ВЫБОР ШИН

Выбор шин для колесных машин производится на стадии проектирования. Основой для выбора шин являются назначение, условия эксплуатации, технические характеристики и требования, заложенные в техническом задании на разработку колесной машины, а также особенности ее компоновки и конструкции.

Основными исходными показателямипри выборе шин являются:

- максимальная радиальная нагрузка на колесо (с учетом перегрузки, если она допускается);

- основные размеры шины (наружный диаметр, ширина профиля, отношение Н/В) с учетом компоновочных проработок;

- максимальная скорость движения колесной машины;

- гарантийная наработка шин;

- минимально-допустимое давление воздуха в шинах (для шин с регулируемым давлением и шин для тракторов при выполнении ими сельскохозяйственных работ).

Максимальная радиальная нагрузка на колесо определяется исходя из полной массы колесной машины, числа осей и колес на каждой оси (для ВАТ – только односкатная ошиновка) и распределения нагрузки по осям (для ВАТ принимается равномерное распределение).

Выбор шин для ВАТ и тракторов производится по расчетной нагрузке на колесо. При этом расчетная нагрузка на ось ВАТ принимается на 10 % выше максимальной с учетом допускаемой перегрузки каждой оси [ 9 ].

При выборе шин для тракторов расчетная нагрузка на колесо определяется с учетом его догрузки за счет навесных сельскохозяйственных машин и технологических орудий, поэтому для передних колес тракторов с колесной схемой 4К4 и задних колес тракторов 4К2 и 4К4 принимается коэффициент запаса грузоподъемности равный 1,3 [ 14 ]. Для тракторов 4К4б, имеющих одинаковые передние и задние колеса, расчетная нагрузка принимается равной статической нагрузке на передние колеса. Кроме того, для унивесально-пропашных тракторов ширина шины должна быть согласована с размерами междурядий.

Необходимо учитывать, что шины большего диаметра обеспечивают лучшие тягово-сцепные свойства, однако, повышают нагрузки в трансмиссии колесной машины и ухудшают показатели устойчивости и управляемости вследствие повышения центра масс и уменьшения угла поворота управляемых колес.

Сортамент шин, их грузоподъемность, величины внутреннего давления воздуха, максимальная скорость, основные размеры, типы рисунков протектора, рекомендуемые типы и размеры ободьев и нормы эксплуатационных режимов стандартизованы.

Выбранные шины для автомобилей должны удовлетворять требованиям по грузоподъемности (с учетом перегрузки, если она допускается, и соответствующего (номинального) давления воздуха), критической скорости, температуре нагрева и упругим характеристикам.

Критическая скорость должна быть в 1,5…2,0 раза выше максимальной. Превышение критической скорости способствует возникновению на беговой дорожке протектора непрерывных тангенциальных колебаний со значительной амплитудой. В результате, вход участков шины в контакт с дорожным покрытием сопровождается ударами, что приводит к критическому возрастанию температуры и быстрому разрушению шины.

Допускаемая температура нагрева всех типов шин определяется свойствами резины и не должна превышать 120⁰С, чтобы не происходили расслоения элементов шины, разрывы каркаса и разрушения брекерного пояса и протектора.

Для тракторов по величине расчетной нагрузки на колесо и выбранной (или заданной) величине давления воздуха в шине подбор осуществляется по ГОСТ 7463.

Методика выбора шин для перспективных образцов ВАТ предусматривает три этапа [ 9 ]:

- предварительный – по приведенной удельной нагруженности шин по объему, являющейся качественным показателем уровня опорной проходимости колесной машины;

- расчетный – по результатам расчета показателей опорной проходимости колесной машины путем математического моделирования ее движения по деформируемым грунтам;

- экспериментальный – оценка выбора шин по ключевым показателям движения колесной машины по дорогам с твердым покрытием и по деформируемым грунтам.

Уровень соответствия нагрузочных и размерных показателей шин возможностям уверенного движения ВАТ по представительным деформируемым грунтам достаточно объективно характеризуется приведенной удельной нагруженностью шин по объему. Поэтому на предварительном этапе выбираются радиальные шины с удельной нагруженностью не более 8,0 т/м³ и диагональные – не более 7,0 т/м³.

Расчетный этап заключается в определении показателей опорной проходимости колесной машины с различными типоразмерами шин и изменением давления воздуха в них с помощью математической модели.

Экспериментальная оценка выбора шин по ключевым показателям движения колесной машины по дорогам с твердым покрытием и по деформируемым грунтам является наиболее достоверной при окончательном выборе шин для ВАТ. При этом выявляются шины, обладающие наиболее предпочтительными показателями по сопротивлению качения, тепловой нагруженности (с определением ее критических значений), и заметности по ИК-излучению, а также обеспечивающие колесной машине наилучшие показатели проходимости по деформируемым опорным поверхностям.

Конструктивное исполнение и размеры колес и ободьев выбирают в зависимости от основных размеров шин (наружного диаметра, ширины профиля и отношения Н/В), размеров тормозных дисков (или барабанов), наличия колесных (или бортовых) редукторов ведущих мостов и с учетом создания необходимых условий для охлаждения и вентиляции тормозных механизмов.