Что такое сдвиг колеса на оси

Обновлено: 30.06.2024

Проблема балансировки колес возникла с появлением первых автомобилей. При низких скоростях и плохих дорогах она практически оставалась незаметной. Ситуация со временем изменилась кардинально. Поэтому ее актуальность резко возросла.

Зачастую водители наблюдают признаки разбалансировки колес. Как следствие, происходит биение руля. Биение диска колеса вызывается смещением его посадочных полок при вращении. Смещение бывает двояким: параллельно радиусу или оси вращения диска. В первом случае имеет место радиальное, во втором — осевое биение.

Биение колеса можно проверить с помощью специального индикатора. Он прижимается к поверхности вращающегося колеса. Прибор регистрирует смещение колеса в радиальном или осевом направлении. Показания снимаются в миллиметрах. Величину биения колеса визуально оценить нельзя. Точность измерения индикатора не менее 0,05 мм.

Радиальное биение колеса связано со статическим дисбалансом. Диск принимает яйцеподобную форму. Колебания колеса происходят вверх-вниз. Вращение такого колеса сопровождается наличием переменного вращающего момента на ось. В итоге — необратимое повреждение подвесок, покрышек, рулевого механизма.

быстрый износ протектора;
повреждение подвесок и рулевого механизма;
неравномерное стирание протектора покрышки, что приводит к сокращению срока ее эксплуатации.

Дисбаланс колеса вызывается наличием несимметричных крутящихся масс. В частности, это могут быть ступицы, тормозные барабаны. Поскольку колесо является телом вращения, ему необходимо придать симметричную форму. Процедура балансировки состоит в уменьшении дисбаланса колеса до допустимого предела.

Баланс нарушается из-за износа резины и различных деформаций диска. Могут быть и другие причины, искажающие форму колеса. Правильно сбалансированное колесо — условие безопасного движения. Центральная ось инерции такого колеса совпадает с осью его вращения. Процесс изготовления колес и покрышек связан с определенными погрешностями. Поэтому, колесо не бывает сбалансированным изначально.

Принято различать статический и динамический дисбаланс. Статический дисбаланс имеет свои особенности. Неуравновешенная масса служит источником вращающего момента. Другими словами, колесо будет совершать колебательное движение. Оно будет продолжаться до достижения неуравновешенной массой крайней нижней точки. Колесо ведет себя подобно маятнику.

Устранение статического дисбаланса осуществляется укреплением уравновешивающего груза. Место крепления этого груза — точка, противоположная неуравновешенной массе. Так производят статическую балансировку колеса.

Причиной динамического дисбаланса является неуравновешенность по ширине колеса. Он проявляется только в процессе его вращения. Это приводит к смещению оси инерции и оси вращения. Вращение такого колеса сопровождается возникновением центробежных сил. Устранение динамического баланса возможно путем закрепления уравновешивающих грузов. Динамическая балансировка проводится на специальной установке.

К причинам, вызывающим динамический дисбаланс, в частности, относятся:

вентильное отверстие в диске;
погрешность формы колеса;
наличие неоднородностей в материале.

Главная причина биения колеса и дисбаланса — неоднородность шины, потому что она находится на наибольшем удалении от оси вращения. Кроме того, обладает большей массой и сложной структурой. В нее входят различные материалы: резина, такни, стальные проволоки. Чем дальше частица от оси, тем сильнее влияет на дисбаланс.

Биение на скорости

Почему происходит биение колеса на скорости? Выделим три наиболее характерных режима движения автомобиля:

на маленькой скорости;
на большой скорости;
при торможении.

Биение колеса на малой скорости может быть вызвано рядом причин. В числе основных факторов следует назвать:

наличие шишек, выпуклостей, неровностей на покрышке;
износ резины изнутри;
различные повреждения диска;
не сбалансированность колеса.

Биение на больших скоростях — следствие нарушения балансировки. При налипании на колесо кусков грязи балансировка нарушается. Такое часто наблюдается после езды по грунтовой дороге. Под действием налипшего снега или льда происходит то же самое. Возможна и другая причина. Образование окатышей внутри покрышки.

Биение колес при торможении возможно из-за:

несбалансированных колес;
разрушенного подшипника;
поведенных тормозных дисков.

Биение передних колес ощущается сильнее. Ездить с нарушенной балансировкой небезопасно. Помимо вибрации, изнашиваются шины, диски, элементы подвески. Автомобиль может потерять устойчивость, что приведет к аварийной ситуации.

