Розрахунок довжини роликів і відстаней між їхніми торцями провадять за схемою (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Розрахункова схема вибору параметрів роликового блоку

З геометричних співвідношень знаходять відстані В– між зовнішніми таb– внутрішніми торцями роликів

B = B_max + 2a′, b = B_min – 2a′′, (7.2)

де B_max і B_min – відповідно, ширина за зовнішніми границями коліс найбільшого автомобіля й внутрішніх границь коліс найменшого автомобіля;

a′ і a′′ – запас довжини роликів, (звичайно приймають рівним 100…150 мм).

Довжина роликів l_p, яка залежить від конструктивних параметрів шин і ступеня універсальності стенда, визначається виразом

. (7.3)

Для осей із двоскатними колесами при колії кта ширині профілю шинВ_шмаємо

B_max= K_max+В_ш;B_min=K_min–В_ш..

Для осей с двоскатними колесами

B_max=K_max+ 2 В′_ш+ 50;

B_min=K_min– 2В′′_ш – 50.

При випробуваннях автомобіля на стенді, якщо неправильно обрана відстань L (рис. 7.10), відбудеться відрив колеса від заднього ролика, тобто автомобіль виїде зі стенда. Щоб цього не відбулося, повинна виконуватися умова

G′_к · φ ≤ G′_к · sin α + G_к · f + G"_к · f_р, (7.4)

де φ – коефіцієнт зчеплення коліс із роликами;

f іf_р– коефіцієнти опору коченню коліс по поверхні помосту й роликах.

Якщо виразити сили через G_к, припустивши, що G′_к≈ G "_к, маємо

φ · G_к · cos α ≤ G_к · sin α + f · G_к + f_р · G_к · cos α . (7.5)

Для сталевих роликів

f ≈ f_р · cos α. (7.6)

Рис. 7.10. Схема взаємодії колеса й роликів стенда перевірки потужності

Підставивши вираз (7.6) у рівняння (7.5), і розділивши обидві частини нерівності на G_к· cos α знаходимо, що

φ ≤ tg α + 2 · f_р або tg α ≥ φ − 2 · f_р .

З огляду на те, що 2 · f_р в 10...15 раз менше φ, приблизно можна вважати, що

tg α ≥ φ. (7.7)

Якщо φ = 0,5, то α ≥ 27 . (На практиці α = 30 ). Тоді відстань між осями роликів

L = 2 · (r_к + r_р) · sin α = r_к + r_р , (7.8)

де r_к та r_р – відповідно, радіуси колеса і ролика.

Однак при α ≥ 27 стенд повинен бути обладнаний виштовхувачем коліс (рис. 7.11).

Хід підйомника виштовхувача

H=H′+h,

де H′= (R_p+R_k) ·(1 – cosα);

h = 20 ... 30 мм – гарантований зазор (проміжок).

а

б

Рис. 7.11. До розрахунку ходу, підйомника:

а – підйомник опущений; б – підйомник піднятий

В якості виконавчих механізмів підйомників можливо використання пнемоподушок підвіски автобусів. Піднімальна сила виштовхувача повинна перевищувати вагу, яка приходиться на колесо. Іноді виштовхувачі конструктивно поєднують із гальмом, що блокує ролики в момент виїзду автомобіля. За цих умов зусилля Pна штоку виконавчого механізму

, (7.9)

де φ₁ – коефіцієнт тертя між гальмовою накладкою й роликом.

З метою зменшення сили P колодки розташовують під деяким кутом відносно вертикальної осі (рис. 7.12). При цьому

.

При розрахунках обирають значення φ = 0,5, а φ₁ = (0,28...0,62) залежно від матеріалу фрикційних накладок. Накладки від гальмових механізмів автомобілів, до складу яких входить коротко волокнистий азбест, наповнювачі у вигляді оксиду цинку, залізного сурику й сполучні синтетичні смоли, забезпечують φ₁ = 0,3...0,35.

Площа накладки S визначається з урахуванням питомого тискуp₀у вигляді:

. (7.10)

Звичайно приймають p₀ = 0,15 ... 0,25 Н/мм². При значній величині площі необхідно використовувати гальма без накладок. При цьому в розрахунках φ₁= 0,15, аp₀ = 50 Н/мм². У ряді випадків, коли зусилля на виконавчому механізмі виходить занадто великим, використовують спеціальні гальмові пристрої у вигляді зубчатих дисків, що сидять на одному валу з роликом і загальмовувача окремим виконавчим механізмом (рис. 7.12).

а

Рис. 7.12. Варіанти конструкцій гальм роликів:

а – гальмо сполучене з підйомником; б – гальмо виконане у вигляді стопора;

1 – ролик; 2 – фрикційна накладка; 3 – зубчатий диск; 4 – пневмоциліндр

Здебільшого в якості виконавчого механізму використовують гальмові камери автомобілів.

П

б

риклад розрахунку параметрів роликового блоку стенда для автомобіля ГАЗ-31029. Випишемо необхідні дані для розрахунку: 1) статичний радіус колеса r_к = 0,315 м; 2) ширина профілю шини В_ш = 185 мм; 3) колія передніх коліс автомобіля – К_max = 1470 мм; 4) колія задніх коліс – К_min = 1420 мм.

За формулою (7.1) обчислюємо діаметр ролика:

D_p = (0,7 … 0,8) · 0,315 = (0,221 … 0,252) м.

Отриманий діаметр ролика округляємо до найближчого рекомендованого

D_p = 240 мм.

Ширина за зовнішніми B_max та внутрішніми B_min границями коліс автомобіля;

B_max = K_max + B_ш = 1470 + 185 = 1655 мм;

B_min = K_min – B_ш = 1470 – 185 = 1235 мм.

Згідно формул (7.2) визначаємо, відповідно, відстань між зовнішніми B і внутрішніми b торцями роликів, а по формулі (7.3) – довжину роликів l_p. Припускаючи, що a′ = a′′ = 100 мм, маємо

B = B_max + 2  a′; B = 1655 + 2 100 = 1855 мм;

b = B_min – 2  a′′; b = 1235 – 2 100 = 1035 мм;

l_p = мм.

Обираємо  = 35, тоді згідно (7.8) міжцентрова відстань L дорівнює

L = 2 · (r_к + r_р) · sin α; L = 2  (315 + 120)  sin 35  500 мм.

Так як обране значення кута  більше 27, тому даний роликовий блок повинен бути оснащений виштовхувачем.