автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Совершенствование резьбовых креплений одинарных дисковых колес грузовых автомобилей

Вяажкпрскяй палятохнзяескпй яистдтут

На правах рукописи

ПЕШ5ПЕНК0 ЛлакоеЯ Кваяовнч

УДК 621.В9.027:629.11*012

COBEFJEEGTEOBAKKE РЕЗШШХ KPZUJIEHIÍl ОДИНАРНЫХ ДИСКОВЫХ КОЛЕС ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

05.02.02 - "'ллстсезгсптг-Э и дзталп цашз

Автореферат

дпссорт^зшг па ссшсктаэ т^опоЭ стакана таядддата тозсгпосглх пата

Елодтзр 19Ô1

Работа выполнена в Челябинской государственном технической университете в Челябинском государственной агроиняенерног университете.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Биргер И.А.;

кандидат технических наук, доцент Носатов С.П.

Ведущая организация - Научно-исследовательский автомобили

и автоаоторный институт /НАЩ/

Защита состоится 09 1991 г. в чао на зас

дании специализированного совета Д.063.65.01 во Владимирском политехнической институте по адресу: 600026, г.Владимир, ул.Горького, 87.

С диссертацией исшво ознакомиться в библиотеке института

Отзывы ва автореферат в двух экземплярах, заверенные печ ты>, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученог секретаря специализированного совета.

Автореферат разослан " М " 1991 г.

/

Ученый секретарь специализированного совета, . щдвдат технических наук, доцент

онш шшшаш рлбош

. Bssskï содоргзлгюгл т-эзпггсглсоЛ катпгтт:-

л, вит0каз55Й из рада-i, псзгЕсясгшнх пор?я сяггаоегроктолса гл

«протанвогл 37s.no, i2vifî37C3î когспглпэ '¿огжтаокого урселл II

«ляостп kîsei л еЗорудог-гихг,

Б полней корэ это рос-Еботш ессджгетга, гг\х~г~

зкея отзакгоокзшлз уояахсз, опт) .слйгтг пр.гг-

осгь п вадагкосгь глей яопогрупца:.

ÂEPO"i>6."î5Mai лз^гзгея сзпог.гкгл

ззвбог;:::: сссдппснй. Язстогэткз отлг^гь, isa д^а яжгоЗздлГ:

1 ñ

гглрз с-зголпо цркхгояггггл ба-гоо 6'1£г~ ряьйехзк c:-'V,r:-c:'.. ггсястртЕшго езкгтебгхл бегсэ 40 % ргзвб.згсЖ еззд'лхггс": попог» здстзвтго вжзга па эксяд|гатзж:слЕуэ бомяевпоая», шет steri осо-зз ¡aseso э 3îô:î nespoeo npreiyrccrr.? йреалкпк íkxt:?» гл стуяетс зтоглобллл. ,

Ерглпэпво кодов япкедгеп гяеояогзгрртгзпгя posi-.ös^: OOSÍK-

JKEOK, Еослрзтшгах.тгп5 Ъзз са

? зонсяруктЕппйго п-^ерзго пз ínsrcc езг^ея? щ:о'

>сть колеса п аадагас» ora сж^зигзетз sa crjszzn агтссзАтл.

агготрезггая козс^зда грозжэтта, ерзпязпгэ- s

•хираро^шгев тэдеса. ка огупздо есгелзЗгпз ко сф^тгсзагет «Згапаа

■0G6CT3S OTECpDTTiÜ ДЗСТС!.

Надеяиоста устаповвз дпекс-ж шко et. огуз!Шэ я&тсеябзяя л

папрязвнпсоть олрздазлзяся пэ «wisso хгрспгозпз, ко

и провальным выбором усилия предварительной затяжки, учитывают! функциональные особенности соединения. В настоящее время отсутс вувт обоснованные рекомендации по расчету с выбору предваритель ного усилия затякка креплений дисковых колес с учетом внешних нагрузок, действующих на колесо.

Поэтому исследование конструктивных особенностей резьбовых краплений дисковых колес, создание новых схем креплений и разра ботка уточненных методик определения предварительного усилия за тяжке : дяются актуальными как с научной, так и с практической т чек зрения. '

Цель табота - совершенствование резьбового крепления одина ннх дисковых колес грузовых автомобилей, направленное на снижен напряженности диска.