Несмотря на значительно хорошую устойчивость к механическим повреждениям литые диски нередко теряют геометрическую форму. В случае, когда диск имеет нарушенную геометрию, колесо становится неуравновешенным во всех осях симметрии.

Диск с нарушенной геометрией может иметь несколько видов смещения: радиальное, осевое и комбинированное (радиальное и осевое). Рассмотрим особенности каждого из смещений.

В этом случае происходит статический дисбаланс, и колесо бьёт вниз вверх. При вращении такого колеса создаётся переменный по направлению вращающий момент на оси, что ведет к необратимому повреждению подвески, покрышки и рулевого механизма.

При осевом смещении диска происходит неравномерное распределение масс в плоскостях, что приводит к быстрому износу протектора шины, подвески и рулевого механизма. неравномерному стиранию протектора шины и тем самым сокращает срок её эксплуатации.

Нарушенная геометрия у диска приводит к возникновению неуравновешенных центробежных сил с разными векторами приложения, что создает вибрацию колеса и разнонаправленные нагрузки на ступицу. Это, в свою очередь, приводит к следующим последствиям:

– Происходит ускоренный износ несущих узлов подвески и рулевого механизма из-за воздействия на них непредусмотренных автопроизводителем нагрузок (в первую очередь обычно страдают подшипники ступицы). При увеличении таких нагрузок возникает угроза их внезапного разрушения. (см. наглядную схему)

– Дискомфорт водителя – вибрация переднего колеса передается на руль, а заднего – на кузов.

– Покрышка значительно быстрее изнашивается по причине неравномерности нагрузки на протектор.

– Нестабильное пятно контакта шины – вибрирующее колесо имеет значительно худшее сцепление с дорогой. Это приводит к плохой управляемости и значительному увеличению тормозного пути.

И всё-таки ремонт литых дисков возможен. Например, в наших центрах мы не прокатываем диски. Для восстановления геометрии диска мы используем свое собственное запатентованное оборудование, которое позволяет сохранить все заводские свойства диска. Ремонт происходит без точечного нагрева и прокатки роликами, что в значительной степени улучшает качество ремонта, а так же не нарушает структуру сплава диска. У нас есть богатый опыт исправления дефектов дисков, будем рады видеть у нас в гостях

Если поедете в один из наших центров, напоминаем, что Вы всегда можете воспользоваться "Интернет скидкой" в размере 5%. Для её получения Вам надо всего лишь напомнить о ней кассиру во время оплаты.

Ремонт восьмёрки диска обязателен. Он позволяет восстановить его геометрию. В противном случае при езде центробежные силы будут неуравновешенны, что приведет к постоянной вибрации колеса и давлению на ступицу.

Игнорирование осевого смещения ускоряет износ подвески и рулевого механизма. Находясь в автомобиле, водитель ощущает дискомфорт из-за биения руля. Повреждение провоцирует худшую сцепку с дородным покрытием, что небезопасно.

Преимущества нашей студии

Стоимость наших услуг

На нашем сайте выставлен подробный прайс с ценами на все виды реставрации колес. Расценки на устранение восьмерки определяются на месте, мастером. Они зависят от сложности повреждения, поэтому изделие требует предварительной диагностики. Если вас интересует стоимость услуг, мы ждем вас по нашему адресу.

В остальных случаях на цену работ влияет размер колеса. Чем больше радиус, тем дороже обслуживание. Расценки варьируются от 500 до 4000 рублей. Помимо ремонта восьмёрки колеса при наличии трещин мы выполняем аргонную сварку. Обычная наплавка фрагментов стоит от 180 руб./1 см., с подкрашиванием лицевой поверхности – от 300 рублей.

Ниже приведена некоторая полезная информацию о различных терминах и углах установки колес, и что они из себя представляют.

Углы, определяющие расположение элементов подвески на передней оси автомобиля:

Схождение колес (Toe)
Развал (Camber)
Продольный наклон оси поворота (Caster)
Поперечный наклон оси поворота (King pin)
Смещение оси (Set-back)
Прилежащий угол

Углы, определяющие расположение элементов подвески на задней оси автомобиля:

Схождение колес (Toe)
Наклон или развал колеса (Camber)
Смещение оси (Set-back)
Линия (угол) движения (Thrust line)

Схождение и развал спереди и сзади

Схождение и отрицательное схождение, как правило, являются наиболее понятным термином. При измерении схождения мы смотрим на то, как параллельны колеса по отношению друг к другу, при взгляде сверху.

