Тема:Определение конфигурации поддутой покрышки
Практическая работа 3
Тема: Расчет геометрических параметров шины по вулканизационной форме
Цель работы: научиться проводить расчеты геометрических параметров шины.
Пневматическая шина является довольно сложной конструкцией, чаще всего включающей в себя покрышку, камеру и ободную ленту. Наиболее сложна по конструкции покрышка, являющаяся самой важной частью шины. В покрышке выделяют несколько основных конструктивных элементов: протектор, каркас, брекер, борт и боковина. В зависимости от угла расположения нитей в каркасе выделяют радиальные и диагональные (угол – 20-60º) покрышки .
Каркас является основной силовой частью покрышки, воспринимающей нагрузку от внутреннего давления воздуха в камере, нагрузку от радиальной, боковых, тяговых и тормозных сил. Каркас состоит из нескольких слоев обрезиненного корда, которые закреплены на проволочных бортовых кольцах. Число слоев в радиальных шинах примерно в 1,5 раза меньше, чем в диагональных, так как в этом случае каркас делит нагрузку с брекером. В вулканизованной диагональной шине угол между нитью и меридианом растет при увеличении расстояния от оси вращения. В радиальных шинах угол расположения нитей не зависит от расположения точки на профиле.
Брекер служит для предотвращения чрезмерных ударных нагрузок на каркас и состоит обычно из 2-4 слоев разреженного корда. Угол наклона нитей в брекере близок к углу наклона нитей в каркасе по экватору. В шинах радиальной конструкции брекер так же как и каркас является силовым элементом и воспринимает часть нагрузки, в основном ее тангенциальную составляющую. Выполняется из нескольких слоев корда (часто используют металлокорд), нити которого расположены в близком к окружному направлении, угол наклона составляет 70-80º.
|
|
|
Протектор покрышки обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас и брекер от порезов и проколов. Протектор представляет собой массивный слой резины, расположенный в беговой части шины. Рисунок протектора образуется канавками и выступами этого слоя. Резины беговой дорожки и подканавочного слоя протектора работают в разных режимах (что особенно ярко выражено в крупногабаритных шинах), поэтому их часто выполняют из разных резин.
На боковой стенке покрышки протектор переходит в боковину, которая служит для предохранения каркаса шины от внешних воздействий в боковой зоне.
Борт покрышки служит для прочной посадки ее на обод колеса. Он представляет собой сложную конструкцию, включающую обычно бортовое
кольцо, выполненное из стальной проволоки, наполнительный шнур из жесткой резины, крыльевую и бортовую ленты из прорезиненной ткани .
|
|
|
Исходными данными являются:
1) профиль шины;
2) угол наклона нитей по короне βЕ=59º;
3) суммарная плотность нитей Σi=25 нить/см;
4) рабочее давление в шине рраб=1,5 атм.;
5) разрушающее давление рраз=11 атм.
Техническая характеристика шины приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Техническая характеристика шины
| Наименование показателя | Значение |
| Тип шины | Радиальная |
| Обозначение обода | 135/80R12 |
| Тип корда в каркасе | Текстильный |
| Количество слоев корда в каркасе | 2 |
| Тип корда в брекере | Текстильный |
| Индекс несущей способности | 68 |
| Максимально допустимая нагрузка на шину, кг | 315 |
| Давление воздуха в шине, соответствующее максимально допустимой нагрузке, атм. | 11 |
| Максимально допустимая скорость, км/ч | 180 |
| Индекс скорости | S |
| Наружный диаметр, мм | 521 |
| Тип рисунка протектора | дорожный |
| Масса, кг | 6,6 |
Характеристика профиля шины приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристика профиля шины
| Наименование показателя | Значение |
| Наружный диаметр шины D, мм | 521 |
| Посадочный диаметр шины d, мм | 304 |
| Ширина профиля шины B, мм | 140 |
| Высота профиля шины Н, мм | 112 |
| Ширина беговой дорожки протектора b, мм | 3 |
| Отношение: | |
| H/B | 0,8 |
| Толщина боковины, мм | 3 |
Дорожный рисунок протектора предназначен для езды по сухим асфальтированным дорогам. Рисунок протектора у таких шин имеет очень неглубокие канавки, малое количество вырезов, большую площадь сцепления с дорогой.
|
|
|
Расчет производится для основных силовых элементов шины: в диагональных шинах - это каркас, в радиальных- каркас и брекер. Также определяют усилия, возникающие в борте шины. Величина усилия в нитях определяется в первую очередь углом между нитью и меридианом. Положение нити в кордном слое характеризуется углом, составляемым нитью с меридианом поверхности в каждой точке .