HftYWP ястгега гебртр;

- разработана новая конструктивная схема крепления одинарк дисковых колес, имеющая унифицированный крепежный элемент;

- подучены уточненные расчетные зависимости для определена усилия и момента затяжки гаек крепления одинарных дисковых кол» с учетом внешних нагрузи, действующих на колесо;

- получена расчетная зависимость для определения приведен» го радиуса трения для новой схема гфесления с торообразной кана кой; ,

- теоретически определено влияние схемы крепления дисковых колос на напряженно-деформированное состояние /НДС/ диска в soi крепежных отверстие и распределение контактных давлений между Д) ком и гайкой крепления;

- предложена акспериывнтальная опенка НЖ! диска в зове кре] ных отверстий о помоцью даляризацнонно-оятического метода;

- получены регрессионные зависимости для определения напряжений в дисках колес 254Г-508 при затяжке гаек крепления.

Практическая ценность работа:

- разработана новая конструкция резьбового крепления диско-г колес 21 Г-508 автомобиля "Урал";

- решен вопрос унификации крененного элемента для даух раз- . сннх схем крепления;

- разработаны рекомендация по выбору усилия п момента затяа-гаек крепления колес с учетом внешних нагрузок, действующих Еа eco при движении автомобиля;

- разработана кетодяка сксперимвнтальной оценка вапрягенно-оршфованного состояния диска в зоне крепекнкх отверстий при ЯЕке крепеяного элемента. 1

Реализация тезультатоз работа. Предложенная конструкция креп- . ш дисковых колес 254Г-5С8 испытана в дорожкнх условиях на ав-эби. ¿х \ ¿ал-43223". По результатам дорожкнх испытаний изготов-1 спытно-щхгаишенная партия креплений колэс я проведены акс-*гациошше испытания на автомобилях п7рал-4320? ПЛТ-7 г. Мнас-На Уральском автомобильном завода внедряется в серийное про- • )Дство унифицированная гайка. 1феплешя дисковых колос с годо-зкономическим эффектом 89753,6 руб.

Апробация -работа. Основное шяозения диссертация дотиадыва-. на Всесоюзной научно-технической конференции "Конструктивно-логические метода повышения надеяностз п их стандартизация" а, 1988/, на П Республиканской научно-тсхническоЙ когйеронщш ашка и прочность-ьюбильных еш" /Кутаиси, 1990/; на егегод-научно-технических конференциях ЧПИ по секция "Детали кшлн в /1984-1990 гг./.

Публикации, По теме диссертации опубликовало 8 рябо?, из шх статьи в центральных и местных изданиях, азгорскоз сввдатапь-, 2 - Т8яисн докладов, I - отчет по научло-вссладовательскоЗ тэ.

Р^/стуга.д-С'длботп. Работа ссстсшг из введения, пяти разделов, сшж-:а ксиользсвашшх источников из 122 на-

ЕагаосашШ и цпщхсаапя. Сбшлй сбьои днссартащш 161 е., из них 103.с» основного :^ццгош;сного soisna? 51 рисунок я 23 таблицу.

ССНОВПОЗ С0ДЕРНДШ13 P.VEQltî

Во вгэдозпп дало с^ссяовагет аатуалыюсга теги псследованнЗ, нзлел53<и щттаяесзЕЯ полезнее«. н иовазка диссертацион-

ной pad" та, ссповш» полашаия, гапсснуно на Еацагу.

D взргса раздеяо дая Epa-ïïœf! сЗзор ссповпиж схеи резьбовых хфзшжшй одапаргпк дшс:;о^жс колее евгокобалей, входов исследования ах Ешф-здзияо-дс^рзтровшшого состояния, аиалга сугцествугадх котодов оцродзложш цродваргтзлыкя© усилия еагяпаа васоконагру-

ItOIi5№ рОЗЬбОШХ есодппаняй, щшведзяа новая схс:.л крепленая одинарных дасхогщс еолэс, сосзааямш даль и основные задачи исследо-вашхя. . •

