V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

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 рисунке 1.

Рисунок 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 рисунке 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.

Рисунок 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; а_с– расстояние от оси шарового пальца до оси рулевого вала; l_x– расстояние от оси шарового пальца до опасного сечения А-А; d_c– 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.

Таблица 1 – 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.

Литература

1. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с., ил.

2. Лукин П.П. и др. Конструирование и расчет автомобиля: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы»/П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. – М.: Машиностроение, 1984. – 376 с., ил.

3. Автобусный завод «Волжанин»: [Электронный ресурс]. URL:http://www.volzhanin.ru. (Дата обращения: 13.02.2013).

Код для цитирования: Скопировать