Файл: Восстановительный ремонт шин..pdf

более объективной оценки эксплуатационных качеств шин необхо­ димо применять комплексные методы испытаний на стендах, вклю­ чающие:

измерение механических потерь на качение; измерение температуры в шине; определение ходимости шины до разрушения;

определение прочности каркаса шины при сосредоточенном при­ ложении нагрузки к неподвижному колесу.

Испытания на стендах восстановленных или отремонтированных шин в принципе не отличаются от испытаний новых шин. Поскольку, однако, восстановленные или отремонтированные шины менее проч­ ны и менее работоспособны, чем новые, значительно сокращаются сроки их обкатки на станках. Стендовые испытания восстановленных или отремонтированных шин могут проводиться также с получением специфических показателей: ходимости до разрушения отремонтиро­ ванных зон либо до отслоения наложенного нового протектора. Во всех случаях величиной, определяющей ходимость шин на стан­ ках, является радиальная нагрузка и вызываемый ею прогиб шины.

Определение потерь на качение. Потери на качение возникают как следствие невозвращенных затрат энергии, связанных главным образом с механическим гистерезисом и теплообразованием в мате­ риалах шины. Механический гистерезис в свою очередь определяется динамическими свойствами (модулями упругости и трения) шинных резин, а также шинного корда.

Большие механические потери при качении могут повысить тем­ пературу шины до 100° С и более, что приводит к резкому (в 2—3 раза) снижению прочности и возрастанию утомляемости при много­ кратных деформациях шинных резин и корда, а также к снижению прочности связи между ними.

Шины с большими потерями на качение быстрее разрушаются вследствие преждевременного износа или отслоения протектора, рас­ слоения или разрыва каркаса. Потери на качение определяют на станке динамометрическим устройством, измеряющим крутящий момент; их также определяют так называемым инерционным спосо­ бом по замедлению свободного качения шины. В последнем случае автоматически действующим секундомером и таходинамо измеряется время замедления свободного вращения системы барабан — шина в узком заданном интервале снижения скорости качения (например, на 5—10 км/ч). Очевидно, что чем больше время замедления (чем медленнее снижается скорость), тем меньше потери на качение шины. Таким образом, время замедления т3 (при снижении скорости каче­ ния, например с 55 до 50 км/ч) или наоборот — снижение скорости щ за выбранный интервал времени может уже служить характери­ стикой потерь. При этом, если масса барабана и связанных с ним вращающихся частей станка велика, а потери в системе барабана малы по сравнению с массой шины и потерями в ней, т3 — обратно пропорционально, а п3 — прямо пропорциональновеличине потерь.

Измерение т3 и п3 проще всего осуществляется регистрацией замедления вращения бегового барабана на бумажной лейте

357

самопишущего вольтметра (фиксирующего напряжение тахометрагенератора, пропорциональное скорости вращения). При отсутствии этих автоматических приборов т3 и п3можно измерить обычным тахо­ метром и секундомером.

По т3 и п3, массам и радиусам барабана и шины можно рассчитать силу сопротивления качению шины, работу, затрачиваемую за один оборот, и коэффициент сопротивления качению. Соответствующие расчетные формулы приведены в книге Бидермана и др. «Автомо­ бильные шины».

Измерение температуры элементов шины. Температура, разви­ вающаяся в обкатываемой шине, характеризует как теплообразова­ ние, так и теплопередачу. Температура зависит от конструкции шины, а также динамических и теплофизических свойств шинных материа­ лов, скорости и температуры омывающего воздушного потока и дру­ гих внешних условий.

Рис. Х.7. Шинообкаточный станок ИПЗ:

1 — мотор; 2 — беговой барабан; з — испытуемая шина; 4 — рычажная система; 5 — груз.

Температуру шины измеряют периодически во время непродолжи­ тельных ее остановок при помощи игольчатых термопар, которые вводятся в каркас, протектор и брекер на глубину от 10 до 30 мм. Измерения температуры должны проводиться в течение 1—2 мин, желательно одновременно несколькими термопарами. За это время шина не успевает остыть и температура перераспределиться по слоям. Если измерения производить за более короткое время, термопара не успевает достигнуть приблизительного равновесия с окружающей

еенагретой резиной вследствие своей тепловой инерции. Температура шины интенсивно возрастает в течение первого часа

обкатки, а затем медленно приближается к равновесному значению, которое достигается практически через 2 ч обкатки. Таким образом, измерение равновесной температуры следует производить только по истечении указанного времени. Чем выше температура шины при ее обкатке, тем (при прочих равных условиях) меньше ее кило­ метраж пробега.

Определение ходимости шин на обкаточных станках. Испытания автомобильных шин производят на обкаточных станках ИПЗ (рис. Х.7) главным образом для определения усталостной долговеч­ ности или выносливости шины (километраж пробега до разрушения).