Изугзила одальких вопросов кроЕлош'Л втоаобилышх колес на csyronto, вослодошня» их пащшшзс -дефорзйровапаого состояния посвящена райота В.И.Кнг оэа, И.В.Балабана, Г.В.Савельева, В.В.Зорина, Г. И. Белякова, Э.ИЛ^ахгёгвка, В„Гру<Зачика, Г.&ззера, Л.Ладер-са, Б.Ардздта s яр,

Разлптааз ас пзкгы рлс-юга разногах соеданаядЗ и, в частности, сврадоязш> црадаархюлиого усатая аатяшп навболее полно оо~ zzk. ю в работаг Н.Д.Бцргера, Г.Б.Исскшша, Н.И.Кяячдкна, А.Ч. fcycsca, М.А.Сазоршха, л.И.Ресэтова а др.

Анализ кйшеошш ЕоолздованЕЗ показал, что распространеннее в оягеестеазасч ов»егжбЕЖ0мроонва краал-знае сдияараах даско-шж rosos грузов® аэгсжЯплеЗ по сфэрячвокаа фйскам 1фопеяшх от-взратаИ дзет' с&идаз? раса cepjaasi». падостагков и «ребуст кон-

ярувкыкого совзрпоастеосагшс, пащязвлзяпзгэ из юкзетиго цроч-гсстз диска.. Цравпгчоспз отсугегвувг спелся®! о мвшпл схсш фзпгэния па Еащ^егшо-деформзроЕанпоо ссегоянпа дпспоз irasco грн non?as0 es к стугсще ыэтоисбзяя. Нэ рег:~згц да:» з сэрэси фзблпстшга, садача о кснтахдагсгл взажодэйетзяз дкека полоса ! кропезпккп элз^знтатш. Отсугстзуэ? ггэгодааа расчета прздвзри:-гсльиого усилия гатязга гас г. крепления с учетом едозяяг Еагрузсг,, «зЯствуших sa шсоео. ■

Разработанная гсозая exoara нрэвлопяя с горообразной калевкой 'рис. 1/ и унпфзцирсваннли крепаплгл олотптсм трзбует георетггсзо-

ГОГО Н ЗКСГОрЖЭПТ&ШЮГО ОбОСЯОГЗКЗ!.

Решении этих всщюсоз посваззяа пестаягзя работа.

Во второй раздела проведен анализ внешних нагрузок, дейстзу-пдах на колесо при двпявянп автомобиля, опрзделеп папболпэ нагруженный реши для расчэта предварительного усилия затязкп резьбо-юго креплоньл колеса, получены уточяешгго расчатпнэ зависимости дох опрэделонкя усилия а котанта затяакп гаэк кроплэпия.

атс^знтн крзшгзнзя воспрязшзэт зео действущзо на колесо

иешнпо нагрузки. В обвгем случао движения ззапкодайствЕО колес

повэрхпостыо дороги характеризуется езетьп ешкяниа факторами.

i ••

Анализ нагрузочных рзпшоз показал, что напбатоэ существе mi сточниксм дпнагячосках нагрузок ка колесо автог-юбцяя являэтея кз-овиость дороаноЗ повзрхнсстн. В это'л случае возликаот ьоксагал^-ая нормальная реалшя/^дэйстауггдя в плоскости стака диска коло-а со ступицей. Наряду с эти цря расчета црвдиаратзльного ус~т-ия затяаш! крепления дпекогше колее слэдует учитывать дей-твупщш на соэдннениа в плоскости стыка продольнуо реакцию Rs пзраощдаулярно стнку бокозуэ рэанцяэ Ry .

Основшш услсвнза надезного функционирования рзэьбового крап-эквя является плотность стиха диска колеса со ступицей. Исходя из

этого условия определялось предварительное усшше аатякки, цри этом в расчете уч. ывались максимальные. значения внесших нагрузок, представленных в виде

Аг-ЬРсг , Яу'КуРст , П/

где Рст - статическая нагрузка на колесо;

Л* и Ку — коэффициенты динамичности нормальной в боковое сил

Максимальное значение продольной реакции.определяется сцепными свойствами шина, поэтому

*Х ' /¿СЦ Яг , где - коэффициент сцепления шины с дорогой.

