В практике массового производства по размерам пневмати­ческих шин определяются только точность изготовления и тех­ническое состояние пресс-формы.

В настоящее время еще не раз­работаны надежные методы контроля действительных размеров шин. Однако для успешного решения многих исследовательских задач необходимо знать фактические размеры шин.

В ЦКТБ колесного производства разработано приспособле­ние для замера колебаний посадочных диаметров шин размером 457—508 мм. В основу метода измерения положена зависимость радиального перемещения секторов разжимного устройства от действия эталонного усилия. Наружные поверхности секторов разжимного устройства выполнены по номинальным размерам оснований бортов шины.

Приспособление имеет нижнюю плиту 3 (рис. 48) с центри­рующей поверхностью для разжимного конуса 5. Плита служит основанием для разжимного устройства 4, в которое входят че­тыре сектора, имеющие наружные поверхности, аналогичные шине.  Разжимной  конус  центрируется  относительно  нижней плиты по поверхности отверстия, в котором он свободно переме­щается. При движении вниз разжимной конус перемещает сек­торы в радиальном направлении. Усилия на разжимном конусе, создаваемые нагрузочным винтом 1, измеряют динамометром 5. Возврат секторов в исходное положение обеспечивают пружины 8. Четыре стяжных болта 10 жестко соединяют верхнюю плиту 2 с нижней плитой 3. Радиальное перемещение разжимного сек­тора контролируется с помощью индикатора 7 часового типа.

Рис.  48.  Приспособление для замера  посадочных  диаметров  шин

Перед началом измерений градуируют приспособление и оп­ределяют связь между перемещениями секторов и показаниями индикатора. Градуируют с помощью двух калиброванных колец, внутренние диаметры которых равны 512, 516 мм, для шин с посадочным диаметром 508 мм. Колебание размеров посадоч­ных диаметров шин определяют следующим образом. Борт шины 9 надевают на разжимное устройство 4 и по показаниям динамометра 5 винтом 1 создают эталонированную нагрузку на разжимном конусе 6, который, перемещаясь вниз, раздвигает секторы на определенную величину.

Минимальное разжимающее усилие подбирают эксперимен­тально, при этом стремятся добиться того, чтобы секторы при­способления плотно прижимались к поверхности основания бор­та по всему его периметру. Это позволяет исключить возмож­ную овальность бортов и тем самым максимально стабилизи­ровать результаты измерений. Общее усилие, разжимающее борт шины,

В условиях серийного производства на шинных заводах были замерены 170 камерных шин 14,00—20 и 12,00—20 с регулируемым давлением. Резуль­таты измерений и их статическая обработка показали, что распределение ко­лебаний действительных посадочных диаметров этих шин подчиняется нор­мальному закону. Посадочные диаметры шин 14,00—20 в измеренной партии равнялись 512,56—513,39 мм т. е. допуск составлял 0,83 мм. Расчетный по­садочный диаметр шины равен 512_0,4 мм.

Среднее значение для интервального ряда полученных данных равно 512,92 мм при среднем квадратическом отклонении 0,166. В этом случае сог­ласно распределению Стьюдента с надежностью 0,99 доверительная оценка составляет 0,04 мм, т. е. границами интервала являются 512,88 и 512,96 мм.

Для партии шин 12,00—20, посадочный диаметр которых по чертежу равен 513_о,4 мм, действительные значения составили 513,05—515,73 мм, т. е. допуск равен 2,68 мм. Среднее значение посадочного диаметра равно 514,53 мм при среднем квадратическом отклонении 0,482. Доверительная оценка с надеж­ностью 0,99 составляет 0,09 мм. Это позволяет считать, что границы интер­вала среднего значения равны 514,44 и 514,62 мм.

Установлено, что посадочные диаметры у бортов одной шины разли­чаются максимально на 0,54 мм для шин 14,00—20 и на 0,7 мм для шин 12,00—20. Изготовленные на одной пресс-форме шины имели незначительные колебания посадочного диаметра. Максимальная разность измерений состав­ляет 0,3 мм для шин 14,00—20 и 0,4 мм для шин 12,00—20, тогда как общее отклонение посадочных размеров соответственно равно 0,83 и 2,68 мм. Это объясняется недостаточной точностью изготовления пресс-форм и в основой изменением посадочных размеров пресс-форм, которые могут колебаться в широком диапазоне при изготовлении шин вследствие износа, появления на­гара от графитовой смазки.

Исходя из требований к точности размеров оснастки, в частности пресс-форм, можно считать, что допуск на посадочный диаметр, равный 0,44 мм, не обоснован. Поэтому допуск на посадочный диаметр бортовых колец пресс-форм целесообразно уменьшить как минимум на порядок.

В результате измерений определена зависимость посадочно­го диаметра шины 14,00—20 от усилия N, действующего на раз­жимной конус приспособления. Измерения выполнялись при на­грузках 3, 5 и 10 кН. Другие значения посадочных диаметров шин определяли, используя интерполяционную формулу Лагранжа. В связи с многокомпозиционной структурой материала бортов шины закономерность изменения размеров посадочных диаметров имеет сложный вид (рис. 49). Анализ позволяет вы­делить три участка на кривой. Участок ОА (зона деформации резины) имеет ярко выраженный прямолинейный характер. На участке АБ кривая меняет свою линейную закономерность на параболическую (зона деформации кордной ткани). За точкой Б кривая переходит в прямую и резко поднимается вверх (зона растяжения каркасных колец).

Приведенная зависимость определяется множеством конст­руктивных и технологических факторов: конструкцией бортов шины, спецификацией шины, особенностями сборки и вулканиза­ции и т. д. Поэтому для правильного назначения натягов в сое­динении шипы с ободом целесо­образно ввести единый параметр, который позволил бы обобщенно кН оценивать механические свойства бортов шины конкретного типо­размера. В качестве такого пара­метра можно принять, например, жесткость борта при нагружении его разжимающим усилием.

В процессе эксплуатации ав­томобилей размеры посадочных диаметров шин изменяются. Эк­спериментально установлено, что наиболее  интенсивно  увеличение этих размеров происходит в начальный период эксплуатации (при пробеге первых 15—17 тыс. км) и у соединений с больши­ми натягами. В дальнейшем размеры стабилизируются. После полного изнашивания протектора (пробег 40 тыс. км) натяг в соединении составляет 35—39 % первоначального значения.

Результаты, полученные применительно к шинам с регули­руемым давлением, с некоторым уточнением могут быть рас­пространены и на другие типоразмеры шин. Колебание разме­ров шин отрицательно отражается на многих важных парамет­рах колеса: надежности соединения шины с ободом, нагруженности деталей обода, монтажно-демонтажных качествах колеса и др. Это необходимо учитывать при проектировании колес и шин.

НАГРУЖЕННОСТЬ КОЛЕС  И ИХ ДЕТАЛЕЙ

Для того чтобы принять оптимальные конструктивные решения в про­цессе проектирования автомобильных колес, необходимо знать величину, на­правление и интенсивность нагрузок, действующих при различных режимах эксплуатации автомобиля. Кроме того, важное значение для нагруженности деталей колес имеют кинематика передачи нагрузок на детали колеса, вза­имодействия шины с ободом и между другими элементами, входящими в кон­струкцию.

Разработка" эффективных методов определения нагруженности колес яв­ляется актуальной и достаточно сложной задачей. Нагруженность колес сле­дует рассматривать как результат комплексного воздействия на конструк­цию процессов изготовления, сборки колеса с шиной и качения колеса при эксплуатации автомобилей.