Назначение сайлент-блоков в автомобиле. Конструкция, характеристика резинометаллического шарнира. Статическая нагрузка на колесо подвески. Влияние резинометаллических шарниров на жесткость рычажной подвески. Проверочный расчет сайлент-блоков на прочность.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

(ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

Кафедра "Автомобили"

Реферат

По дисциплине: " Автомобильные шины и резинотехнологические изделия "

На тему: "Проверочный расчет на прочность резинометаллических шарниров"

Выполнил: студент гр. - Б.431

Хобраков А.М.

Проверил: Барадиев В.С.

Улан - Удэ 2013

Содержание

• Введение
• 1. Состав Сайлентблоков
• 2. Исходные данные
• 3. Материалы
• 4. Конструкция и характеристика резинометаллического шарнира
• 5. Определение статической нагрузки на одно колесо подвески
• 6. Влияние резинометаллических шарниров на жесткость рычажной подвески
• 7. Проверочный расчет сайлент-блоков на прочность
• Заключение
• Список используемых источников

Введение

Сайлентблок представляет собой узел, состоящий из двух металлических втулок и упругой вставки (чаще всего резиновой) между ними. За счет этого элемента происходит гашение колебаний и дребезжаний в соединениях деталей. На сайлентблок приходится львиная доля ударных нагрузок, получаемых подвеской. Ему приходится сдерживать значительные деформации одновременно в различных плоскостях и направлениях. Он должен обеспечивать не только угловую, но и радиальную и осевую податливость. Эластомеры - это полимеры, обладающие в диапазоне эксплуатации высокими эластичными свойствами. Обычно в качестве эластомера в резинометаллических шарнирах используется полиуретан.

Рисунок 1. Резинометаллический шарнир

Автомобиль не может обойтись без сайлентблоков, это:

· Сайлентблоки рычагов передней подвески

· упругие узлы крепления амортизаторов

· элементы крепления реактивных тяг

· элементы крепления стабилизатора поперечной устойчивости

· опоры балок крепления двигателя и коробки передач

· сайлентблоки штанг задней подвески

На сайлентблоки рычагов и штанг подвески приходится больше всего нагрузок, поэтому они выходят из строя чаще. Сайлентблоки выдерживают до100-200 тысяч километров эксплуатации. Но на практике из-за экстремальных дорожных условий срок службы сильно сокращается. Сайлентблок, при своей малозаметности и простоте является важной деталью подвески автомобиля и играет не последнюю роль в ней.

Сайлентблок служит для соединения деталей подвески и гасит вибрации, передаваемые от одной детали к другой. Он состоит из 2 металлических втулок, между которыми находится резиновая вставка. В процессе движения сайлентблок постоянно подвергается сильным нагрузкам и деформации.

Сайлентблоки используются как в передней части автомобиля, так и в задней. Несвоевременная замена сайлентблоков приводит в преждевременному выходу из строя более важных и дорогих деталей и узлов автомобиля, разрушению посадочных мест. Кроме того при движении на скорости автомобиль будет постоянно уводить с траектории.

Состояние сайлентблоков можно контролировать самостоятельно. Сначала производится осмотр детали. Это позволяет убедится в ее целостности либо наличии на ней каких-либо дефектов. Наиболее часто дефекты появляются на резиновой втулке: ее вспучивает, она может треснуть, на ней может отслоиться резина. После визуального осмотра следует проверить люфт в сайлентблока.

Однако не все сайлентблоки владелец автомобиля способен заменить сам. Для замены деталей в узлах креплений коробок передач и двигателей необходимо обратиться к специалистам. Это объясняется тем, что операции эти трудоемки и требуют применения специального оборудования. Самостоятельность в их замене может стоить очень дорого.

автомобиль резинометаллический шарнир подвеска

1. Состав Сайлентблоков

Резинометаллические шарниры изготовлены из предварительно напряженного эластомера, что достигается с помощью пластической деформации (калибрования) внутренней втулки или обоймы после вулканизации. Поэтому, при радиальной нагрузке, в допустимых пределах, резина только незначительно работает на растяжение. Срок службы при этом, существенно увеличивается. Так как, за счет вулканизации, сцепление между резиной и металлом очень прочное, между ними при нагрузке не возникает скольжения. А вследствие небольшой предварительной деформации резины в обойме, посадка у них более надежная.