Все нагрузки, действующие на соединение, приведены к центру тяжести стыка. При принятом допущении об абсолютной жесткости соединяемых деталей с центром тяжести стыка совпадает центр поворота.

С учетом принятых допущений определены действугщие на оди-нг'шое резьбовое соединение в плоскости стыка сала Р/ядх и перпендикулярно плоскости стыка сила Яр : ,

к Р

Р/ЖХ * "V2 /¿сц (*сц Кц А ; /2/

• р„- .

' 7ГЩ (куХсц * -4Кг*е), /з/

коэффициент, о^теделяптай соотношение диаметров колеса и расположения крепежных элементов; количество ж*епежннх элементов; коэффициент, учитывавший сц оные свойства шины с дог "той;

коэффициент, оцределяпвй соотношение вылета кс леса и диаметра расположения крепежных влеменк

где

ч _-

Исходя из условия гиотноста стыка чолуче- г зависимость для проявления предварительного усилия затяжки

0.0 3 Ъ ^ (ксц * и)* (КуКсц +2,*уКс1. -4«гКе)]- /V

Оценка безра: мерных ко9ф$ациентов; входящих в э^псимость 4/, для различных конструкций зфвпвоний дисковых колес, позво-зла установить, что основными силовыми факторами, определяющими зли чину предварительного усилия затяжки, являются нормальная продольная реакции, действующие на колесо со стороны доро^

1.

С учетом этого для практических расчетов получена зависнуть для определения величины шыеята ¿атяхкн шек крепления дис-тнх колес:

Мш-**^(кщ* '¿¿тЙту /5/

Для новой схеш кропления о торообразной канавкой /рис. 1/ оп-делена величина приведенного радиуса трения йг , входящая зависимость /5/, па условия

/?та Мт/МтЦц, тав Цо - соз<Сс-е) ¿Яь/г) ¿г;

В предположении равномерного распределения контактных напрягай та тещу гсЗкн получена завасяшсть

рл(еСо-о,5 sirlZcL0) "Та.-;-\e\sUoLo-и>/6/

) в с10- геометрические параметры, огсиенвашгие конструкции крапления с торообразной канавкой. С учета« подученных зависимостей разработаны практический ре-

кошндацнн по выбору ыошята гатязкц газк кропления колес для различных автомобилей п проведена сценка рассматриваемых схем крепления. Установлено, что для создакгя одного н того жа предварительного усилик затяааш, капршлер, прн.краплешш колес 254Г-508 автомобиля "Урал", в схеглз щ^пейнея о торосбрагкоЯ канадкой требуется коыэн" затяака почги в 1,5 раза швьиий, чек в серийной схема крепланпя со сферическими фасхзш! /рис. . Это позволит облегчить не только условия сбсяугнвання кропления колес в эксплуатации, но п конвейерную сборку.

I

Схеш крепления с то- Значения паракзтров Мт п Ли-

рообразной канавкой дня различных схем крепления,

0.0 = 100 кН

3 2 1

1 - элемент крепл? ния; ? - диск колеса; 3 - ступица

1 - со сферической фаской; П - с конической фаской; Ш - с пяоскш торцом; 1У -с торообразноЁ канавкой

Схета крепления:

Рас. 1

Рес. 2

и

1,зтай раздал всезгазт згсапгрикэнтальнш' сссгедозаяиш па моделях пешшя схст нропяошм ш пацрялслно-двфорщрозапное состояния /НДС/ дгспоз колеса врп зазяетз резьбового ссздпнения.

Ез суцестзуззах зкслорзкэлтадьЕпх ггэтэдез псслздованяЗ по-лярязациснЕО-оптэтзеялЗ гатод /ЕС.'/ аэпболзо езропэктивзн для анализа ЩЗЗ рэз&Зсвнх соединенна, гли осэгозяет рэзатв задачу как в шгосзоЗ, так а з сбкетоЭ постановка. Разработанная пэтода-ка Есслздованпз вкятала з сэбл насколько последовательно еыпол-ме!2«с этапоз: внбор п обоснованна дсслэдус:»!! шдэлл, пзготовле-

ано из сп'.^чоскп шепшного каторгааа иадеяой догаяоЯ соединения, •

1

зберка, патрузепЕО з "гакоразшзлппэ8' пзслодус1212 узлов, внрэзка гешлот, игтаргяпо величин опгачэскк тарагэ'г э расчвтннх сз-гепиях. Дня раздэлонея глягпнх ншфЯКОЕЗ ^пользовались гра'роа-гаднтпчеекпэ кэтода.

