Підвищення ресурсу пневматичних шин транспортних засобів
Фактори, що роблять суттєвий вплив на ресурс пневматичних шин транспортних засобів. Розробка та практична апробація рекомендацій виробництву щодо підбору раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування, оцінка їх ефективності.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.07.2014 |
| Размер файла | 64,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Підвищення ресурсу пневматичних шин транспортних засобів
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Загальна характеристика роботи
Вступ. У комплексі заходів з підвищення надійності автомобільного та міського пасажирського транспорту особливе місце займає проблема довговічності шин, що залежить від умов їх експлуатації, конструкції та фізико-механічних властивостей матеріалів. Умови експлуатації шин визначають вимоги до їх конструкції, матеріалів та технології виготовлення. Якість шин характеризується опором гумовокордних матеріалів різним видам руйнування. Основні види руйнувань пневматичних шин пов'язані із втомними явищами, що виникають в результаті деформацій елементів шини при коченні по дорозі. Втомна витривалість матеріалів залежить від вихідної міцності та експлуатаційної швидкості рухомого складу (РС).
У даний час широке застосування одержали покришки, в яких як основний елемент армування використовується металокорд. Якісні характеристики металокорду визначають загальний ресурс працездатності шин, їх ремонтоздатність, експлуатаційні властивості, а також впливають на технічний рівень і продуктивність технологічних процесів шинного виробництва. У зв'язку з цим у дисертації наведені результати теоретичних і експериментальних досліджень, що спрямовані на підвищення надійності транспортних засобів у цілому та їхніх вузлів.
Актуальність теми. Пневматична шина є одним з дорогих і відповідальних деталей сучасного автомобільного транспорту, автобусів і тролейбусів. Від її технічного стану залежать такі основні характеристики рухомого складу, як економічність, керованість, безпека та ін. Ресурс шини залежить як від якості виготовлення, так і умов їх експлуатації. Підвищення пробігу шин є одним з найбільш суттєвих резервів поліпшення техніко-економічних показників роботи транспортних підприємств. Найбільшого ефекту тут можна досягти шляхом узгодження експлуатаційних і технологічних факторів шин при оптимальному виборі параметрів якісних характеристик їх елементів. Розробка методів і заходів для визначення ресурсу шин в умовах реальної експлуатації дозволить за рядом факторів вибрати оптимальні режими їх експлуатації, що сприяють збільшенню строку їх служби. Отже, встановлення шляхів підвищення ресурсу шин заслуговує на особливу увагу, є актуальною проблемою, має велике наукове, практичне і господарське значення, вирішення якої сприяє економії цінної сировини і коштів, а також підвищенню ефективності використання машинного парку.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов'язана з пріоритетними напрямками розвитку транспортно-промислової галузі. Вона виконана за науково-технічною тематикою кафедри «Міський електричний транспорт» Харківської національної академії міського господарства, визначеною відповідно до Державних Програм з розробки та виробництва в Україні нового рухомого складу трамваїв та тролейбусів, а також організації виробництва міських автобусів великої місткості, затверджених постановою Кабінету Міністрів України №313 від 22.10.1991 р., №66 від 03.02.1992 р. та №39 від 26.01.1994 р., Державною програмою розвитку нового рухомого складу міського електротранспорту, затвердженою постановою Кабінету Міністрів України №992 від 01.07.1998 р., галузевою програмою «Наука» 1992-2002 рр. Крім того за участю автора виконана робота відповідно до теми 18-07-01 «Розробка положення щодо організації оперативного контролю безпеки дорожнього руху та порядку проведення виробничих інструктажів на підприємствах міського електротранспорту» (№ держ. реєстрації 0102U000865).
Мета роботи: підвищення ресурсу пневматичних шин транспортних засобів за рахунок розробки ефективних методів удосконалення їх експлуатації і науково обґрунтованих рішень в області конструювання шин та технології виготовлення армуючого елемента.
Задачі дослідження:
1. Проаналізувати і виявити основні фактори, що роблять суттєвий вплив на ресурс пневматичних шин транспортних засобів.
2. Встановити багатофакторну залежність зміни ресурсу шин, що дозволяє оцінити їх пробіг для транспортних засобів та розглянути вплив основних умов експлуатації шин на їх ресурс.
3. Провести дослідити вплив конструкції армуючого елемента шин і його якісних характеристик на пробіг.
4. Виконати порівняльний аналіз результатів досліджень, отриманих теоретичним та експериментальним методами.
5. Розробити методики оцінки середнього ресурсу шин і визначення оптимальних режимів їх експлуатації.
6. Надати рекомендації виробництву щодо підбору раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування, що спрямовані на підвищення якісних показників металокорду та удосконалення технології його виготовлення.
Об'єкт дослідження - ресурс пневматичних шин транспортного засобу.
Предмет дослідження - вплив умов експлуатації і якісної характеристики армуючого елемента на ресурс пневматичних шин.
