dar estabilidad en movimiento. Una distancia entre ejes larga implica muy buena estabilidad en línea recta y una distancia entre ejes corta implica un mejor comportamiento en curva. Como norma general, superar los 1.500 mm entre los ejes supone penalizar cierta agilidad del vehículo (por ejemplo, la Fat Boy FLSTF tiene 1.635mm).
http://imagizer.imageshack.us/a/img600/6600/sinttulogda.jpg
Lanzamiento: Es el angulo que toma la pipa de dirección con la vertical al eje de la rueda delantera. Para motos convencionales este angulo varia entre los 20º y 30º, pero se pueden encontrar casos especiales fuera de este intervalo como pueden ser las motos chopper (hasta 45º). Un valor alto nos proporcionará una moto muy estable en rectas pero menos maniobrable que otra con un valor menor. Una moto deportiva puede tener unos 24º mientras que una más rutera ronda los 32º (ej. FLSTF: 31º).
http://www.custom-choppers-guide.com/images/30-degree-rake.jpg
Lanzamiento (Rake)
El Avance: es la distancia horizontal entre el punto de contacto del neumático con el suelo y la prolongación de la línea dibujada desde la pipa de dirección hasta el suelo. Los avances típicos para motos de carretera están entre 80 y 120 mm, y hay que decir que pequeñas variaciones en este valor pueden producir grandes cambios en el comportamiento del vehículo. Por ejemplo, un avance mayor nos restará agilidad, mientras que un avance pequeño hará que la moto sea más ágil. El avance puede variarse con cambios en el ángulo de Lanzamiento, el diámetro de la rueda o modificando la longitud de la horquilla delantera. (ej. FLSTF: 147 mm)
http://www.custom-choppers-guide.com/images/motorcycle-trail.jpg
Avance (Trail)
Centro de gravedad: Tan importante como la masa total de la motocicleta es su distribución y la ubicación del centro de gravedad. Cuanto más alto esté el CdG mayor será la transferencia de carga a la hora de frenar o acelerar, llegando al extremo de poder levantar fácilmente las ruedas del suelo. Si el centro de gravedad está adelantado, la moto tendrá una dirección más precisa, mientras que si está retrasado o próximo a la rueda posterior, se favorecerá la tracción haciendo la dirección más torpe.
http://imagizer.imageshack.us/a/img189/5812/zgravedad.jpg
Una vez vistos estos conceptos tan simples, paraos un momento a comparar los vehículos de la foto siguiente y sacad vuestras propias conclusiones... ¿Cuál es más ágil entre el tráfico? ¿Cuál elegiríais para para hacer la Ruta 66?
http://www.motorcycle.com/images/content/Event/039_d2_IMG_9333-01(2).jpg
Los Materiales:
Los elementos principales de un chasis son los tubos y se identifican por el material del que están hechos, el tamaño de su diámetro exterior y el espesor. Un concepto erróneo que suele tener la gente es pensar que a mayor peso mayor resistencia... para que os hagáis una idea, la resistencia de un tubo hueco de acero (menos peso) es muy buena y aguanta mejor los esfuerzos de torsión y flexión que una barra sólida (más pesada). El peso normal de un chasis tubular ya terminado puede rondar los 15-20 Kg.
Los tubos más comunes que se usan para la fabricación de un bastidor son del tipo estructural ERW o DOM (no compréis tuberías de fontanería o vuestro culo se arrastrará por el asfalto la segunda vez que cojáis la moto). El tubo ERW es una lámina de acero doblada y electro soldada longitudinalmente para formar el perfil tubular. Un tubo DOM es similar al anterior, pero está mecanizado (para eliminar por completo los restos de soldadura) y estirado en frío a través de una matriz para proporcionarle una resistencia mayor y una mejor precisión en tolerancias dimensionales.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/dom-erw3.jpg
DOM vs ERW
La mayoría de motos usan tubos ERW de 30-40mm de diámetro y 2.5-3mm de espesor, teniendo en cuenta que los tubos de mayor espesor irán para construir el Center Post y el Backbone. Para vehículos de poco peso y motores de pequeña potencia, lo mejor es usar tubo del tipo ERW (más económico) de unos 25mm de diámetro y 3mm de espesor, mientras que para los motores modernos y la pipa de dirección la mejor elección es un tubo DOM de 30mm diámetro y 3mm espesor como mínimo. Con dos tubos de 6 metros debería haber suficiente material para el bastidor.