В качество ебьвзтдй пссяодсгглзя ЕУбрагш сераЗпая схога *фэп-:онпя со сфорлчосстя фаепка п новая схага - с торсобразися казакам.

Исследования с гогзйцю ПСУ тазгэлалз определить качэстЕэнзнй арактер распрздолоппя иаврнзэша з модагя тока при затягкз резь-овых ашзгпгоз.

» ■*

Эгошвртягге&яш) устяновлакр: . - дал оценки вдешпш ехгаш крзвгзаия на НЛС дпогга в зоне' пре-эгных оякфотий дссгато~ю рзес!аярзЕвэ гфзшэппя как овнночно-1 резьбового соодпшная;

- ЕЕЕбашгах гяачеяпЗ ¡е^^а'рассйатрпЕасгзнй схем напряжения ;эгпк.тз9" в!шш кр*гадсш»я со сфэрнчеот.са ф>скоЗ на позэриюста гскя;

- перэход со сзвкн ярапхшя со' сфэрячсской фаской на схему явления с горообразной кшгавкей зиачзтзльно сакзазт напряженное стояние всеЗ иодаяа щи гахзшео резьбового соединения, что со-

ответствует в рэалыюй конструкции спшшнив напрягшшШ в диске от затягзш крепеяа;

- схема крепления влияет па ""ш>ко на величину, но и на характер распределения напряжений; так,в схема крапления с горообразной канавкой процесс еатуганая каярязеняй от затягкв гаек в направлении дзрлфарайной части диска пронехода* более интенсивно, чем в схеме крещеная со сферической фасксЗ.

В результате екхперпмеяташшх исследований получены такка исходные данные для построения расчетной модели крепления дисковых колес и для проведения натурных испытаний.

В четвертом раздела приведены теоретические исследования НЕС дисков колес при ватяаке резьбового соединения для различных схем крепления. Для этого использовался численный катод решения осеси-ь&атричных задач, базирувдийся ш основных положениях метода конечных элементов. Метод реализован в программной расчетном комплексе, paspaf гггннш под руководством Иоснлевнча Г.Б., Биргера В.

Используемый алгоритм ршпепиЕ включал следующие основные зга пы: . " '

- построение дискретной вдэлп;

- задание предполагаешх зон контакта;

- определенно коэффициентов влияния, т.е. нахождение перемещений точек гон контакта от единичной к?грузки, приложенной в точ ках энтакта и точках действия внешних сил:

- определение контактных усилий из условия совместности пере мещений и условий равновесия;

• итерационный процесс уточнения фактической зоны контакта, . учитывающий условие взаимного непроягхновения тел;

- определе"че НОС авдого из контактирующих тел.

Для исследования были выбраны схемы крепления, имещие раз-

личнаа форм коптакгной пссэрхЕсстз ¿етду яреполши але&зптеа а диском колеса. Зто схеья со сфзрзчэской п еснячосеоЗ фасками, о паосяоЯ опорной псзорхносткэ /твхт яИС0"/ а с торооб-лзкой 'ка-павкоЗ, причем езшка крэпленяя типа "КСО" ¿.¿осматривалась в двух вариантах: с дольной гайкой кропления я гайкой, п^эпцей эаваль-доваЕнуо спорную пайбу, что соотвзтствошло роавшга задач о контактном взашлодоЗствст двух п трех тол.

Репошхэ контактной'гадачэ сводилось к Еахоздегат июнества пар индексов точек фактического контакта и ззлзчпн контактных сил ^ (р,^) £ Я из следущзх ссогпозений:

- у тсвиа совместности пврФггвЕ^эг^Я

I

- условна равновесия

- усло_лл отталкпвазпя коптоятярузгдг тел

, (р.<)>) £,;

- условия отсутствия взаимодействия в вакоятактируздих точках

условия вганмн о непрозгяновения тал

где ()£ - голпчзпа зазора между сопряженными точкака контактирующих тая;

- сукна 'ВШ25К25Х и контактных сил, двйствугаах на тело ^

в вроэнцни .на ось т

р - количестве контактных поверхностей;.