Методи дослідження. У процесі вивчення стану питання, досягнень науки й практики в галузі технології виготовлення та експлуатації шин транспорту використовувались метод теорії розмірностей, графоаналітичний метод з використанням сучасного математичного апарату та ЕВМ, сучасні методи досліджень у промислових умовах з використанням різних засобів вимірювальної техніки, аналіз вірогідності отриманих результатів, підтверджених дослідно-промисловою перевіркою та зіставленням з реальними даними пробігу шин транспортного засобу, методи математичної статистики, теорії надійності, інформатики.
Наукова новизна одержаних результатів
Здобув подальший розвиток метод оцінки ресурсу шин за критерієм втомних руйнувань, в основу якого покладена модель встановлення пробігу шин, яка вперше дає можливість визначити його з урахуванням впливу якісної характеристики армуючого елемента.
Виявлено взаємозв'язок між експлуатаційними факторами і якісною характеристикою металокорда, а також їх вплив на ресурс шин.
Вперше отримана нелінійна багатофакторна залежність зміни залишкової крутимості гнучкого армуючого елемента типу 9Л15/27 від ряду факторів з урахуванням настроювання параметрів механізму несправжнього скручування, якісних показників готового виробу та вихідного матеріалу.
Практичне значення отриманих результатів
Запропонована модель дає змогу визначити пробіг шин з високим ступенем вірогідності, що підтверджена на прикладі підприємств «Міськелектротранс» м. Харкова.
Розроблена методика визначення ресурсу шин транспорту різного призначення дозволяє врахувати інтенсивність експлуатації, стан дорожньо-кліматичних умов, ступінь хімічного забруднення, а також вплив стану армуючого елемента на їх довговічність.
Розроблені номограми з визначення ресурсу шин дозволяють здійснити вибір оптимальних режимів їх навантаження та оцінити строк служби шин для конкретних умов експлуатації.
Рекомендовані оптимальні параметри настроювання механізму несправжнього скручування забезпечують отримання прямолінійного металокорду з мінімальною залишковою крутимістю на рівні світових стандартів. Обґрунтовані технологічні параметри виготовлення металокорду з високими якісними показниками сприяють розробці рекомендацій виробництву щодо збільшення ресурсу шин та підвищення надійності транспортних засобів у цілому.
Результати досліджень реалізовані на державному підприємстві «Міськелектротранс» м. Харкова, Білоцерківському шинному заводі, в Білоцерківському тролейбусному управлінні, а також у навчальному процесі ХНАМГ при підготовці молодих фахівців.
Особистий внесок здобувача. У роботах із співавторами особистий внесок автора полягає в наступному:
- проаналізовано параметри технічного стану пневматичних шин, вивчено фактори, що впливають на їх довговічність, виявлені найбільш суттєві з них, які лягли в основу передумов для розробки наукових рішень до оцінки ресурсу пневматичних шин [1-3, 5, 9, 10];
- отримано нову аналітичну залежність, що дозволяє визначити й оцінити пробіг шин для тролейбусів різних типів, зібрано статистичний матеріал з напрацювання шин рухомого складу в м. Харкові, виконана оцінка вірогідності запропонованого критерію оцінки ресурсу шин [4-6, 9, 11];
- запропоновані номограми, що дають можливість визначити параметри роботи шини, а також оцінити їх ресурс [6, 11];
- запропоновано для армування каркаса шин, що експлуатуються на тролейбусах та автобусах, металокорд типу 9Л15/27 для якого визначено раціональні й оптимальні параметри настроювання механізму несправжнього скручування, що забезпечують отримання прямолінійного гнучкого армуючого елемента з мінімальною залишковою крутимістю та підвищення його довговічності в цілому, обгрунтовано технологічні параметри виготовлення металокорду з високими якісними показниками [7, 8].
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, що відображені в дисертаційній роботі, оприлюднені на IV міській науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної науки в дослідженнях молодих вчених Харківщини» (Харків, 2001 р.), ХХХ - ХХХІ науково-технічних конференціях викладачів, аспірантів і співробітників ХДАМГ (Харків 2000-2002 р.), 64 - 65-й міжнародних науково-технічних конференціях кафедр академії та спеціалістів залізничного транспорту і підприємств (м. Харків, 2002-2003 рр.), Технічній раді при службі рухомого складу ХКП «Міськелектротранс» (м. Харків, 2003 р.).
Публікації. Основні наукові положення дисертаційної роботи відображені в 11 публікаціях; з них 3 без співавторів, у тому числі 9 - статті у фахових наукових спеціалізованих виданнях за переліком ВАК України, 2 - у матеріалах і тезах доповідей конференцій.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи складає 202 сторінки, в тому числі 61 рисунок на 35 сторінках, 22 таблиці на 13 сторінках, список використаних джерел із 115 найменувань на 11 сторінках і 6 додатків на 39 сторінках.
Основний зміст роботи
пневматичний несправжній скручування транспортний
У вступі розкриті сутність і стан наукового завдання підвищення довговічності пневматичних шин для рухомого складу транспортних засобів, обґрунтовані актуальність і доцільність роботи, наукова новизна і практична цінність виконаних досліджень. Сформульована мета дисертаційної роботи й основні задачі, які необхідно вирішити.