Para terminar, estas son algunas de las herramientas básicas que se necesitan para completar el trabajo con éxito.
Útiles y Herramientas:
Lo más básico que necesitarás es:
Una sierra circular para cortar los tubos.
Un metro, escuadras, un calibre, un plomo y todo lo necesario para tomar medidas y calcular dimensiones (no se os olvide un lápiz de carpintero o similar).
Notch (máquina para cortar y perfilar el extremo de los tubos y poder acoplar unos con otros).
Dobladora de tubos.
Máquina de soldar (TIG o MIG).
Bancada de precisión para alinear todos las piezas del chasis antes de soldar.
http://s3images.coroflot.com/user_files/individual_files/492359_gS3e9vk0WzEV78aTkkpzdxtwH.jpg
Te puede ayudar:
Cómo construir un chasis: www.custom-choppers-guide.com/how-to-build-a-chopper-frame (http://www.custom-choppers-guide.com/how-to-build-a-chopper-frame.html)
Proyecto de la UPCT: UPCT.Proyecto diseño y fabricacion chasis moto.pdf (http://repositorio.bib.upct.es:8080/jspui/bitstream/10317/3436/1/pfc5206.pdf)
Tony Foale - Web sobre diseño chasis: http://www.tonyfoale.com/
Cálculo corte perfil tubos: http://www.blocklayer.com/Pipe-Notching (http://www.blocklayer.com/Pipe-Notching.aspx)
.
No es que vaya a ponerme ahora a construir una motocicleta en el salón de mi casa (mi mujer tendría algo que decir al respecto... nada bueno, por supuesto :p) pero, en mi línea característica de inquietud y ansiedad por saber algo más sobre este proceso :confused:, he querido ir más allá y darme un baño en aquellos conceptos que creo son fundamentales para la concepción de una motocicleta; el diseño y la construcción del chasis.
No soy experto en el diseño y construcción de motos, pero se que algunos de los que asoman la nariz por aquí sí lo son (al menos seguro que más que yo), por lo que os pido que corrijáis y aportéis a este post lo que creáis conveniente.
Que disfrutéis la lectura...
http://www.custom-choppers-guide.com/images/bobber-softail-small.jpg
El Chasis (Cuadro o Bastidor):
El Chasis conforma la estructura básica de la motocicleta sobre la que irán montados el resto de componentes, además de soportar las cargas y esfuerzos que transmite el motor y los debidos al movimiento propio de la moto. El cabezal de dirección (o pipa) y la zona del anclaje del basculante son las zonas que mayores esfuerzos sufren, es por ello que son las zonas mas reforzadas del chasis. En cuanto a los materiales, el Acero y el Aluminio son los más utilizados.
Como principios esenciales de diseño del chasis de una motocicleta, tenemos que tener en cuenta los siguientes puntos:
Evitar transmitir esfuerzos muy elevados a las secciones críticas que se dan en los conjuntos chasis-horquilla delantera y en el anclaje del basculante trasero.
El peso debe estar bien distribuido sobre ambas ruedas (cuidar la posición del centro de gravedad).
Minimizar en lo posible la sección frontal y la altura (aerodinámica).
Existen varios tipos de chasis: de Cuna (simple o doble), Multitubulares (de tubos rectos), de Doble Viga, y los Monocasco (típico de los scooters).
En el mundo custom, el chasis por excelencia es el Tubular de Cuna doble.
https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcREG9B5C0K3KtbSVIGdaYL0N8KIaTDfP rtvtjvzEk7Syiw7ljLdaA
Tipos de Chasis Tubulares:
El chasis tubular está formado por la unión de varios tubos (normalmente redondos) y es el más extendido en el mundo custom al ser el más económico y fácil de construir. Básicamente se pueden construir dos tipos de chasis tubulares, los rígidos (sin suspensión trasera) y los que llevan basculante (subchasis móvil en la parte posterior que acopla la rueda y suspensión trasera).
http://www.bobberchannel.com/wp-content/uploads/2012/03/250-sportster-frame.jpg
Chasis Rígido
http://www.bobberchannel.com/wp-content/uploads/2012/03/softail-bobber-frame-design1.jpg
Chasis + Basculante
Partes de un chasis (o Bastidor):
El chasis lo forman un entramado de tubos soldados unos a otros. Entre los principales elementos encontramos:
La Pipa de dirección (Neck Stem). Elemento esencial que suele estar mecanizado en acero, conecta el chasis con la horquilla delantera y contiene los rodamientos de la dirección.