^ - количество точек контакта;

% - иколсстзо пар индексов точек возможного контакта.

Расчетная модель диска била, выбрана с учетом результатов, полученных при исследовании ПОМ, и рассматривалась в виде плоского кольца с крепежным отверстием. Нижняя часть диска закрешшлась яо оси 2 , /рис. 1/, что соответствовало расчетной.схеш - диск на абсолютно жестком основании /ступице/. Внешняя нагрузка прикладывалась по внутренней поверхности гайки крепления с учетом профиля резьбы. Расчот распределения сил по виткам резьбы вполнядся на ' основе стержневой модели резьбового соединения.

Проведанные теоретически исследования позволили определить величину и характер распределения контактных давлений ызвду элементом хфвпленпя и дасаоы колеса для различных схск крапления /рис. 3/, где. - общая длина образующей контакта, а -

величина контактных давлений- для схемы крепления типа "КСО" з предположении равношрноети их распределения. Откачено, что для всех схем характерно неравномерное распределение контактных давлений по поверхности контакта, особенно для схема крепления со сферической фаской. В схеиа с -горообразной канавкой какстгальннэ контактные давлэшй сннженн более чей в 3 раза' по сравнешш со схемой со сферический фаоксй, что позволило сущэственнб снизить в целом НДС диска колеса в гене врепегного отверстия.

В схеме «решения о плоской опорной поверхностью на наружной, поверхности контакта напргжаикя практически равны нуля. Это позволяет в существующей конструкции |феплэния уменьшть наружный диаметр гайки /шайбы/ на 4...6 гец, что приведет к снижешв массы гайки на 4...7 %.

Полученные зависимости распределения контактных давления по торцу гайки дают возможность провести уточненные расчеты величины приведенного радиуса трения йг при определении момента затяжки гаек крепления дисковых колес для рассматриваемых схем крепления.

3 результата теоротичссках исследований бндо выявлено влия-низ схеьз крепления на величину и характер распределения нормальные напряжений в диске при затяпгэ крепога. Полученные данные ка-чественио хоропо согласуются с рэзультаташ ПОМ.

Прсзэдсшшо теоретические исследована/! позволили не только обосновать прэаеущветво схеш кропления с горообразной канавкой по сравкенЕЭ с ссрийпой схемой со сс^орпчсской фаской, но и оценить влияние схемы крапления па НДС диска з зоне крепеаныз отверстий при затякез крзпззга, что дает возмолнозть в дальнейшем провести уточненнкз расчета по определению НЛО везго колеса при действа внешних нагрузок.

В пятом разделе-приведены штодшка и результату стендовых и дэроаши испытаний схеш хфзплзиия с торообраэпой канавкой, а таж-нз оценивается технзко-экошетчзская эффективность внедрения результатов псследования.

Б соответствии с поставленной цэлыэ и задачаш работы оегго-ву стендовых испытаний составляла сравнительные тензомэтрпчзскив испытания ао определению НЕС диска та натурных образцах при затяи-ке гаек крепления для схема с горообразной канавкой и серийной схемы со сфэркчзскоЗ фаской.

Доро^йнэ псытання проводились на автомобилях семейства Трал" по утвзрэдвннкм ЧШ и ПО "УралАЗ" программам И 68-25обс п. 3 69-665обс и включали испытания по дорогам общего пользования в объемз 30000 кн.

Для проведения стендовых н дороаных испытаний была разрабо- -•тат н изготовлена конструкция крепления с торообразными канавками применительно к дисковым колесам 254Г-508 автомобиля "Урал".

В предлагаемой конструкции гайка крепления с наружной части дополнительно каэвт офарнчэеку» фаску, что позволяет получить

унифицированную резьбовую деталь, т.е. осуществлять этой гайкой также крепление колес по сферический фаскам крепежных отверстий диска. С учетом разработанных рекомендаций по величине затяжки гаек крепления одинарных дисковых колр<% а также принимая во внешние требования ОСТ 37.001.195-83, у унифицированной гайки размер под ключ уменьшен с 38 им до 30 ми. Для оценки ее работоспособности проведены испытания на стойкость граней и -робной нагрузкой.