У першому розділі розглядається питання з виявлення шляхів підвищення ресурсу шин та причин вибуття їх із ладу. В останні роки значна частина досліджень проводилася в області автомобілебудування, зокрема легкових автомобілів. Виконаний аналіз літературних джерел і проведених досліджень в області конструювання і технологічного забезпечення коліс машин різного призначення дозволив виявити найбільш суттєві фактори, що забезпечують безпеку експлуатації та економічність РС, а також впливають на їх ресурс. У цьому плані треба зазначити роботи вчених Харківської школи: Туренка А.М., Говорущенка М.Я., Богомолова В.О., Александрова Є.Є., Юрченка А.М., Макєєва Ю.П., Карпенка В.О., Ларіна О.М., Міренського І.Г.; Дніпропетровської школи: Кваші Є.М., Дзюри Є.Н., Науменка О.П., Нікітіної Л.Д., Смирнова О.Г., Вариводи В.М.; Київської школи: Сахно В.П., Курникова І.П., Безбородової Г.Б., Кошарного М.М., Рудзинського В.М.; російських вчених Бідермана В.Л., Бухіна Б.Л., Кнороза В.І., Мухіна О.М., Новопольського В.І., Пателя Х.П., Пугіна В.О., Тарновського В.М., Третьякова О.Б., Фотинича О.В. та ін.
До факторів, що впливають на ресурс шин, слід віднести: внутрішній тиск у шині, її температуру з урахуванням умов навколишнього середовища, навантаження, що діють на колесо під час руху, швидкість руху транспортного засобу і залишкову крутимість армуючого елемента. Виявлено також основні причини виходу з ладу шин: виробничі дефекти, механічні пошкодження, знос протектора та втомні руйнування, причому в даний час останні є головною причиною скорочення ресурсу пневматичних шин транспортних засобів. Встановлено, що на втомні руйнування значний вплив має стан армуючого елемента. Сучасні шини армують металокордом різного типу. Дослідження літературних джерел показали, що не до кінця ще вивчено вплив якісної характеристики металокорду на довговічність шин. Таким чином, вказані вище фактори лягли в основу розробки нових підходів до оцінки гумовотехнічних виробів транспортних засобів.
У другому розділі наведено теоретичні дослідження впливу ряду експлуатаційних факторів та якісної характеристики металокорду (залишкової крутимості) на скорочення терміну служби шин.
Вперше, застосовуючи метод розмірностей, отримана нова багатофакторна аналітична залежність, що сприяє визначенню пробігу шин за спрощеною схемою. Аналіз впливу факторів різного характеру на довговічність шин транспортних засобів дозволив вибрати найбільш вагомі з них, які лягли в основу одержання нової аналітичної залежності для оцінки їх ресурсу. Зокрема, до них віднесені зовнішні навантаження - вертикальне (FВ), Н, тангенціальне (гальмове) (FГ), Н, бічне (FБ), Н; швидкість руху транспорту (VР), км/год.; тиск у шині (Р), МПа; температура шини (t), 0С; якісна характеристика армуючого елемента (металокорду) - (), оберт. У загальному вигляді вплив цих факторів на ресурс шини (Тр) можна подати таким чином:
. (1)
Користуючись методами теорії розмірностей, представимо критерій ТР (1) у вигляді степеневого ряду за базовими розмірностями довжини L, маси M, часу T:
. (2)
Невідомі показники ступенів у виразі (2) визначаємо з умов, що враховують їх наявність при базових розмірностях:
. (3)
У результаті перетворень одержуємо наступну формулу для обчислення пробігу шин з коефіцієнтом корекції розмірностей:
. (4)
На підставі цієї моделі (4) і з урахуванням ряду експлуатаційних та технологічного факторів, визначено середній ресурс шин, які експлуатуються на передньому і задньому мостах машин, а також у цілому для транспортних засобів.
Для визначення ресурсу за виразом (4) розглянуті й визначені для тролейбусів різних типів навантаження, що діють на колесо. Аналіз отриманих даних показав, що великі зусилля виявлені в колесах передніх мостів, тому що при менших нормальних навантаженнях вони випробують підвищений знос через сили гальмування і бічних зусиль, які прикладаються до них під час руху.
Досліджено залежність теплового фактора пневматичної шини. Температура матеріалу шини у різних точках її перерізу неоднакова, має нелінійний характер зміни і для тролейбусних шин моделі 12.00R20 коливається в діапазоні 30ч600С. Основними причинами збільшення температури таких шин, що експлуатуються з мінімальною швидкістю 15ч19 км/год., є підвищенні навантаження, нестабільний режим керування (з частими зупинками, підгальмуваннями та розгонами), стан дорожнього покриття, фізико-механічні характеристики гумовокордного матеріалу і показник часу шини (чим старіше шина, тим вище її температура). На підставі отриманих результатів побудована номограма зміни теплоутворення шини від ряду факторів, таких як швидкість руху, навантаження, що діє на колесо під час експлуатації, і плече перевезень. Аналіз одержаних результатів свідчить, що збільшення навантаження на 5 кН при фіксованому значенні експлуатаційної швидкості сприяє підвищенню температури пневматичної шини на 3ч12 0С.