El Tubo de "Hueso de los deseos" (Wishbone tubes), que aguantarán el asiento.
El Tubo superior (Top Tube or Backbone), que soportará el depósito de combustible y parte del peso del motor.
Los Largueros inferiores (Bottom Rails) y Tubos descendentes (Down Tubes), que forman un mismo conjunto para sustentar gran parte de los accesorios y partes (como el motor) de la moto.
El Poste central (Center post), que da mayor rigidez, pero que suele ser eliminado para proporcionar más espacio al motor.
Los Travesaños laterales (para dar mayor rigidez y afianzar el conjunto).
http://www.custom-choppers-guide.com/images/rigid-frame-diagram.jpg
http://www.custom-choppers-guide.com/images/wishbone-frame.jpg
Como ya hemos mencionado, el diseño de la pipa de dirección es muy importante, ya que se verá sometida a grandes esfuerzos durante la marcha, por lo que esta zona suele ir reforzada.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/gusset-welds.jpg
Una vez soldados los tubos que forman el chasis, hay que añadir ciertos anclajes para el soporte del resto de partes esenciales de la motocicleta. Entre otros, no debemos olvidarnos de los siguientes:
Soportes para el depósito.
Soportes para el motor.
Soporte para la transmisión.
Soportes para el depósito de aceite.
Anclaje para el asiento del conductor.
Soportes para los mandos de control.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/chopper-frame-mounts.jpg
Geometría Básica:
A la hora de diseñar nuestro chasis, tendremos que tener en cuenta algunos conceptos básicos sobre su geometría, que influirán en gran manera en las prestaciones finales de nuestra motocicleta.
http://i46.servimg.com/u/f46/16/56/68/54/007-0010.gif
Los siguientes parámetros se consideran críticos a la hora de diseñar la geometría de una motocicleta:
Distancia entre ejes: influye a la hora de dar estabilidad en movimiento. Una distancia entre ejes larga implica muy buena estabilidad en línea recta y una distancia entre ejes corta implica un mejor comportamiento en curva. Como norma general, superar los 1.500 mm entre los ejes supone penalizar cierta agilidad del vehículo (por ejemplo, la Fat Boy FLSTF tiene 1.635mm).
http://imagizer.imageshack.us/a/img600/6600/sinttulogda.jpg
Lanzamiento: Es el angulo que toma la pipa de dirección con la vertical al eje de la rueda delantera. Para motos convencionales este angulo varia entre los 20º y 30º, pero se pueden encontrar casos especiales fuera de este intervalo como pueden ser las motos chopper (hasta 45º). Un valor alto nos proporcionará una moto muy estable en rectas pero menos maniobrable que otra con un valor menor. Una moto deportiva puede tener unos 24º mientras que una más rutera ronda los 32º (ej. FLSTF: 31º).
http://www.custom-choppers-guide.com/images/30-degree-rake.jpg
Lanzamiento (Rake)
El Avance: es la distancia horizontal entre el punto de contacto del neumático con el suelo y la prolongación de la línea dibujada desde la pipa de dirección hasta el suelo. Los avances típicos para motos de carretera están entre 80 y 120 mm, y hay que decir que pequeñas variaciones en este valor pueden producir grandes cambios en el comportamiento del vehículo. Por ejemplo, un avance mayor nos restará agilidad, mientras que un avance pequeño hará que la moto sea más ágil. El avance puede variarse con cambios en el ángulo de Lanzamiento, el diámetro de la rueda o modificando la longitud de la horquilla delantera. (ej. FLSTF: 147 mm)
http://www.custom-choppers-guide.com/images/motorcycle-trail.jpg
Avance (Trail)
Centro de gravedad: Tan importante como la masa total de la motocicleta es su distribución y la ubicación del centro de gravedad. Cuanto más alto esté el CdG mayor será la transferencia de carga a la hora de frenar o acelerar, llegando al extremo de poder levantar fácilmente las ruedas del suelo. Si el centro de gravedad está adelantado, la moto tendrá una dirección más precisa, mientras que si está retrasado o próximo a la rueda posterior, se favorecerá la tracción haciendo la dirección más torpe.