Рисунок 1 – Положение нити корда в покрышке
1.1 Расчет геометрических параметров шины по вулканизационной форме
При проектировании шины определяют следующие геометрические характеристики: угол нити в кордных слоях, толщину кордных слоев в покрышке h; плотность нити в кордных слоях i; длину нити в кордном слое от экватора до точки обода L .
|
|
|
Расчет угла в произвольной точке на профиле шины осуществляется по формуле :
где ri - расстояние (радиус) от оси вращения шины до рассматриваемой точки на внутреннем профиле покрышки, мм;
βi - соответствующий этому радиусу угол между нитью и меридианом;
α - угол закроя корда;
rб - радиус первого кордного браслета (радиус сборочного барабана), мм.
Профиль шины по вулканизированной форме:
R = dнар / 2 ,мм
R’ = dвнутр / 2 ,мм
Выбираем точку обода. В качестве этой точки предварительно принимаем точку А, находящуюся на расстоянии 112 мм от оси вращения (рисунок 2).
Рисунок 2 –Профиль покрышки
Таблица 1.3 – Значение Кi для различных точек профиля
| Точка | r, мм |
| R | 261 |
| r1 | 258 |
| r2 | 227 |
| r3 | 167 |
| rА | 111 |
Синус угла нитей корда в этой точке βА определяется по формуле для точки обода:
,
где rА – расстояние от оси вращения до точки обода, мм;
βЕ – угол наклона нитей по короне;
R' – расстояние от оси вращения до первого кордного браслета, мм.
rА=111 мм – по рисунку профиля шины; βЕ=59º - по условию; R'– по рисунку профиля шины.
В качестве расчетного угла принимаем αоб=39º.
Находим расстояние точки обода от оси вращения:
, мм
Наносим точку обода на чертеж профиля шины, точка С. Измеряем расстояние точки обода от оси симметрии профиля h=48 мм.
Длина нити в кордном слое покрышки от экватора до точки обода в практических расчетах определяется по приближенной формуле Симпсона:
,мм
где S- периметр полупрофиля покрышки по внутреннему контуру;
Ki=1/cosβi – величина, обратная косинусу угла нити в i-й точке на профиле покрышки.
Для определения S устанавливаем измеритель на раствор 10 мм и измеряем длину контура от экватора до точки обода.Получаем S=rоб мм. Наносим на чертеж точки, соответствующие делению дуги на 4 равные части (ΔS=27,8 мм). Измеряем расстояние каждой из точек деления от оси вращения и определяем для каждой точки величину 1/cosβi. При вычислении величины 1/cosβi удобно пользоваться номограммой.
Примем Rо=200 мм. По номограмме определяем значения Кi. Значения Кi приведены в таблице .
Таблица 1.4 – Значение Кi для различных точек профиля
| Точка | r, мм | δ=r/200 | Ki=1/cosβi |
| К | 261 | 1,34 | 1,56 |
| 1 | 258 | 1,29 | 1,48 |
| 2 | 227 | 1,135 | 1,28 |
| 3 | 167 | 0,83 | 1,045 |
| б | 111,35 | 0,56 | 1,3 |
Практическая работа 4
Тема:Определение конфигурации поддутой покрышки
Цель работы: научиться проводить расчеты равновесной конфигурации покрышки.
При нагружении шины внутренним давлением в начальный период происходит существенная ее деформация. Это обусловлено тем, что на этом этапе происходит изменение углов между нитями корда за счет деформирования резины между нитями. Смещение нитей протекает до тех пор, пока их направление не совпадет с направлением вектора действующей силы. После этого нагрузка от внутреннего давления воспринимается только нитями корда, а деформации, претерпеваемые шиной, становятся незначительными. Данное состояние, при котором прекращается изменение углов между нитями, называется состоянием равновесия, а конфигурация внутреннего профиля покрышки, соответствующая равновесному состоянию, - равновесной конфигурацией. Расчет покрышки на прочность производится именно по равновесному состоянию .
1.Вычисляем отношения:
где, L=144 мм -длина нити составит
rоб=111,35 мм-расстояние точки обода от оси вращения:
h=48 мм, расстояние точки обода от оси симметрии профиля
2.Наносим соответствующую точку на номограмму равновесной конфигурации для αоб=39º. Интерполяцией по номограмме находим для этой точки значение угла корда по экватору в надутой покрышке, а также значения b/rоб и λоб.
βКН=63º; b/rоб=0,43; λоб=0,62.
Изменение радиуса по экватору определяют по формуле:
,
где RНи βКН - соответственно, радиус и угол по короне в надутой покрышке;
RВи βКВ - то же самое для вулканизованной покрышки.
RВ=261 мм; βКВ=59º;
3.Находим радиус по экватору по внутреннему контуру R:
Вопросы к отчету
1.Что такое автомобильные шины? Отличие массивных от пневматических шин?
2.Устрйство шин и их конструкция?
3.Классификация шин?
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!