Если колеса стоят ближе друг к другу спереди, то схождение положительно (+). Если колеса стоят ближе друг к другу сзади, то схождение отрицательное (-). Причина, почему мы имеем схождение или расхождение в том, что взаимное положение между колесами автомобиля в стационарном положении и в движении различно, из-за деформаций в подвеске и выбора люфтов при движении автомобиля. Как правило, для заднего привода схождение передних колес устанавливается с небольшим положительным схождением. Передне и полноприводные автомобили, как правило, имеют некоторое отрицательное схождение в следствии того, что передние колеса являются тяговыми, и люфты при движении автомобиля выбираются во внутрь (то есть в +).

Неправильное схождение может привести к следующим последствиям:

Износ по внешнему краю покрышки – причина: избыточное схождение
Износ внутренней поверхности шины -:избыточное отрицательное схождение
"Шашечный износ" протектора шины, или так называемые "перья".
Неправильное положение рулевого колеса
"Плохой" возврат руля при выходе из поворота
Повышенный расход топлива из-за трения шин

Возможные причины неправильной регулировки схождения:

Неправильная регулировка
Неправильные данные, используемые при проведении регулировки
Неправильный клиренс
Деформации элементов рулевого управления
Неправильная калибровка регулировочного оборудования

Примечание : Схождение - -это всегда последний корректирующийся угол.

Отрицательное схождение при повороте автомобиля.

Когда автомобиль поворачивает, колесо на внутренней стороне поворота имеет больший угол поворота (меньший радиус поворота) , чем колесо с внешней стороны. Если колеса в повороте имеют один и тот же угол, они попытаются сходиться. Это могло бы вызвать чрезмерный износ шин и ухудшение управляемости из-за недостаточной поворачиваемости. Конструктивно заложено, что внутреннее колесо имеет больший угол поворота, что приведет к улучшению управляемости и уменьшает износ шин.

Избыточное положительное схождение может привести к следующим последствиям:

Чрезмерный износ шин : "оперение"
Визг шин на поворотах, даже на низких скоростях
Низкая реакция на руль, т.е. недостаточная поворачиваемость

Возможные причины избыточного положительного схождения:

Неправильно отрегулировано схождение
Неверный наклон рулевых тяг
Деформация рулевых тяг
Неправильный клиренс

Развал

Развал положительный ( + ), когда колесо наклонено верхней частью вне автомобиля
Развал отрицательный ( - ),когда колесо наклонено верхней частью внутрь автомобиля
Нулевой развал, когда колесо вертикально

Развал регулируется для передних и задних колес автомобиля.

Развал необходим для равномерного распределения нагрузки автомобиля по всему пятну контакта шины в точке контакта, чтобы свести к минимуму износ шин. Развал возможно также использовать, чтобы изменить управляемость автомобиля, иногда за счет износа шин. Отрицательный развал может улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, обеспечивая хороший контакт шины с дорогой при прохождении поворотов.

Неправильный развал может вызвать уводы, а также чрезмерный износ шин. Как правило, разница развала на одной оси (кросс) должна быть не более 30' (в минутах).

Неправильный развал может привести к следующим последствиям:

Износ внутренней поверхности шин:- чрезмерный отрицательный развал
Износ на внешнем краю покрышки:- чрезмерный положительный развал
Тянет в одну сторону
Чрезмерный износ подшипника колеса (из за неравномерной нагрузки)
Неудовлетворительная управляемость автомобиля

Возможные причины неправильного развала:

Деформация элементов подвески
Неправильная регулировка
Неправильный клиренс

Продольный наклон шкворня (или оси поворота) (CASTER) - угол между вертикалью и проекцией линии, проходящей через центры шаровых опор, на плоскость, параллельную продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения.

Иначе кастер – это продольный наклон плоскости качания колеса и может быть просто описан как, наклон вперед или назад Макферсон если смотреть на автомобиль сбоку. Положительный кастор (+), - это когда верхняя опора стойки смещена назад. и чаще используется на современных автомобилях.

Отрицательный кастер - это когда верхняя опора стойки смещена вперед. Положительные кастер обеспечивает лучшую курсовую устойчивость и стабилизацию, чем негативный кастер. Если вы посмотрите на передние колесо и вилку велосипеда, вы увидите, что они образуют положительный кастер, и именно это позволяет ехать на велосипеде не прикасаясь к рулю. Чем больше положительный угол продольного наклона, тем тяжелее руль.