3 5 8

На станке одновременно устанавливают и испытывают две шины. На беговом барабане диаметром 1592 мм размещено шесть металли­ ческих выступов — клиц высотой до 20 мм, располагаемых под раз­ ными углами в пределах от 0 до 135° к оси вращения. Радиальная нагрузка на шину создается навешиванием на вертикальные тяги, соединенные рычажной системой с осью шины, определенного груза. На станке можно обкатывать грузовые и легковые шины под нагруз­ кой до 4500 кгс при скоростях от 25 до 150 км/ч.

Порядок испытаний восстановленных или отремонтированных шин на обкаточных станках рекомендуется следующий:

для испытаний отбирают 3—5 шин от партии; восстановленные шины обкатывают на беговом барабане с шестью

клицами высотой 20 мм, равномерно расположенными под углами 0, 45 и 135° к оси вращения. Отремонтированные шины (только местный ремонт) обкатывают при высоте клиц, равной 10 мм;

внутреннего давления в шине.

В помещении, в котором установлен станок, должны поддержи­ ваться постоянными температура воздуха в пределах 25—30 °С и влажность 50—65%.

При обкатке шин легковых автомобилей скорость качения соста­ вляет 80 км/ч, нагрузка — 750 кгс; при обкатке грузовых и автобус­ ных шин скорость качения 30—50 км/ч, нагрузка 1000—2400 кгс.

Показателями, характеризующими качество шины, являются: ходимость шин до разрушения, вид разрушения (разрыв каркаса, расслоение каркаса, разрыв или расслоение в зоне ремонта, отслое­ ние пластыря, отслоение наложенного протектора и др.) и макси­ мальная температура в выбранных точках шины в конце испытания.

Как правило, более высокой ходимости шины на станке соответ­ ствует и более высокая долговечность шин при их эксплуатации на автомобиле. Однако использование только одного показателя — ходимости без учета механических потерь, температуры и статиче­ ской прочности может привести к ошибочным выводам.

Кроме описанных испытаний на обкаточных станках, приводя­ щих к разрушениям каркаса, существуют и другие специальные методы обкатки. Особый интерес представляет методика определения динамической прочности связи между элементами шины. Эти испы­ тания проводят на гладком беговом барабане (без клиц) при скоро­ сти 100 км/ч и соответствующих для данного размера шин нагрузках, указанных выше. При этих испытаниях происходит отслоение протек­ тора по стыку новой и старой резины или по старому брекеру, что дает возможность производить оценку прочности связи наложенного протектора с каркасом шины.

Прочность каркаса при действии сосредоточенной нагрузки определяют продавливанием шины стальным наконечником в виде конуса на гидравлическом прессе. Шину при этом накачивают до рабочего давления. При продавливании измеряют работу разрушения

359

(в кгС'М), которая служит характеристикой прочности каркаса или его отремонтированного участка. Шина может подвергаться продавливанию несколько раз. Таким методом удобно оценивать качество ремонта зон повреждений в зависимости от способа вы­ резки и заделки, конструкции пластыря и т. д.

Эксплуатационные испытания восстановленных шин

Испытания восстановленных шин на автомобилях дают наиболее объективную оценку их качества. Однако, как указывалось выше, большое число не поддающихся учету и регулированию факторов, действующих при эксплуатации, приводит к очень большому раз­ бросу значений пробегов шин. Этот разброс особенно велик для вос­ становленных шин (коэффициент вариации пробега К в около 0,45). Поэтому для получения надежных характеристик шин по их про­ бегу с точностью до 2—4% необходимо испытывать не менее 100— 200 шин из контролируемой партии (а в отдельных случаях до 300—400). Это следует из соотношения

где т] — точность результата, %; N — число шин в партии; % — коэффициент надежности, который можно принять равным 1, 2 или 3.

Автохозяйства, проводящие испытания шин, должны регулярно (не реже 1 раза в квартал) высылать шиноремонтному заводу сведе­ ния по установленной форме (табл. Х.1), где указываются пробеги индивидуально по каждой эксплуатирующейся шине на данной ста­ дии испытаний и отмечаются шины, выбывшие из испытаний с ука­ занием причин выхода и километража, пройденного шиной до раз­ рушения.

После того как испытания данной партии шин закончены, опре­ деляют средний пробег партии, а также пробеги и относительное число шин, выбывших из эксплуатации по различным причинам (износ и отслоение протектора, разрыв каркаса, разрушение в зоне местного ремонта и др., табл. Х.2).

где S — средний пробег партии; Si — пробег отдельной шины; N — число шин.

В том случае, когда необходимо определить средний пробег шин по нескольким испытанным партиям, учитывают число шин отдель­ ных партий:

362