Автобусы «Волжанин-4298» эксплуатируются в муниципальном унитарном предприятии ВАК-1732 на городских пассажирских перевозках. В процессе эксплуатации автобусов отмечаются сходы автобусов с линии из-за неисправности рулевого управления.
На автобусе «Волжанин» установлен рулевой механизм марки ZF8033 типа «винт – шариковая гайка – рейка – сектор». Рулевой привод с гидроусилителем, устройство которого представлено на рис. 1.
Рис. 1. Схема сил в рулевом механизме типа винт – гайка и рейка – сектор: Р – окружная сила; Q – осевая сила; R – радиальная сила; t – шаг винта; δ – угол наклона зубчатого сектора
За период c 2008 года по 31 декабря 2012 года 13 автобусов модели «Волжанин – 4298» и ее модификаций сошли с линии 118 раз с неисправностью рулевого механизма, диаграмма неисправностей указана на рис. 2.
Основные неисправности рулевого управления: люфт продольной рулевой тяги; люфт поперечной рулевой тяги; люфт карданного вала руля; люфт пальца рулевой тяги; крепление насоса гидроусилителя; течь масла с рулевого механизма; течь масла с насоса гидроусилителя; тугое рулевое управление и биение руля.
Рис. 2. Количество сходов с неисправностью рулевого управления по годам для автобуса модели «Волжанин-4298» и её модификаций
В связи с определением причин неисправностей проводится прочностной расчет сошки и шарового пальца.
Рис. 3. Расчетная схема для расчета сошки рулевого механизма: с – вынос шарового пальца; ас – расстояние от оси шарового пальца до оси рулевого вала; lx – расстояние от оси шарового пальца до опасного сечения А-А; dc – диаметр шарового пальца
Произведен расчет сошки рулевого управления, вала сошки на кручение. Сошка рассчитывается по наиболее опасному сечению А-А на сложное напряжение (изгиб и кручение), которое располагается у основания сошки.
Материал шарового пальца – сталь 24Х.
Результаты расчета сошки
|
Параметры |
Обозначение |
Единица измерения |
Величина |
- |
|
Напряжение кручения |
τк |
МПа |
236,198 |
[τк]≤350 |
|
Напряжение изгиба в опасном сечении рулевой сошки А-А |
σи |
МПа |
126,830 |
[σи]≤300 |
|
Напряжение кручения в сечении А-А |
τК |
МПа |
115,024 |
[τК]≤350 |
|
Напряжение изгиба в шаровом пальце сошки |
σи |
МПа |
292,886 |
[σи]≤300 |
|
Напряжение сжатия в шаровом пальце сошки |
σсм |
МПа |
7,221 |
[σсж]≤25…35 |
|
Напряжение среза в шаровом пальце сошки сечение В-В |
σср |
МПа |
1,805 |
[σср]≤25…35 |
Проведенный расчет показал, что прочностные свойства сошки рулевого механизма обеспечиваются. В шаровом пальце напряжение сжатия и среза меньше рекомендуемых значений.
Сходы с неисправностями рулевого управления зависят от множества факторов. Расчет исключил производственный фактор. Однако из-за отсутствия грязезащитного чехла на шаровых пальцах и неудовлетворительного состояния дорог возможен дополнительный износ и выбивание шаровых пальцев.
Предлагается: при производстве автобусов устанавливать чехлы на шаровые соединения; учитывать дополнительные нагрузки на рулевое управление при эксплуатации автобуса по пригородным маршрутам увеличить диаметр шарового пальца до 40 мм.
Библиографическая ссылка
Чернова Г.А., Бадиков К.А., Щипцова Т.А. Расчет сошки рулевого управления автобуса «Волжанин-4298» // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-1. – С. 12-13;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32379 (дата обращения: 21.11.2024).