Поскольку в большинстве своем современные автомобили способны развивать высокие скорости, положительный угол продольного наклона необходим для обеспечения высокой стабильности при движении. Электрогидравлическое рулевое управление призвано для преодоления тяжелого руля. Как правило, кастор на левой и правой стороне транспортного средства не должен различаться более чем на 30' (в минутах), в противном случае автомобиль может тянуть в одну сторону. Автомобиль будет тянуть в сторону с наименьшим углом.

Неправильный кастер может привести к следующим последствиям:

Тяжелое рулевое управление - чрезмерный положительный кастер
Чрезмерная чувствительность к восприятию дорожных неровностей на руле – избыточный положительный кастер
Колебание (биение) руля - : чрезмерный отрицательный кастер усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора
Отсутствие самостабилизации руля - : чрезмерный отрицательный кастер разные визг шин на поворотах.

Возможные причины неправильного castеr:

Верхняя опора -Макферсон установлена вперед или назад
Продольный рычаг подвески или его крепление перемещается вперед или назад
Автомобиль не установлен на ровной поверхности при регулировке
Неправильный наклон автомобиля
Колеса не блокируются во время регулировки
Неправильная регулировка (если регулируется)

Поперечный наклон оси поворота (King pin) (угол наклона оси поворота (НОП))

(на рисунке β ) - это угол наклона оси поворота (шкворня) колеса (a-b) в поперечной плоскости при виде спереди. Задается конструкцией поворотного кулака (на рисунке зеленый) и не регулируется.

Прилежащий угол (на рисунке α + β ) - суммарный угол развала и поперечного наклона шкворня.

НОП, на некоторых конструкциях поддается регулировке..НОП -это угол, который образуется между вертикалью и осью Макферсон всегда наклоненной внутрь если смотреть на автомобиль спереди Как правило этот угол задан производителем и не регулируем.. Тем не менее, некоторые производители используют изменение угла НОП на благо регулирования развала. НОП- всегда положителен. НОП вместе с развалом служит для снижения восприятия ударов от дороги и снижения влияния неравномерности тормозных сил на рулевой механизм. Дорожные удары и неравномерное торможение будут вызывать реакцию на рулевом колесе за счет возникающего момента на плече А-В , что делает автомобиль нестабильным и вызывает сильную реакцию на руле.. Чрезмерные значения угла НОП может загрузить компоненты, такие как шаровые шарниры. НОП также помогает самоцентрированию рулевого управления.

Неправильный НОП может привести к следующему:

Чрезмерной обратной связи с дорогой
Уменьшить самостабилизацию рулевого управления
Чрезмерному износу элементов подвески
Неправильному развалу
Нарушению прямолинейности движения на неровностях

Плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги.

Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс.

Проще говоря, при плече отличном от нулевого колесо начинает действовать как рычаг воздействуя на элементы подвески и рулевого управления, возникает дополнительный момент, который необходимо компенсировать рулем.

При положительном плече обката случайное повышение силы сопротивления одного из колес способно вызвать поворот руля в эту же сторону и нарушить курсовую устойчивость автомобиля.

При положительном значении усилие на руле при повороте колес на месте меньше. (колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте), зато при переезде кочек будут заметны рывки.

Изменяя диаметр колеса не забудьте изменить вылет диска, чтобы привести плечо обката в нужные вам значения.

Линия осевого давления (THRUST LINE)- линию осевого давления (направление тяги) можно упрощенно понимать, как перпендикуляр к задней оси. Это несколько упрощённое понятие, так как не принимаются во внимание углы установки самих задних колёс.

Угол осевого давления или угол движения – это угол между осью симметрии автомобиля и направлением тяги.

Направление усилия на заднюю ось, называемое осевой нагрузкой, определяется схождением задних колес. Линия осевого давления определяется разницей между продольной осью симметрии автомобиля и осевыми нагрузками.

Угол осевой нагрузки отрицателен, когда осевая нагрузка направлена влево к водителю, и положителен – при направлении вправо от водителя.

Неправильный угол тяги может привести к следующим последствиям:

Неправильное выравнивание руля
Чрезмерный износ задних покрышек, "оперение"
Рыскание
Недостаточной или избыточной поворачиваемости
Движение с перекосом

Возможные причины угла разворота заднего моста (неправильного угла тяги):

Заднее схождение неверно отрегулировано, нет симметрии по сторонам
Задняя подвеска погнута или повреждена
Задний подрамник неправильно выровнен
корпус автомобиля неправильно выровнен
Крепления задней подвески изношены.