Виконано оцінку впливу характеристик армуючого елемента на працездатність шин. Для підвищення можливості шини витримувати велике навантаження треба поліпшити якість армуючого елемента корду або збільшити кількість шарів корду в області плями контакту. У цьому плані для армування каркаса автобусних і тролейбусних шин запропонована конструкція металокорду типу 9Л15/27. Вона менш трудомістка у виготовленні і дозволяє знизити необхідну товщину обкладочної гуми за рахунок меншого типорозміру. Виконаний розрахунок шарності шин показав, що використання цього типу корду сприяє збільшенню кількості шарів (на 2 шари) у порівнянні з металокордом типу 28Л18 і значне зменшення (на 10 шарів) - при армуванні тканиною, що пояснюється показником границі міцності, який у металокорда 9Л15/27 менше, ніж у 28Л18, 29Л18/15 та 40Л15, але перевершує за значенням віскозний і нейлоновий корди.
Встановлено вплив якісної характеристики металокорду на втомну витривалість шин при різних експлуатаційних режимах (при зміні внутрішнього тиску повітря та теплоутворення в шинах, швидкості руху транспортного засобу, навантаженості на колесо). Аналіз теоретичних результатів свідчить, що для шини при заданих конструкційних та технологічних умовах правильно підібраний оптимальний режим експлуатації сприяє збільшенню їх ресурсу (рис. 1). Так, з по.к.= 0ч±0,5 обер. та при оптимальному режимі навантаження ресурс шин в середньому складає 80 тис. км, а при по.к.=±1ч±4 обер. - 68,5 тис. км.
У третьому розділі виконаний аналіз експериментальних досліджень, що складаються з двох груп. До першої групи відносяться дослідження, спрямовані на одержання характеристик експлуатаційних параметрів шин, які необхідні для реалізації отриманої моделі визначення ресурсу шин, та перевірка розрахункових результатів.
Викладено аналіз причин скорочення довговічності тролейбусних шин, який показав, що більшість виходів з ладу шин приходиться на втомні руйнування і складає 68%. Аналіз металокордних шин, списаних внаслідок втомних руйнувань, свідчить, що основну масу складають втомні руйнування самого корда - 52%, які відбуваються лавиноподібно, причому гума знаходилась у задовільному стані.
Дослідження оцінки ресурсу шин від ряду факторів в умовах експлуатації проводили на тролейбусах м. Харкова. Був зібраний масив даних пробігу шин для тролейбусів різних типів. На підставі отриманих результатів побудовано графічні залежності (рис. 2), які показали високу збіжність між експериментальними й розрахунковими значеннями ресурсу шин. Мінімальна різниця між цими величинами спостерігається для тролейбусів DAC 217-E і ROCAR і складає 7,37,9%, а максимальна для тролейбусів ЗіУ-9 - 10,7 17,4%.
Слід також взяти до уваги норми середнього ресурсу пневматичних шин, що експлуатуються на тролейбусах у всіх регіонах України за період 1997-2003 рр. Порівнюючи нормативні значення пробігу з експлуатаційними, необхідно відзначити наступне. Шини Білоцерківського заводу-виготовлювача мають більш високий ресурс у порівнянні з гумовотехнічними виробами дніпропетровського виробництва. Так, для шин моделі И-150А тролейбусів ЗіУ -9 спостерігалося збільшення пробігу на 14,1%, ПМЗ Т1 - 10,4%, DAC 217Е та ROCAR - 13,1% і ЗіУ -10 - 13,6%. Для шин моделі ИД-304, У-4 тролейбусів типів ЗіУ-9 і ПМЗ Т1 характерне зниження середнього пробігу на 16,8 і 2,8% відповідно. При цьому відзначена тенденція переваги шин Білоцерківського заводу-виготовлювача є стабільною, незважаючи на підвищені нормативні величини пробігу в порівнянні з Дніпропетровським шинним заводом.
На базі отриманого нового критерію оцінки ресурсу шин побудовані номограми, що дають змогу оцінити пробіг шин, а також сприяють своєчасній розробці технічних заходів щодо підвищення довговічності шин (рис. 3).
Для перевірки отриманої математичної моделі були проведені експериментальні дослідження в умовах Білоцерківського шинного заводу і виявлено вплив зміни внутрішнього тиску повітря в шині, швидкості руху та навантаження на ресурс шин і підтверджено зроблені теоретичні припущення (рис. 4-6). Аналіз отриманих даних показав, що найбільш значним критерієм є режим навантажування шин.