Тенэометрические испытания проводились на модернизированном универсальном стенде для испытания автомобильных колес конструкции ЦКТБ колесного производства.

Измерение регистрируемых параметров осуществлялось с помощью цифрового тензометрического моста ЦТМ-5. Место и направление наклейки тензорезисторов на диске определялись в соответствии с результатами, полученными поляриаационно-оптическим методом. Наклейка малобазных тензорезисторов о малым шагомдавала возмоаность получить фактически значения точечных напряжений и с помощью регрессионного анализа построить эшрГ напряжений.

Статистическая обработка результатов експериментов осуществлялась по стандартной методике яа ЭВМ ЕС-1060.

По результатам тензоматрических исштаний были получены регрессионные зависимости ¿ля определения напряжений в диске колеса 254Г-508 при затяжке крепежа для рассматриваемых охем крепления и произведена оценка достоверности аналитических решений. Несовпадение расчетных и экспериментальных данных при определении напряжений составило не более 20 % /рве. А/.

Проведены дорожные испытания новой схемы крепления о горообразной канавкой и унифицированных гаек крепления в объеме от 20 тыс. км до 60 тыс.км на 17 автомобилях семейства "Урал". По результатам дорожных испытаний изготовлена опнтно-црошшленная пар-

. Г7

Распределение контактных давлений в диске для различных схем крепления

со сферической фаской о торообразной канавкой — с плоской опорной поверхностью с плоской опорной повевхностью (о учетом шайбы) —

с конической фаской

/

0.2 - 0,4

ал ^ 1,0

Рис. 3

Окружные напряжения в диске затякки МПо

6

100

ч -СО с< ^ фас» ерипеск й >&

1г в торс образно 1 кававк >А

20 30 40 Я)

■ экспериментальная кривая

-- расчетная кривая

Рас. 4

тия креплений и црозодоин экспяуатвциошшэ исштаниг на двух автомобилях кУрзл-4320я ПАТ-7 г.Шасса.

Прздаагаегоя конструкция унифицированной гайки креалэшк внедрязтся в серийное производство ка Уральском автомобильное га-зодэ. Годовой зкояс^Ечзскиа аффект от шедрзнш составит 89763,6 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫЗОЛЫ ПО РАБОТЕ

1. Проведена оценка внешних нагрузок, действующих. ка колесо, что позволило определить наиболее нагругеннцй роим н основные силовые фактора для расчета предварительного усилия эатшш резьбового крепления колеса на ступица автошбнля.

2. Получены уточнашше расчетные зависимости для определения предварительного усилия и момента затяаки газ к крепления дисковых колес с учетом внешних нагрузок,"действующих на согдиааниэ.

3. Разработана новая схема с торообразной канавкой для щ>еп-•ления одинарных дисковых колес, позволявшая снизить напряженность диска и унифицировать'1ф8пеЕннй анеыент для двух различных схем крэпления. '

4. Получена- зависимость для расчета приведенного радиуса тро-ния для схеш крепления с торообразной канавкой. Это дает возмог-, ность определять величину иоызнта еатядпш гаек крепления колес .устанавливаемых на ступице автомобиля по данной схеме.

5. ЭксперикЕЕтаяьнэ на моделях определено распределение напряжений в диске при затягке гаев и разработана методика оценки влияния схеш вдвшхенкя на НШ диска в эоне щ>епежннх отверстий. Анализ НДС диска ьзгодом фогоупругости позволяет существенно сократить объем натурных испытаний и упростить расчетную модель.

6. Предлонека расчетная оценка НДС диска колеса в гоне кре-

пэгшх отверстий по сс осгогазтрочной exerça с Еспользсвзнкем коноч-зо-элекектясго подхода, позволяйте a стзлли проектирования оделить xmrnmz схекя креплзязя из яапрягешхо-дс^рашрозан-нсо состояние диска.