Клиренс - высота дорожного просвета.

Рекомендуется перед посещением сход-развала убедиться, что давление в шинах соответствует норме, износ протектора на левом и правом колесах примерно одинаков, отсутствует люфт в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы. На автомобилях с регулируемым дорожным просветом проверить регулировку.

Смещение оси (SET-BACK) - это угол, образованный линией, перпендикулярной продольной линии симметрии автомобиля и линии, проходящей через (переднюю или заднюю) ось, соединяющую центры колёс. Например, на передней оси оно возникает при неверной регулировке продольного угла наклона оси колёс (Caster-а).

Смещение оси положительно, когда правое колесо впереди (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Оно отрицательно, когда правое колесо позади (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Смещение заднего моста вы могли наблюдать на "Волгах", машина едет как бы боком (кстати на "Волге" это происходит когда ослабевает одна стремянка и мост одной стороной перемещается по рессоре вперед или назад).

Как правило, эта ситуация не вызовет проблем, влияющих на управление до тех пор, пока это не станет значительно.

Неправильное взаимодействие водителя с педалью тормоза на скользком дорожном покрытии провоцирует опасное явление – занос. С этой проблемой сталкивались все автомобилисты. При этом далеко не каждый знает о правильном выходе из заноса и его предотвращении.

1. Что такое юз

Под юзом подразумевается произвольное перемещение колес по дороге, которое возникает в результате избыточного усилия на тормозную педаль. При этом такой эффект появляется и при избыточном выжимании педали газа, из-за чего колеса начинают проворачиваться на месте.

При вхождении в повороты на повышенных скоростях возникает боковой юз, сопровождающийся характерным визгом покрышек.

Если автолюбитель нарушает базовые правила эксплуатации транспортного средства, из-за чего колесные шины начинают проскальзывать на дороге, он сталкивается с юзом, а затем и заносом.

2. Как возникает занос

Несложно догадаться, какие колеса первыми начинают скользить – передние или задние. Вы можете провести небольшой тест, посмотрев на машины, которые притормаживают перед перекрестком.

В результате перераспределения массы по осям колеса на задней оси оказывают меньшее воздействие на дорогу, чем передние, поэтому коэффициент сцепления тоже уменьшается. Это значит, что заблокировать заднюю ось и спровоцировать скольжение намного проще.

Задние колеса уязвимы блокировкам, юзу и заносу. С таким явлением гораздо проще бороться, чем с заносом передних колес. В последнем случае водитель полностью теряет контроль над транспортным средством и оказывается в аварийной ситуации.

3. Как тормозить на скользком дорожном покрытии

Что делать, если автомобиль ушел в занос, а расстояние до автомобилей, стоящих на светофоре, стремительно сокращается? В первую очередь – забыть о левой ноге. Если не выжимать сцепление, двигатель сам поможет сбросить скорость и выровнять траекторию движения.

По поводу правой ноги есть сложности. Вам потребуется забыть о желании как можно сильнее выжать педаль тормоза. Помните, что тормозной путь в случае скольжения и блокировки колес в два раза длиннее, чем при их нахождении в свободном состоянии.

Рекомендуется дозировано воздействовать на педаль тормоза, чтобы избежать окончательной блокировки и скольжения. Но оказавшись в экстремальной ситуации, крайне сложно контролировать себя, а тем более рационально распределять усилие на тормоза. В большинстве случаев автолюбители рефлекторно тормозят изо всех сил.

Если вы допустили блокировку колес, и машина ушла в занос, не паникуйте. Если не снять ноги с педали тормоза, проблема только усугубится. Справившись с естественным инстинктом, остается дождаться восстановления контроля над транспортным средством.

4. Как поступать при вождении переднеприводного автомобиля

Если вы управляете автомобилем с передним приводом, и он уходит в занос, изначально кормовая часть начнет уходить влево. В данной ситуации нужно вывернуть руль в сторону заноса, отпустить тормозную педаль и легким нажатием на педаль газа повысить обороты мотора, не допуская при этом прокручивания колес на передней оси.

После выравнивания передних колес необходимо продолжить работать на повышенных оборотах. Когда багажник будет возвращен в исходное положение, руль нужно начать крутить в правую сторону.

