Модернизация стенда для испытаний шин (конструкторская часть дипломного проекта)

ОГЛАВЛЕНИЕ


3. Конструкторская часть 47
3.1 Состояние вопроса 47
3.2. Обзор существующих устройств для испытаний шин автомобилей 48
3.2.1. Стенд ОПШ-30 48
3.3 Описание проектируемой конструкции 51
3.4 Расчет конструкции 54





3.3 Описание проектируемой конструкции

Для оценки упругих и демпфирующих свойств шин в лабораторных условиях был разработан и изготовлен шинный стенд (рис. 3.4), отличительной особенностью которого является возможность проведения оценки упругих и демпфирующих свойств при сложном нагружении. Учитывая сложность создания универсального оборудования подобного назначения, связанную с воспроизведением в одной конструкции сильно отличающихся нагрузочных и колебательных параметров, отвечающих условиям работы колес и шин на автомобилях разных типов с помощью разрабатываемого стенда, предусматривались исследования и испытания колес только легковых автомобилей и грузовиков малого класса. При этом предполагалась возможность в эксперименте с колесами легковых автомобилей получить более наглядные, чем с колесами грузовых автомобилей, результаты, как следствие большей нормальной и тангенциальной эластичности шин легковых автомобилей. В назначение шинного стенда включается: обеспечение одновременного нагружения нормальной силой как соответствующей нормальной нагрузке, так и крутящего момента, эквивалентного автомобилям различных моделей; испытание шин в режиме свободных колебаний на не вращающемся колесе с целью оценки экспериментальных кривых затухающих колебаний с использованием уточненной методики обработки опытных осциллограмм, а также испытания в режиме статического ступенчатого нагружения колеса нормальной силой с целью оценки экспериментальных характеристик жесткости.

Рисунок 3.4 – Схема проектируемого устройства: 1 – рама; 2 – подъемник;
3 – винт; 4 – опорные площадки; 5 – динамометр; 6 –платформа; 7 – устройство блокировки; 8 – тензодатчик; 9 –шина; 10 – ось.
Одновременно дополнительное оборудование экспериментального стенда предназначается для непрерывных в эксперименте наблюдений и записи переменных параметров динамических процессов колебаний и статической нагрузки испытываемого колеса.
Шинный стенд состоит из рамы нагружения выполненной в виде прямоугольника изготовленного из швеллера 14П. К раме нагружения крепится испытуемое колесо. Рама закреплена на двух подъемниках, в которых по вертикальным направляющим перемещаются опорные лапы с горизонтальными площадками. Каждая площадка перемещается
при помощи силовой пары винт – гайка при вращении головки винта за рукоятку. На одной из горизонтальных площадок устанавливаются шариковые двухрядные подшипники, служащие опорами оси колебания при динамическом испытании шины. С помощью оси вращения подшипников и вспомогательной оси на подъемнике крепится рама нагружения, к которой при помощи специально изготовленной оси со ступицей и тензодатчиками крепится испытуемое колесо. На одном конце рамы на грузовую площадку устанавливаются грузовые пластины (для динамических испытаний).
На плите под испытуемой шиной для измерения вертикальной нагрузки на шину устанавливается динамометрическая платформа с образцовым динамометром сжатия. Согласно схеме, вес рамы и смонтированным колесом (при статических испытаниях) полностью воспринимается опорными площадками подъемников, а вертикальная нагрузка на шину создается только перемещением опорных лап подъемников вместе с рамой и колесом.
Оценка упругих свойств шин проводится в статическом режиме при ступенчатом нагружении вертикальной нагрузкой при помощи силовой пары винт – гайка, измеряется ее величина образцовым динамометром сжатия. Варьируемым параметром является внутреннее давление воздуха в шине.
Для каждого фиксированного значения вертикальной нагрузки штангенрейсмусом измеряется величина вертикальной деформации шины. По достижении максимальной величины вертикального нагружения проводится разгружение в обратной последовательности с обязательной регистрацией деформации шины.
Для обеспечения сложного нагружения и оценки упругих свойств шины при таком нагружении шина предварительно нагружается вертикальной нагрузкой. После этого шина закручивается крутящим моментом. При таком режиме экспериментальных исследований вертикальная нагрузка фиксируется тензодатчиком, установленным на оси колеса, и регистрируется самопишущим прибором.