Характеристики що дозволяють витримувати задані навантаження, закладаються в процесі конструювання та виготовлення шин. Таким чином, підвищення довговічності шин значно залежить від якості й технології виготовлення їх елементів, тому подальші дослідження, що відносяться до вказаної вище другої групи, присвячені вирішенню ряду технологічних завдань з підвищення надійності гнучкого армуючого елемента шин. У зв'язку з цим експериментальні дослідження були спрямовані на виявлення припустимих раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування. При кожному фіксованому значенні підкрутки й відкрутки на 4 - 6 зразках визначалась залишкова крутимість металокорду, а також показники його прямолінійності (відхилення за висотою і шириною) згідно з вимогами стандарту. Таким чином, був зібраний статистичний масив даних, що дозволив розглянути вплив ряду факторів на залишкову крутимість корду.
У результаті обробки масиву даних із залученням сучасних методів математичної статистики і після їх перетворень для металокорду 9Л15/27 отримано множинне кореляційне рівняння:
(5)
де - залишкова крутимість армуючого елемента, об.;
д - діаметр дроту, мм;
увр - тимчасовий опір розриву дроту, МПа;
Кк - коефіцієнт, що характеризує розмір кільця дроту і дорівнює відношенню діаметра до 20;
апр, hпр - параметри, що характеризують прямолінійність металокорду (відхилення від площини за шириною і висотою), мм.
Отримана математична залежність дозволяє розглянути вплив параметрів механізму несправжнього скручування, показників прямолінійності і якісних характеристик елементів на залишкову крутимість металокорду різних типів. Запропоноване кореляційне рівняння показало високу тісноту зв'язку між розрахунковими й експериментальними даними.
Знайдені характеристики - коефіцієнт множинної нелінійної регресії (R=0,7318), залишкова дисперсія () і похибка між імовірними й експериментальними значеннями (%) свідчать, що наведене вище рівняння гарно апроксимує отриманий матеріал. На основі знайденого виразу побудована номограма вибору параметрів механизму несправжнього скручування для металокорду типу 9Л15/27 (рис. 7)
Вирішуючи залежність (5) при фіксації факторів , виявилася можливість визначити раціональні параметри настроювання механізму несправжнього скручування, що забезпечують одержання прямолінійного металокорду 9Л15/27 з мінімальною залишковою крутимістю. Враховуючи великий масив отриманих раціональних значень настроювання механізму несправжнього скручування і для зручності їхньої реалізації встановлені області оптимальних параметрів за умови . На їхній базі здійснена якісна оцінка впливу кожного фактора окремо при незмінності всіх інших (рис. 8). Рекомендовані раціональні параметри настроювання повного торсіону дозволяють одержати прямолінійний металокорд з мінімальною залишковою крутимістю і підвищити надійність звивального обладнання в цілому.
Для оцінки вірогідності отриманих результатів досліджень у заводських умовах проведена дослідно-промислова перевірка якісних показників металокорду 9Л15/27. Аналіз наведених даних (табл. 1) свідчить, що реалізація запропонованих обертів роторів підкрутки й відкрутки дозволила підвищити розривне зусилля, адгезію та витривалість металокорду відповідно на 7,8, 29,6 та 7,3%.
У четвертому розділі запропоновано методики для автотранспортних і тролейбусних підприємств, що дозволяють визначити й оцінити напрацювання шин транспортних засобів різного призначення з урахуванням різних режимів навантаження шин та експлуатаційних особливостей будь-якого регіону України.
Таблиця 1. Вплив раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування на якість металокорду типу 9Л15/27
|
Кільце дроту, мм |
Параметри настроювання роторів повного торсіону, |
Якісні показники металокорду |
Розривне зусилля, Н |
Міцність зв'язку з гумою, Н |
Витривалість, цикли |
|||
|
, об. |
, мм |
|||||||
|
120,0 |
1111 |
379 |
+0,25 |
3 |
974,6 |
303,0 |
5785 |
|
|
+0,50 |
прямолінійний |
|||||||
|
+0,15 |
2 |
|||||||
|
- // - |
1213 |
442 |
0 |
прямолінійний |
956,0 |
340,9 |
6809 |
|
|
0 |
- // - |
|||||||
|
0 |
2 |
|||||||
|
- // - |
1286 |
493 |
-0,5 |
5 |
973,6 |
329,3 |
8334 |
|
|
-0,25 |
3 |
|||||||
|
-0,5 |
5 |
|||||||
|
- // - |
1364 |
547 |
-0,25 |
прямолінійний |
941,4 |
337,5 |
9043 |
|
|
-0,25 |
3 |
|||||||
|
-0,75 |
прямолінійний |
|||||||
|
- // - |
1535 |
687 |
0 |
- // - |
942,5 |
283,9 |
6749 |
|
|
0 |
- // - |
|||||||
|
0 |
- // - |
|||||||
|
- // - |
1581 |
709 |
-0,15 |
5 |
965,0 |
320,7 |
5673 |
|
|
-0,25 |
3 |
|||||||
|
0 |
прямолінійний |
|||||||
|
- // - |
1783 |
852 |
0 |
- // - |
980,3 |
320,6 |
7609 |
|
|
0 |
4 |
|||||||
|
+0,25 |
7 |
|||||||
|
- // - |
1895 |
932 |
-0,25 |
8 |
963,4 |
341,9 |
6207 |
|
|
-0,50 |
3 |
|||||||
|
0 |
прямолінійний |
|||||||
|
- // - |
2081 |
1079 |
0 |
- // - |
941,8 |
337,4 |
9601 |
|
|
0 |
- // - |
|||||||
|
0 |
- // - |
Для шинного й метизного виробництв здійснено обґрунтування використання прогресивної конструкції преформатора на опорах кочення, вибір раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування, удосконалення технологічної схеми виготовлення металокорду типу 9Л15/27, а також оцінка її ефективності в промислових умовах.