Чтобы предотвратить неприятности на дороге, нужно учитывать рекомендованный скоростной режим и ограничения, а также обращать внимание на текущее состояние дороги.

5. Управление заднеприводным автомобилем

Если вы находитесь за рулем машины с задним приводом, необходимо незамедлительно снизить скорость и повернуть руль в сторону заноса, а затем вернуть в предыдущее положение. Действия должны быть быстрыми, но плавными. В большинстве случаев проблема заноса на заднеприводных авто возникает при движении по скользкому покрытию на больших скоростях, а также при допущении резких маневров, из-за которых машина начинает раскачиваться из стороны в сторону.

Опытные автомобилисты научились справляться с заносом на заднем приводе. Но оказавшись в такой ситуации, необходимо соблюдать хладнокровие и проявить водительское мастерство. Новичкам лучше придерживаться рекомендованного скоростного режима и соблюдать правила дорожного движения.

Чтобы освоить базовые принципы управления в случае заноса, можно пройти обучение на широкой площадке, где все маневры будут безопасными и для автомобиля, и для окружающих.

6. Что делать при смещении на мокрую обочину

Выезд на влажное покрытие обочины – второй распространенный случай, при котором нажатие на педаль тормоза сопровождается плачевными последствиями. Если автомобиль смещается на неукрепленную обочину, то колеса с правой стороны получают совершенно другой коэффициент, чем левые. В таких условиях даже легкое торможение влечет за собой опрокидывание транспортного средства.

Чтобы не допустить переворачивания, необходимо отказаться от стремительного торможения и правильно управлять рулем. В данном случае возможны сложности, ведь изначально правое колесо спереди не сможет выбраться из грязи и выехать на асфальт. Но вскоре автомобиль вырвется на дорогу и направится в сторону встречной полосы. Важно учитывать такие процессы и всячески избегать резкого изменения траектории.

7. Использование антиблокировочной системы

В современных моделях автомобилей используются продвинутые вспомогательные комплексы и системы безопасности, упрощающие управление в критических условиях. В их числе – антиблокировочная система ABS.

Если в критической ситуации автомобилист выжимает тормоз, он не в силах следить за усилием ноги. Из-за этого педаль вдавливается в пол, и происходит блокировка колес. Впоследствии это приводит к заносу и прочим проблемам.

Наличие антиблокировочной системы исключает полную блокировку колес, независимо от усилия на педаль. На каждом колесе есть специальные датчики, которые оповещают о возможной блокировке и задействуют прерывистый принцип торможения. Подобный процесс сопровождается легким вибрированием педали. Таким образом, АБС самостоятельно выполняет цикл прерывистого торможения, предотвращая юз и занос транспортного средства.

Однако полностью рассчитывать на электронный комплекс нецелесообразно. Ведь он не в силах исключить занос, тем более, если машина входит в поворот. Поэтому нужно научиться управлять машиной на скользком покрытии и знать, как действовать в экстремальных ситуациях.

Водители должны уметь не только выходить из заноса, но и попытаться избежать 12 ошибок зимней эксплуатации автомобиля , которые могут погубить машину в мороз.

При формировании колесных [1] пар осуществляют обработку сопряженных поверхностей подступичных частей оси и отверстий ступиц колес с последующей запрессовкой их на ось. При ремонте колесных пар со сменой элементов, кроме того, производят распрессов- ку колес с оси.

Качество формирования колесных пар характеризуется прочностью прессового соединения, которая оценивается значением продольного усилия сдвига колеса относительно оси. При этом усилие сдвига Р_Сд должно быть больше или равно конечному запрессовоч-

ному усилию Р_зк при формировании колесной пары. В эксплуатации на колесную пару действуют вертикальные и горизонтальные (боковые) статические и динамические нагрузки. Вертикальные нагрузки приложены к шейкам оси, а боковые, являющиеся силами, вызывающими сдвиг колес на оси, приложены к ободу колеса эксцентрично оси колесной пары. Исследованиями установлено [2], что в эксплуатации прочность прессовых соединений колесных пар уменьшается вследствие знакопеременного изгиба оси и действия вертикальных и боковых нагрузок. Это происходит в результате уменьшения площади неподвижного контакта посадочных поверхностей и возникновения зон их относительного проскальзывания с внутренней и наружной сторон ступицы. Это обстоятельство необходимо учитывать при формировании колесных пар. Очевидно, усилие сдвига должно быть больше возникающих в эксплуатации боковых нагрузок. Относительная неподвижность колеса и оси обеспечивается за счет сил трения, возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом, и при сборке соединения. Посадка должна обеспечить с одной стороны необходимую прочность соединения колес с осью, а с другой - не должна вызывать излишних напряжений в зонах сопряжения (М_ТР >М_КР). Это значит, что момент трения на сопрягаемых поверхностях подступичной части оси и отверстия ступицы (М_ТР) должен быть больше или равен моменту кручения _КР), возникающему при взаимодействии колеса с рельсом и тормозной колодкой.

