Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

Поворотный кулак

Учитывая имеющиеся запасы прочности цапфы поворотного кулака автомобиля ЗИЛ-164А, ее размеры для автомобиля ЗИЛ-130 оставили такими же, кроме диаметра резьбового хво­ стовика, который был несколько увеличен. Расчетные напряже­ ния от изгибающих моментов в сечении у галтели шейки внут­ реннего подшипника достигают следующих значений в кгс/см2:

Усталостная прочность данных цапф поворотного кулака ха­ рактеризуется кривой усталости 1 (рис. 65). Предел выносливо­

го, кгс/ммг

цапфы с такими характеристиками усталостной прочности име­ ют достаточную эксплуатационную долговечность. Однако в свя­ зи с тем, что поворотные кулаки автомобиля ЗИЛ-130 после до­ полнительной механической обработки используются также на автобусах ЛиАЗ и ЛАЗ, где на них действуют более высокие нагрузки, чем на автомобиле ЗИЛ-130, долговечность цапфы кулака была повышена путем накатки галтели. Кривая 2 уста­ лости характеризует поворотные кулаки с накаткой галтели цапфы. Применение накатки галтели повысило долговечность цапфы более чем в 1 0 раз, а предел выносливости ее а-\ =

— ± 16,8 кгс/мм2 Для оценки прочности проушин поворотных кулаков были

проведены стендовые программные испытания их вместе с рыча­ гами. Эти испытания показали, что усталостная прочность про­ ушин не меньше усталостной прочности усиленных рычагов (см. ниже).

1 6 8

Шкворневой узел передней оси

Шкворневой узел передней оси автомобиля ЗИЛ-130 имеет такие же размеры, как и узел автомобиля ЗИЛ-164А, и полно­ стью унифицирован для двухосных грузовых автомобилей ЗИЛ.

Расчетные напряжения в деталях шкворневого узла приве­ дены в табл. 59.

5Э. Расчетные напряжения в деталях шкворневого узла

Опыт эксплуатации показал, что данный шкворневой узел при установке его на автомобиль ЗИЛ-130 обладает достаточной долговечностью.

Рычаги поворотного кулака

С целью использования поворотных кулаков ЗИЛ-130 на гру­ зовых автомобилях ЗИЛ-164А первоначально на новых автомо­ билях устанавливали рычаги, у которых размеры посадочного конуса были такие же, как и у рычагов автомобиля ЗИЛ-164А. Однако при дорожных испытаниях и эксплуатации в особо тя­ желых дорожных условиях в отдельных случаях рычаги лома­ лись.

Исследование нагруженное™ рулевого привода показало, что гидроусилитель рулевого механизма и высокие скорости движе­ ния автомобиля ЗИЛ-130 создают значительные нагрузки на де­ тали привода при эксплуатации. Поэтому у рычагов поворотного кулака был увеличен диаметр сечения заделки. Кривые устало­ сти рычагов до и после усиления при испытании их в симметрич­ ном цикле' нагружения приведены на рис. 6 6 . Увеличение диа­

метра конусной части в сечении заделки с 35 до 41 мм привело к повышению предела выносливости приблизительно в 1,4 раза. Расчет по накопленному усталостному повреждению с учетом по­ лученных кривых усталости и распределения эксплуатационных нагрузок, пересчитанного на 1 0 0 тыс. км пробега (рис. 6 6 ), пока­

зал, что долговечность усиленных рычагов возросла более чем в 6 раз. Это было подтверждено последующими программными

1 6 9

испытаниями рычагов обоих размеров, результаты которых по­ казали также, что эксплуатационная долговечность усиленных поворотных рычагов достаточна. Разрушения их в эксплуатации не отмечались.

Мв. кгс-п

Рис. 66. Кривые усталости поворотных рычагов и распределение на­ грузок, действующих на них в эксплуатации (А'іа — амплитуда изги­ бающих моментов):

/ — кривая усталости рычагов до усиления; 2 — кривая усталости рычагов после усиления; 3 — распределение эксплуатационных нагрузок при пробеге автомобиля 100 тыс. км по булыжному шоссе со скоростью 10 км/ч

Расчетные напряжения в поворотных рычагах от действия максимального расчетного момента на валу сошки приведены

втабл. 60.

60.Расчетные напряжения в рычагах поворотного кулака

Поперечная рулевая тяга

Опыт эксплуатации шарниров поперечных рулевых тяг с экс­ центричными боковыми вкладышами, применявшихся на ранее выпускавшихся автомобилях ЗИЛ, показал, что в шарнирах та­ кой конструкции часто ломаются пружины и быстро появляется повышенный зазор. Поэтому для автомобиля ЗИЛ-130 был раз-

170

работам шарнир, обладающий значительно большей надеж­ ностью.

В связи с тем что шаровой палец, устанавливавшийся в шар­ ниры старой конструкции, обладает достаточной усталостной и статической прочностью, он был применен на автомобиле ЗИЛ-130. Предел выносливости этого шарового пальца в сред­ нем в 1,5 раза выше, чем у остальных деталей рулевого привода автомобиля ЗИЛ-130. Благодаря использованию единого шаро­ вого пальца удалось обеспечить взаимозаменяемость шарниров новой и старой конструкций.

Ниже приведены результаты расчета деталей поперечной ру­ левой тяги при действии максимального расчетного момента на валу сошки:

Благодаря возможности применения по условиям прочности на автомобилях ЗИЛ-130 шарового пальца автомобиля ЗИЛ-164 были унифицированы шарниры продольных тяг этих автомоби­ лей. Однако дорожные испытания и опыт эксплуатации, в пер­ вую очередь автомобилей-самосвалов ЗИЛ-ММЗ-555, показали, что долговечность шарниров с вкладышами старой конструкции недостаточна из-за интенсивного износа поверхностей трения. Кроме того, было установлено, что изогнутая по компоновочным соображениям продольная тяга подрезает тело хвостовика шаро­ вого пальца кромками окон.

Для повышения долговечности шарниров продольной тяги была несколько изменена ее конструкция. Увеличена поверхность трения шарниров новых тяг путем увеличения угла охвата шаро­ вого пальца вкладышами (рис. 67), что обеспечило:

— значительное снижение интенсивности износа шаровых пальцев и вкладышей (по результатам сравнительных эксплуата­ ционных испытаний тяг, проведенных на автомобилях-самосва­

ностей пальцев, при котором исключалась ступенчатая выработ­ ка по границам контакта с вкладышами, приводившая иногда в эксплуатации к заклиниванию шарнира;

171