Достоверность теоретических. результатов по; тв&рпщепа даянп-isi эхзолрж:гнт&льпшс исследований на ватуриах образцах; расхождение не правксаог 20 %,

7, Получено распределе ле зсатаатааз дзлдзппй raaay дасглм 2 гаЗ:?ой зфошгеяая для разлтпшх ezew зрзвзшля vsfíssasxs. яозсс. Зго позволит прсвзстл угочкепя/е pac°,esa ко одрздолзнпэ проведс-лпого радиуса трепля да расеаюярэяккс $oj5J тоща гэЗет зрвлшш.

Ц, Tc-opoTiHooitire я экспэрпкеатааыш зсследовааул подтвердили гахипческяе преимущества еяещ крогкеппя с торссбразпоЯ жаяаз-яой по сравнения с серяйяоЯ схошй »реашвк со с£эрткгеаой flcc-г.ой. На основании получек ах розу® .'atoa р.5тйзйста..а исакгруяг^я хрокяе:ая с горообразной канавной дда юаго 2$<?1%503 ватсвяйгаз "УрсЕл" я проведаны ер дорокяке п пмгжгн?л.-

0. Разработанная конструкция креягенвя па двух автомобилях "Урзл-^ЗЗО" ПАТ-7 г. йа&сса. Ел Ура&вшз езгеаобхяь-пом заводе внедряется в серийное проиэЕОдатзо тзш&ппрсааагаа гай~ га нрзшютая с годовим еконоьзчесЕна с®эктсм 8S7S3,6 pyä.» грг

« гем ч:шкоол кзталяа ссставпт 445 т.

Ео T3!¿3 диссертация олубляиоваиз сладуглзо работа: .

1. Савельев Г.В., Устиновекнй е. П., Лэлшюяяо Л,И. Анализ

КОНСТРУКТИВНЫХ ОССбеЮЮСТРЧ КрсПЛОНПЯ Д2СК0ВНХ ХОЛЗО //ПОЕг'ЧЗП5Е2Э

долговечности тязелоилгругенных двмлей tsmm: Теи.сб.яауч.тр. /Под ред. М.Г.Лопатхнпа. - Челябинск: ЧПИ, 1S85. - 0.16-23.

2. Савельев Г.В., Шдашэни. А.И., Устанозсяап E.G. Исохог -ваЁзэ стабильности затяахп узла крепленая автсйубальяых колес

//Повышение надежности тяЕелопагруженЕых де-члей машин: .Тем,сб. науч.тр. /Под ред. М.Г.Лопаткина. - Челябинск: ЧПИ, 1986.

3. А.с, & 1281446 ССОг- ЮТ3'В60В 3/14. Узел крепления дискового колеса к ступице /Г.Е.Савельев, Е.П.Устияовский, А.ИЛк -липе*~*л, В.К.Вазингер, А.А.Романченкг Е.С.Рогланов. - Опубл. 07.01.87. - Б.И. № 1. -

4. Савельев Г.В., Пелипопко А.И. Оценка надеаноста различных конструктивных схем креплений автомобильных колбе //Конструктивно-технологические ко годы повышения надежности и их стандартизация: Тез..докл. Бсесоюз. науч.-гехн, конф. 24-2Ь лая 1988 /Отв. ред. И.А.Ког юв. - Тула, 198е. - Часть 2. - С.37-83.

5. Исследование конструкций колес для пневматич^-ких шин

с целью повышения надежности, долговечности и технического уровня, снижения металлоемкости автомобилей к прицепов:'Часть 2: Отчет о ШР /Челяб. полит, ин-т; Рук. Г.В.Савельеэ, отв." исп. А.К.Пелипанко / ГР & 01830035690, инв. № 028900- "442. - Челябинск, 19В8. - 103 с.

6. Пелипенко А.И. Определейхе приведенного радиуса трекпя для различных схем крепления дисковых колес. - Челябинск, 1990. - 6 с. - Рукопись деп. в ЦНИИТЭИ автором. - 1995 ал.

7. Пелнленко А.И. Исследование влияния схемы :срел-иешя на прочность автомобильных колес //Динамика и прочность мобильных мшаян: Тез. докл. Е Республиканской науч.-техн.конф. 18-19 окт. 1990. - Кутаиси, 1990. - о.35.

8. Савельев Г.В., Пелипенко /.И. Совершенен оьа- де кояструк-тнвлой схемы 1фешгения колес //Автомобильная пр' численность. -