Запропонований новий принцип здійснення попередньої преформації елементів у процесі звивання металокорду дозволив розробити прогресивну конструкцію технологічного пристрою на опорах кочення, що має ряд переваг у порівнянні з раніше розробленими. Застосування дводискового преформатора на опорах кочення дає змогу знизити динамічний натяг, зменшити амплітуду коливання, що сприяє зниженню обривності звивальних елементів і підвищенню якісних показників крученого виробу.
Для виготовлення металокорду з мінімальною залишковою крутимістю кордозвивальні машини оснащені механізмом несправжнього скручування, який складається з роторів підкрутки й відкрутки, швидкість та напрямок обертання яких залежать від конструкції і технологічної схеми виготовлення металокорду, а також мають вплив на якість його виготовлення.
Результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень створили умови для розробки більш ефективної технологічної схеми виготовлення латуньованого металокорду, що використовується як армуючий елемент пневматичних шин транспортних засобів. Удосконалена технологія виготовлення відрізняється від існуючої тим, що для здійснення операції попередньої деформації елементів гнучкого виробу застосовується дводисковий технологічний пристрій на опорах кочення з наступними параметрами настроювання: і , де і - діаметри направляючого і деформуючого роликів, - відстань між центрами канавок, а також механізм несправжнього скручування з раціональними величинами рекомендованої швидкості обертання роторів підкрутки й відкрутки.
Порівняльну оцінку якості металокорду, виготовленого за різними технологічними процесами, здійснювали на основі зібраного статистичного масиву в процесі звивання на аналогічних кордозвивальних машинах DV - 2 (1+6/165) і комплексу стандартних випробувань готового корду.
Аналіз показав, що запропонована удосконалена технологія виготовлення дозволила одержати металокорд з більш високими якісними показниками порівняно із заводським технологічним процесом. Так, з нульовою залишковою крутимістю було виготовлено в середньому 87,5% від загального числа гнучкого виробу проти 29,1% за заводською технологією. Крім того, за запропонованою новою схемою виготовлення спостерігається значно вужчий діапазон зміни залишкової крутимості [0 +1,0], тоді за заводською - [(-1,0) +3,0]. Щодо механічних характеристик готового металокорду, необхідно відзначити аналогічну перевагу удосконаленої технології в порівнянні з існуючою технологією і вимогами стандарту. Зокрема, спостерігається підвищення в середньому величини агрегатного розриву на 3,7 і 8,9% відповідно, адгезії - на 25,3 і 35,8%, витривалості - на 7,6% і в 1,39 раза. Досвід експлуатації кордозвивального обладнання показав, що оснащення машин преформуючими пристроями на опорах кочення і застосування механізму несправжнього скручування з рекомендуючими параметрами настроювання, особливо мінімальних обертів, у поєднанні з іншими технологічними пристроями сприяє зниженню обривності дроту в процесі звивання (у 4.07 раза), полегшенню заправлення кордового обладнання, підвищенню продуктивності машин на 5% і надійності окремих вузлів і механізмів. Реалізація його з високими якісними і механічними характеристиками в пневматичних шинах дозволяє збільшити пробіг шин транспортних засобів різного призначення.
Висновки
У роботі узагальнено результати теоретичних та експериментальних досліджень, спрямованих на розробку заходів з підвищення ресурсу пневматичних шин транспортних засобів, зокрема тролейбусів за рахунок розробки методів удосконалення їх експлуатації та ефективних технічних рішень в області конструювання та технології виготовлення металокорду. На підставі проведеного аналізу наведені науково обґрунтовані рекомендації щодо визначення ресурсу в цілому та для різних мостів транспортних засобів, встановлення оптимальних режимів експлуатації для конкретних умов, вибору прогресивної конструкції гнучкого армуючого елемента, а також вишукування шляхів підвищення його надійності та якості.
Основні результати роботи зводяться до наступного.
1. Розглянуто комплекс факторів, що впливають на працездатність шин, а також їх конструкційні і технологічні параметри, які забезпечують безпеку експлуатації та економічність РС. Результати виконаних досліджень дали можливість виявити найбільш вагомі фактори (внутрішній тиск у шині, температура, зовнішні навантаження, що діють на колесо під час експлуатації, швидкість руху РС та якісна характеристика армуючого елемента), які лягли в основу розробки нових підходів до оцінки ресурсу шин.