Чтобы выполнить это неравенство, необходимо на сопрягаемых поверхностях создать удельное давление в пределах упругой деформации, определяемое выражением [3]: где N - величина натяга т.е. разность диаметров подступичной части оси и отверстия ступицы колеса до сборки; Е - модуль упругости; d_cm - наружный диаметр ступицы колеса, измеряемый на расстоянии 10 мм от торца ступицы; d_Q - диаметр подступичной части оси.

При запрессовке детали соединения будут испытывать пластические, упруго-пластические и упругие деформации в зависимости от уровня напряжений в них. Конечное усилие запрессовки определяют по формуле [1]:

где р - среднее значение контактных давлений на посадочных поверхностях подступичной части оси и ступицы колеса [4], р = 50..АООМН /м 2 ; / - среднее значение коэффициента трения; d₀ - диаметр подступичной части оси; 1_сп - длина сопряжения.

Процесс запрессовки происходит следующим образом. По мере перемещения ступицы 1 (рис.4.1, а) относительно подступичной части оси 2 усилие запрессовки Р₃ (рис.4.1, б) растет.

Рисунок 4.1 - Диаграммы усилий при запрессовке и раснрессовке колесных нар

Это усилие преодолевает силы трения между посадочными поверхностями и осуществляет работу, затрачиваемую на упругие и пластические деформации оси и ступицы колеса. После перемещения ступицы до середины ее длины интенсивность роста усилия запрессовки начнет уменьшаться вследствие снижения жесткости ступицы колеса и некоторого уменьшения натяга из-за сглаживания и пластической деформации микронеровностей посадочных поверхностей. С момента выхода запрессовочного конуса оси из-под ступицы колеса и до окончания процесса запрессовки рост запрессовочных усилий прекращается.

Усилия, расходуемые на деформацию, несколько уменьшаются, так как ступица колеса уже полностью деформирована. Усилия, идущие на преодоление трения, останутся постоянными вследствие неизменности длины сопряжения или даже несколько уменьшатся за счет сглаживания микронеровностей посадочных поверхностей. Таким образом, конечное усилие запрессовки будет равно сумме усилия на преодоление трения и усилий, затрачиваемых на упругую деформацию оси и пластическую деформацию оси и ступицы колеса.

При распрессовке колеса [1] первый момент (до получения сдвига) характеризуется резким ростом усилия Р_р = Р_Сд (рис.4.1, в) вследствие большего значения коэффициента трения покоя по сравнению с коэффициентом трения движения. Прочность прессового соединения определяется значением этого усилия и количественно равна усилию, расходуемому на преодоление трения при начальном сдвиге колеса относительно оси. При дальнейшей распрессовке, когда ступица начнет перемещаться по подступичной части оси, распрессовочное усилие начнет снижаться вследствие уменьшения длины сопряжения. Усилие сдвига будет меньше конечного запрессовочного усилия в том случае, если сумма усилий, расходуемых на упругие и пластические деформации посадочных поверхностей, будет больше разности между усилиями, необходимыми для преодоления трения при сдвиге и запрессовке. Следовательно, одной из существенных причин невысоких усилий сдвига является повышенная пластическая деформация посадочных поверхностей подступичной части оси и ступицы колеса.

На практике качество запрессовки контролируют по индикаторной диаграмме. К основным контролируемым параметрам диаграммы запрессовки относятся: значение конечных усилий Р_зк (см. рис. 4.1, б), длина сопряжения 1_сп и форма кривой.

