Экспериментальные исследования упругих свойств безвоздушных шин

Внедрение: 2019 г.

Известный недостаток пневматических шин, заключающийся в потере их работоспособности при сквозных механических повреждениях, определяет необходимость поиска принципиально новых конструктивных решений колёсных движителей для повышения безопасности и живучести автомобилей. На кафедре машиностроения и транспорта Братского государственного университета разработаны, изготовлены и испытаны натурные образцы колёс с безвоздушными шинами из эластичных полиуретанов (рисунок 1) [1]. Исследования и испытания натурных образцов проводились как на стендах в лабораторных условиях, так и на асфальтобетонной и грунтовой дорогах общего пользования.

В рамках научно-исследовательской работы были проведены лабораторные и дорожные испытания изготовленных натурных образцов. Целью испытаний являлась опытная проверка конструктивных, расчётных и технологических решений, принятых при разработке безвоздушных шин по их выходным параметрам и характеристикам, а также оценка влияния этих параметров и характеристик на эксплуатационные свойства автотранспортного средства.

Рисунок 1. Автомобильное колесо с безвоздушной шиной из эластичных полиуретанов: 1 – гибкие спицы; 2 – стандартное дисковое колесо 5JХ13Н2 с глубоким ободом; 3 – опорное кольцо; 4 – протектор; 5 – соединительное кольцо; 6 – посадочное кольцо.

Лабораторная оценка упругих и демпфирующих свойств, несущей способности и сопротивления качению безвоздушных шин проводилась в сравнении с пневматическими шинами традиционной конструкции, применяемыми на легковых автомобилях малого класса.

Опытное построение характеристик нормальной жёсткости осуществлялось в режиме непрерывного квазистатического нагружения колёс на плоском основании испытательного стенда ШС‑77. Измерение и регистрация нормальной силы осуществлялись с помощью тензометрического датчика в комплекте с цифровым индикатором DN‑10W, АЦП E14‑140‑M и ЭВМ. Нормальные прогибы автомобильных шин измерялись датчиками линейных перемещений DACELL LPS‑100s или RIFTEK РФ603.5‑60/100‑232‑IN‑U‑12‑CG‑3. На рисунке 2 приведены экспериментальные характеристики нормальной жёсткости натурных образцов безвоздушных шин.

Рисунок 2. Опытные характеристики нормальной жёсткости натурных образцов безвоздушных шин: а – образца № 1; б – образца № 2; в – образца № 3; г – образца № 4.

На рисунке 3 приведены фотографии натурных образцов безвоздушных шин.

Рисунок 3. Безвоздушные шины под воздействием нормальной нагрузки.

Результаты научно-исследовательской работы могут быть востребованы изготовителями автотранспорта различного назначения, в том числе тракторов, строительных и дорожных машин, колёсных планетоходов.

Источник:
Мазур В.В. Оценка погрешностей данных экспериментальных исследований упругих свойств безвоздушных шин // Механики ХХI веку: материалы XVIII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – Братск: Изд‑во БрГУ. – 2019. – С. 261‑268.

Разработчик: Мазур В.В. (Братский государственный университет, г. Братск)