9.4. Расчет и исследование основных параметров стенда

Стенд предназначен для балансировки колёс автомобилей в условиях ремонтной мастерской предприятий агропромышленного комплекса, где имеет место многомарочный состав автопарка. Поэтому максимальную гру-зоподъёмность поворотного крана следует рассчитывать исходя из массы наиболее тяжелого колеса с учетом массы оправки.

Как уже отмечалось, чувствительность стенда к дисбалансу зависит от расстояния а между точкой подвеса и центром тяжести колеса с оправкой, поэтому должна быть предусмотрена возможность изменять это расстояние.

Исследуем зависимость угла отклонения оси колеса от вертикали при постоянном значении а. Для этого составим расчетную схему (рис. 9.10).

Рис. 9.10. Расчётная схема.

В состоянии равновесия сумма моментов относительно точки О равна нулю. Составим уравнение равновесия.

( 9.1)

где G_o6 - общая сила тяжести колеса и оправки, Н;

а - расстояние от точки подвеса до центра тяжести колеса, м;

- угол отклонения оси колеса от вертикали, °;

F_о6 - сила тяжести от дисбалансной массы, приведенной к ободу колеса, Н;

R_o - радиус обода колеса (радиус установки балансировочных грузиков), м.

Из конструктивных и практических соображений целесообразно огра-ничить угол отклонения оси колеса от вертикали при максимальном допус-тимом дисбалансе для всех колёс постоянной величиной (например, = 15°). Тогда, как следует из уравнения (9.1), значение параметра а для конкретного колеса можно рассчитать по формуле

(9.2)

Исследуем зависимость дисбаланса от угла а. Для этого из уравнения (9.1) выразим значение F_дб:

(9.3)

Задаваясь значением а, будем находить соответствующие значения а затем построим график зависимости . Исследование проведём на примере колеса автомобиля ВАЗ с шиной 175/70R13, имеющего следующие параметры: масса колеса = 14 кг.; радиус обода R_o = 0,16 м.; допустимый статический дисбаланс (см. табл. 9.1) B = 1,75 кг см.

Массу оправки примем равной т₀ = 1,0 кг., тогда

G_o6 = (m_K+m_o)g = (14 + 1)9,81 = 147,15 Н,

где g - ускорение силы тяжести, g = 9,81.

Масса дисбаланса, приведенная к ободу колеса

тогда

По формуле (3.2) найдем необходимое значение параметра а:

Подставим в формулу (9.3) принятые значения параметров. В резуль-тате получим:

(9.4)

Результаты исследования зависимости приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Зависимость между дисбалансом и углом отклонения оси колеса от вертикали

Угол , °	0	5	10	15	20	25	30
Сила ,Н.	0	0,35	0,7	1,07	1,45	1,87	2,32
Дисбаланс D, кг-см.	0	0,57	1,14	1,74	2,37	3,05	3,78
Масса грузика, необ-ходимая для балан-сировки .	0	35,35	71,42	108,79	148,16	190,35	236,4

Для большей наглядности по данным табл. 9.2 построен график, приве-денный на рис. 9.11.

2,0

1,0

1,0

0,5

0

5 10 15 20 25 30

Рис. 9.11. Зависимость между силой дисбаланса и углом отклонения оси колеса от вертикали

Из рис. 9.11 видно, что зависимость между дисбалансом и углом откло-нения оси колеса от вертикали в выбранном нами диапазоне от 0 до 30° нем-ного нелинейная, что следует учитывать при градуировке шкалы линейки.