Значения конечных усилий запрессовки должно быть [5] в пределах 363-538 кН на каждые 100 мм диаметра подступичной части оси. На основании указанной нормы на ВРЗ и в ВКМ составляют таблицы усилий запрессовки в килограммах силы на квадратный сантиметр (кгс/см 2 ) и тонно-силах (тс) для различных диаметров подступичных частей осей (через 1 мм) с учетом переводного коэффициента пресса из кгс/см 2 в тс. При составлении таблиц результаты подсчета округляют до целых значений в сторону повышения для нижнего и верхнего пределов. Предельные усилия запрессовки, соответствующие диаметрам подступичных частей 180-196 мм, составляют: наименьшее 652,7 кН (66,6 тс) и наибольшее 1056,4 кН (107 тс).

Для обеспечения достаточной прочности прессовых соединений колесных пар необходимо, чтобы посадочные поверхности осей и колес имели возможно большую площадь контакта, который косвенно характеризуется длиной диаграммы. Запрессовка признается удовлетворительной, если фактическая длина диаграммы составляет не менее 85% теоретической ее длины. Теоретическую длину диаграммы Lтеор определяют при условии идеальной обработки посадочных поверхностей по следующему выражению (см. рис. 4.1):

где /,г - соответственно длина и радиус фаски ступицы; а - расстояние между торцами подступичной части оси и ступицы колеса; b - длина запрессовочного конуса под ступичной части оси; / - передаточное число самопишущего манометра (масштаб диаграммы по длине).

Длину сопряжения на диаграмме запрессовки определяют размером возрастающей ветви, т. е. расстоянием от начала до точки перехода в горизонтальную или наклонную прямую в конце (см. 4.1, б). При отсутствии горизонтального или наклонного участка в конце длина сопряжения равна длине диаграммы. Минимально допустимая длина сопряжения, определяемая по диаграмме при запрессовке цельнокатаных колес с номинальными диаметрами 950 и 1050 мм, должна быть не менее, соответственно 145/ и 155/ мм.

На качество прессового соединения оказывают влияние следующие факторы, количественно изменяющиеся в указанных пределах [1]:

Диаметр подступичной части оси, мм 182-196

Шероховатость поверхности подступичной части оси Ra, ^5 ^ qq мкм ’ ’

Твердость поверхности подступичной части оси, НВ 199-223

Конусообразность подступичной части при условии, что ^ ^

больший диаметр обращен к середине оси, мм не более Овальность подступичной части оси, мм, не более 0,05

Волнистость подступичной части оси, мм, не более 0,02

Разность температур подступичной части оси и ступицы ^

колеса, °С, не более

Толщина обода колеса для вагонов, мм:

Длина ступицы колеса, мм 180-205

Шероховатость поверхности отверстия ступицы колеса Rz, jq

Конусообразность отверстия ступицы при условии, что больший диаметр отверстия расположен с внутренней сто- 0,1 роны ступицы, мм, не более

Овальность отверстия ступицы, мм, не более 0,05

Волнистость поверхности отверстия ступицы, мм, не бо- ^ ^ лее

Твердость поверхности отверстия ступицы колеса, НВ 190-220

Скорость запрессовки, мм/с, не более 2

Кроме указанных факторов, на качество прессового соединения влияет вязкость масла, применяемого для смазывания сопрягаемых поверхностей перед запрессовкой. Однако степень влияния указанных факторов на качество прессового соединения различна.

Наибольшее влияние на конечное усилие запрессовки оказывают натяг, диаметр подступичной части оси и длина ступицы. В меньшей степени влияют на него толщина обода колеса, твердость сопрягаемых поверхностей и вязкость масла. Погрешность формы подступичной части оси и отверстия ступицы колеса, шероховатость сопрягаемых поверхностей и разность температур оси и колеса влияют на качество прессового соединения, однако если их значения не выходят за пределы установленных норм, то влияние их практически несущественно.

Опираясь на ранее выполненные исследования ВНИИЖТа и результаты экспериментальных работ ПГУПСа, осуществленных в колесном цехе ОЭВРЗ, получена сложная функциональная зависимость [6] конечного усилия запрессовки от совокупности основных факторов, влияющих на качество прессового соединения.

На основе этой зависимости определена оптимальная зона усилий запрессовки при колебании переменных параметров в указанных выше пределах [1].

На рис. 4.2. показаны зависимости конечного усилия запрессовки Р_зк от натяга N при различных значениях диаметра подступичной части оси d₀ , длины ступицы /, толщины обода t и поправочного коэффициента к.

Читайте также:


С чего подходит генератор на дэу нексия

Удаление катализатора киа спортейдж 4

Форсунки с обогревом киа рио 3

Можно ли ставить иридиевые свечи на киа рио 3

Какие диски подходят на бмв 7