2. На основі теоретичних досліджень із застосуванням методу розмірностей запропонована нова математична модель визначення ресурсу шин рухомого складу. Для її реалізації визначено з урахуванням умов експлуатації вид та величину зовнішніх навантажень, що діють на колеса транспортних засобів. Аналіз отриманих даних показав, що найбільш навантаженими є колеса ведучих мостів двовісних тролейбусів ЗіУ-9, які в середньому більше на 11,3% у порівнянні з іншими моделями тролейбусів. Максимальне навантаження на передні осі відзначається для тролейбусів ПМЗ Т1 і складає 39,45 кН. В той же час навантаження на колеса відомих мостів тролейбусів ЗіУ-9 нижче на 24,6%, ЗіУ-10 -6,8%, DAC - 217Е та ROCAR - на 19,5%.
Враховуючи специфіку експлуатації безрейкового міського електричного транспорту, розроблена номограма зміни теплоутворення в шинах від ряду факторів. Збільшення зовнішніх навантажень на 5 кН при фіксованому значенні швидкості руху РС викликає підвищення температури на 3ч12 0С.
Визначено, що одним із шляхів підвищення напрацювання шин служить збільшення кількості шарів корду в зоні плями контакту його з дорогою. В якості армуючого елемента запропонована більш проста в технологічному плані конструкція металокорду типу 9Л15/27. Виконаний розрахунок конструкції каркаса шини показав, що використання вказаного типу корду викликає збільшення шарів (на 2) у порівнянні з іншими конструкціями металокорду і значне зменшення (на 10 шарів) - з віскозним та капроновим армуючими елементами.
3. Встановлено вплив якісної характеристики металокорду на ресурс шин при різних експлуатаційних режимах. Аналіз результатів досліджень свідчить, що правильно підібраний режим експлуатації сприяє збільшенню їх ресурсу. Так, при оптимальному режимі навантаження ресурс шин, армованих гнучким латуньованим виробом з по.к.= 0ч±0,5 обер. в середньому складає 80 тис. км, а при по.к.=±1ч±4 обер. - 68,5 тис. км.
4. На основі виконаних експериментальних досліджень встановлено, що одним з найбільш вагомих показників, який суттєво впливає на працездатність, шин, є режим навантаження. Збільшення навантаження на 10кН викликає зниження ресурсу в середньому на 14,1%, а зміна його від Gном до Gмах - на 32,4 тис. км. Здійснено перевірку збіжності між теоретичними й експериментальними даними, отриманої моделі, яка показала високий ступінь вірогідності запропонованого підходу, при цьому розбіг значень коливається в діапозоні 7,3 - 17,4%.
Уперше отримана аналітична залежність, яка дозволила розглянути вплив параметрів підкрутки і відкрутки механізму несправжнього скручування, показників прямолінійності та якісних характеристик вихідного матеріалу на залишкову крутимість металокорду. На підставі цієї закономірності знайдені раціональні параметри настроювання механізму несправжнього скручування і встановлені області оптимальних значень, що дозволяють отримати прямолінійний металокорд з мінімальною залишковою крутимістю (0ч±0,5 обер.) та підвищити надійність звивального обладнання в цілому. Так, реалізація запропонованих обертів роторів підкрутки й відкрутки дозволила підвищити розривне зусилля, адгезію та витривалість відповідно на 7,8%, 29,6% та 7,3%.
5. Розроблені методики для автотранспортних підприємств дозволяють визначити й оцінити напрацювання шин транспортних засобів різного призначення з урахуванням різних режимів навантажування шин та експлуатаційних особливостей будь-якого регіону України.
6. На підставі запропонованих раціональних параметрів настроювання механізму несправжнього скручування та науково обґрунтованого застосування дводискового преформатора удосконалена технологічна схема виготовлення латуньованого гнучкого виробу з високими фізико-механічними характеристиками. У порівнянні з існуючою заводською технологією спостерігається підвищення агрегатного розриву (3,7%), адгезії - (25,3%), витривалості - (7,6%), продуктивності кордозвивального обладнання - (5%) та зниження обривності дроту в процесі звивання (в 4,07 раза). Застосовування цього армуючого елемента сприяє збільшенню ресурсу шин.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Пути повышения ресурса пневматических шин. // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков: ХГПУ. - 1999. - Вып. №46. - С. 35-37 (здобувачем проаналізовано технічний стан пневматичних шин).
2. Бабичева О.Ф. Пневматические шины повышенного ресурса для колёсного транспорта. // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков: ХГПУ. - 1999. - Вып. №59-С. 72-74
3. Бабичева О.Ф. Перспектива развития пневматических шин. // Вісник Харківського університету. - 2001. - №506. - С. 281-284
4. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Критерий оценки ресурса колес городского транспорта. // Вестник национального технического университета «ХПИ». - Харьков: НТУ «ХПІ». - 2001. - Вып.14. - С. 157 - 162 (здобувачем розроблено математичну модель визначення ресурсу шин і проведено аналіз її вірогідності).
5. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Влияние некоторых факторов на надежность колес транспортных средств. // Коммунальное хозяйство городов: Науч. - техн. сб. Серия: технические науки. - К.: Техніка. - 2001. - Вып.30. - С. 241 - 249 (здобувачем проаналізовано фактори, що впливають на ресурс шин).
6. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Прогнозирование ресурса колес для разных типов троллейбусов. // Коммунальное хозяйство городов: Науч. - техн. сб. Серия: архитектура и технические науки. - К.: Техніка. - 2002. - Вып.38. - С. 291 - 295 (здобувачем розроблено складні номограми по визначенню ресурсу шин).
7. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Конструкции армирующего элемента для колес городского транспорта. // Коммунальное хозяйство городов: Науч. - техн. сб. Серия: технические науки и архитектура. - К.: Техніка. - 2002. - Вып.45. - С. 232 - 237 (здобувачем розроблена математична залежність впливу параметрів механізму несправжнього скручування, показників прямолінійності і якісних характеристик елементів на залишкову крутимість металокорда різних типів).
8. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Витое изделие для армирования колес транспортных средств. // Коммунальное хозяйство городов: Науч. - техн. сб. Серия: технические науки и архитектура. - К.: Техніка, - 2003. - Вып.53. - С. 197 - 202 (проведено експериментальні дослідження вірогідності запропонованої технології виготовлення гнучкого армуючого елемента).
9. Бабичева О.Ф. Особенности эксплуатации троллейбусных шин. // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харьков: НТУ «ХПІ». - 2004. - №39. - С. 51-55
10. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Повышение надёжности пневматических шин. // Тезисы ХХХ научно - технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ. Ч. 2. - Харьков: ХГАГХ. - 2000. - Ч. 2. - С. 9 (проаналізовано вплив експлуатаційних та конструкційних параметрів шин на їх ресурс).
11. Миренский И.Г., Бабичева О.Ф. Оценка ресурса пневматических шин. // ХХХІ научно-техническая конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ. - Харьков: ХГАГХ. - 2002. - ч. 2. - С. 9 - 10 (проведено аналіз вірогідності запропонованої моделі по визначенню ресурсу шин).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Виробнича програма по централізованому обслуговуванню маршрутних транспортних засобів. Аналіз робочого процесу і параметри безударного різьбозгвинчуючого обладнання. Способи оцінки технічного стану автомобілів та їх агрегатів. Огляд рульового механізму.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.02.2011Забезпечення ефективності технологічних процесів випуску тканин високої якості з необхідними споживацькими властивостями. Розробка комплексної механізації вантажно-розвантажувальних і складських робіт ткацького виробництва; підбір транспортних засобів.
курсовая работа [165,0 K], добавлен 16.03.2014Коригування нормативів технічного обслуговування та ремонту транспортних засобів. Розрахунок річної виробничої програми та обсягу робіт з технічного обслуговування та ремонту рухомого складу. Огляд методів попередження та ліквідації пожеж на підприємстві.
практическая работа [130,1 K], добавлен 23.02.2015Визначення альтернативних транспортних засобів транспорту для виконання обсягу перевезень за маршрутом руху, витрат часу на рух по елементах траси для кожного з альтернативних транспортних засобів. Вибір підходящого засобу з групи альтернативних.
курсовая работа [189,1 K], добавлен 18.06.2009Організація робіт транспорту в ПСП "Комишанське". Побудова графіків завантаження автомобілів, визначення їх оптимального складу на основі плану транспортних робіт. Підготовка засобів для перевезення цукрових буряків із господарства на цукровий завод.
дипломная работа [119,8 K], добавлен 14.02.2011Класифікація силових приводів технологічних процесів. Розрахунок потужності двигунів пластинчастих та роликових конвеєрів, параметрів підйомних механізмів, пневматичних та гідравлічних силових приводів. Визначення оптимального значення рівня механізації.
курсовая работа [301,5 K], добавлен 27.02.2010Транспортні засоби з тяговим органом: стрічкові, скребкові конвеєри, елеватори. Призначення пневматичних транспортних установок. Типи насосів для внутрішньо цехового переміщення у консервному виробництві. Правила обслуговування і техніка безпеки.
контрольная работа [32,8 K], добавлен 29.09.2010Формування структури парку автомобілів для перевезення партій вантажів. Побудова графіку розподілу розмірів партій. Визначення числових характеристик замкнутої паусонівської системи масового обслуговування. Ефективність використання транспортних засобів.
курсовая работа [453,9 K], добавлен 02.12.2013Правила перевезення вантажів. Визначення найкоротших відстаней. Призначення маршрутів руху автомобілів. Вибір рухомого складу для роботи на маршрутах. Узгодження роботи транспортних засобів і вантажних пунктів. Економічні показники роботи автомобілів.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 19.12.2009Здійснення аналізу спільного водіння користувачів електрокарів і частоти підзарядок, з ціллю забезпечити додаткову інформацію для планування транспортної системи. Вплив двох різних методів обміну електрокарів на БоН батареї, оцінка їх життєздатності.
статья [612,5 K], добавлен 13.11.2017