Резинометаллические шарниры не требуют технического обслуживания, так как вода и грязь практически не оказывают влияния на их свойства, и, в отличие от подшипника скольжения, они не нуждаются в смазке. Они обеспечивают шумоизоляцию благодаря эластомерному слою, и компенсируют допуски изготовления других конструкционных элементов. Типичным случаем применения сайлентблоков являются эластичные карданные шарниры на вибрирующих храповых механизмах или эластичные опоры для валов, осей и рулевого управления. При применении сайлентблоков для связи элементов конструкции с "почти замкнутой силовой системой" используют различную жесткость сайлентблоков в различных направлениях.

2. Исходные данные

В = 2,8 м. - база подвески; 1= 0,4 м. - длина нижнего рычага; 2= 0,24 м. - длина верхнего рычага; С = 44600 Н/м - жесткость подвески; m1 = 855 кг. - масса автомобиля приходящаяся на переднюю ось.

3. Материалы

Втулки сайлентблоков изготавливаются из стали марки 7-НО-68-1 ГОСТ 252-53. Контактирующие с резиной поверхности металла должны обладать высокой чистотой поверхности. Марка резины 7-6-163 ГОСТ 25105-82. Для улучшения сцепления между резиной и металлом и создания в резине предварительного натяжения шарнир вулканизируют в пресс-форме.

Стойку отливают из чугуна марки СЧ12.

4. Конструкция и характеристика резинометаллического шарнира

Развитием конструкции резинометаллических втулок являются резинометаллические шарниры. Цилиндрические шарниры представляют собой подшипниковый узел (рисунок 1), наружная и внутренняя посадочные поверхности, которого образованы металлическими втулками; между втулками плотно запрессован резиновый цилиндр. Между резиной и металлом создается давление около 30 кг/смІ, что при коэффициенте сцепления 0,7 обеспечивает передачу напряжений сдвига до 20 кг/смІ. Внутреннюю обойму можно повернуть по отношению к наружной на угол до 40° без нарушения сцепления. Шарниры этого типа обладают большой радиальной и осевой жесткостью и допускают лишь незначительные углы перекоса.

Рисунок 2 - Резинометаллический цилиндрический шарнир.

Опыт изготовления таких шарниров показал, что контактирующие с резиной поверхности металла должны обладать высокой чистотой поверхности; шероховатые и рифленые поверхности оказываются менее пригодными. Иногда для улучшения сцепления между резиной и металлом и создания в резине предварительного напряжения шарнир вулканизируют в пресс-форме.

5. Определение статической нагрузки на одно колесо подвески

Определим нагрузку на переднюю ось:

G1= m1•g [Н] (1), G1= 855•9,81 = 8387,55 [Н]

Нагрузка, приходящаяся на одно колесо, будет определяться по формуле:

G = G1/2 [Н] (2), G = 8387,55/2 = 4193,77 [Н] (3)

6. Влияние резинометаллических шарниров на жесткость рычажной подвески

В общем случае подвеска может иметь резинометаллические шарниры во всех

Рисунок 3 - Схема подвески с резинометаллическими шарнирами

Жесткость резинометаллических шарниров, отнесенная к колесу автомобиля, может быть определена из следующих соображений. Если обозначить через Тк ту часть полной вертикальной силы на колесе, которая расходуется на деформацию резиновых шарниров, то при перемещении колеса в вертикальном положении на величину dsк, баланс работы может быть выражен уравнением:

Tк•dsк = Ма•dца + Мb•dцb + Мd•dцd + Мe•dцe (4)

Дифференцируя уравнение (4), получим уравнение жест к ости подвески:

=?+?+?+?+? (5)

где

Ma, Мb, Мd, Мe - скручивающие моменты, действующие соответственно на шарниры А, В, D, Е; ца, цb, цd, цe - углы закручивания резиновых шарниров, расположенных соответственно в точках А, В, D и Е. Жесткость резинового шарнира (при закручивании) может быть определена из уравнения:

?G?b? [Н•м] (6)

где G - модуль упругости резины второго рода;

G = 35·10і - Н/мІ при твердости резины (по Шору) 30 - 60;

bz - длина резиновой втулки;

Dн и Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметры резиновой втулки.

Определим жесткость шарниров A и D:

?G?b? [Н•м] (7)

<...