http://imagizer.imageshack.us/a/img189/5812/zgravedad.jpg
Una vez vistos estos conceptos tan simples, paraos un momento a comparar los vehículos de la foto siguiente y sacad vuestras propias conclusiones... ¿Cuál es más ágil entre el tráfico? ¿Cuál elegiríais para para hacer la Ruta 66?
http://www.motorcycle.com/images/content/Event/039_d2_IMG_9333-01(2).jpg
Los Materiales:
Los elementos principales de un chasis son los tubos y se identifican por el material del que están hechos, el tamaño de su diámetro exterior y el espesor. Un concepto erróneo que suele tener la gente es pensar que a mayor peso mayor resistencia... para que os hagáis una idea, la resistencia de un tubo hueco de acero (menos peso) es muy buena y aguanta mejor los esfuerzos de torsión y flexión que una barra sólida (más pesada). El peso normal de un chasis tubular ya terminado puede rondar los 15-20 Kg.
Los tubos más comunes que se usan para la fabricación de un bastidor son del tipo estructural ERW o DOM (no compréis tuberías de fontanería o vuestro culo se arrastrará por el asfalto la segunda vez que cojáis la moto). El tubo ERW es una lámina de acero doblada y electro soldada longitudinalmente para formar el perfil tubular. Un tubo DOM es similar al anterior, pero está mecanizado (para eliminar por completo los restos de soldadura) y estirado en frío a través de una matriz para proporcionarle una resistencia mayor y una mejor precisión en tolerancias dimensionales.
http://www.custom-choppers-guide.com/images/dom-erw3.jpg
DOM vs ERW
La mayoría de motos usan tubos ERW de 30-40mm de diámetro y 2.5-3mm de espesor, teniendo en cuenta que los tubos de mayor espesor irán para construir el Center Post y el Backbone. Para vehículos de poco peso y motores de pequeña potencia, lo mejor es usar tubo del tipo ERW (más económico) de unos 25mm de diámetro y 3mm de espesor, mientras que para los motores modernos y la pipa de dirección la mejor elección es un tubo DOM de 30mm diámetro y 3mm espesor como mínimo. Con dos tubos de 6 metros debería haber suficiente material para el bastidor.
Para terminar, estas son algunas de las herramientas básicas que se necesitan para completar el trabajo con éxito.
Útiles y Herramientas:
Lo más básico que necesitarás es:
Una sierra circular para cortar los tubos.
Un metro, escuadras, un calibre, un plomo y todo lo necesario para tomar medidas y calcular dimensiones (no se os olvide un lápiz de carpintero o similar).
Notch (máquina para cortar y perfilar el extremo de los tubos y poder acoplar unos con otros).
Dobladora de tubos.
Máquina de soldar (TIG o MIG).
Bancada de precisión para alinear todos las piezas del chasis antes de soldar.
http://s3images.coroflot.com/user_files/individual_files/492359_gS3e9vk0WzEV78aTkkpzdxtwH.jpg
Te puede ayudar:
Cómo construir un chasis: www.custom-choppers-guide.com/how-to-build-a-chopper-frame (http://www.custom-choppers-guide.com/how-to-build-a-chopper-frame.html)
Proyecto de la UPCT: UPCT.Proyecto diseño y fabricacion chasis moto.pdf (http://repositorio.bib.upct.es:8080/jspui/bitstream/10317/3436/1/pfc5206.pdf)
Tony Foale - Web sobre diseño chasis: http://www.tonyfoale.com/
Cálculo corte perfil tubos: http://www.blocklayer.com/Pipe-Notching (http://www.blocklayer.com/Pipe-Notching.aspx)
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