Bilim.techО проекте

Ищет по всем темам: названиям, разбору формул и терминам.

Например:

    Ступица колеса с тормозом

    На чем крутится колесо грузовика и куда девается энергия, когда водитель тормозит? Разбери поворотный кулак, ступицу с двумя коническими подшипниками, тормозной диск и суппорт и посмотри, что крутится, а что стоит.

    01 Что это такое

    Колесо крутится на двух конических подшипниках, а тормоз превращает его движение в тепло.

    Цапфа поворотного кулака стоит, а ступица крутится на ней вместе с колесом. Подшипников два, и стоят они далеко друг от друга: так пара держит не только вес машины, но и момент, который на повороте пытается наклонить колесо. Конические ролики держат и боковую силу, а два подшипника развернуты в разные стороны, и каждый держит ее в свою. Ресурс таких подшипников считается в теме «Подшипник ступицы и его ресурс».

    Тормоз дисковый: диск крутится со ступицей, суппорт стоит на кулаке. Поршни прижимают колодки к диску с двух сторон, и сила трения на радиусе диска дает тормозной момент. Вся энергия движения машины уходит в нагрев диска и накладок, поэтому на длинном спуске тормоза перегреваются, и грузовики тормозят двигателем или ретардером. Об этом тема «Тормозная система и ретардер».

    Люфт
    Осевой люфт подшипников: насколько ступица ходит вдоль цапфы. У грузовиков он обычно в пределах от 0,025 до 0,125 мм, а точное число для своей машины берут из руководства по ремонту. Больше, и ролики бьют по дорожкам, меньше, и подшипники перегреваются.
    Mт
    Тормозной момент: сила, с которой поршни прижимают колодку к диску, умноженная на коэффициент трения, на число трущихся сторон (здесь две) и на средний радиус колодки.
    μ
    Коэффициент трения накладки о диск, обычно от 0,35 до 0,45. Хорошая накладка почти не теряет его и при сильном нагреве.
    02 Модель
    Крути, разбирай, нажимай на детали. 3D-МОДЕЛЬ · 21 ДЕТАЛЬ
    ХОДОВАЯ ЧАСТЬ И ТОРМОЗА

    На чем крутится колесо и как оно тормозит

    Рис. 3D.22
    Крути пальцем или мышью, приближай двумя пальцами или колесикомНажми на деталь
    ВИД

    Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по общей схеме ступицы управляемого колеса грузовика: цапфа на двух конических роликовых подшипниках с наружными диаметрами 160 и 125 мм, гайка со стопорной шайбой и контргайкой, тормозной диск диаметром 480 мм и толщиной 30 мм, суппорт с четырьмя поршнями. Размеры подобраны для наглядности и не повторяют конкретную машину.

    03 Детали по одной

    Что делает каждая деталь

    Нажми «Показать на модели»: деталь подсветится, а остальные станут полупрозрачными.

    1. 01

      Поворотный кулак с цапфой

      Зачем. Неподвижная основа узла. Цапфа, ось, на которой крутится ступица, сделана с кулаком одной деталью. Сверху к кулаку привинчен суппорт, а через бобышки проходит шкворень: на нем кулак поворачивается, когда водитель крутит руль.

      Из чего. Кованая легированная сталь, шейки под подшипники шлифуют.

      Износ. Внутренние кольца подшипников проворачиваются на цапфе, если гайка ослабла, и шейка стирается. Трещины идут от галтели, где цапфа выходит из кулака: там самый большой изгибающий момент.

    2. 02

      Ступица

      Зачем. Литой корпус, который крутится вместе с колесом. В нем запрессованы наружные кольца двух подшипников, снаружи фланец со шпильками колеса, а к внутренней стороне фланца привинчен тормозной диск. Между подшипниками полость под смазку.

      Из чего. Высокопрочный чугун, у тяжелых машин литая сталь.

      Износ. Если посадку разбило, наружное кольцо проворачивается в ступице и стирает гнездо. Во фланце вокруг шпилек появляются трещины от перегруза и плохо затянутых гаек колеса.

    3. 03

      Манжета

      Зачем. Стоит во внутреннем торце ступицы и крутится вместе с ней. Ее резиновая кромка скользит по цапфе и держит смазку внутри, а грязь и воду снаружи.

      Из чего. Стальной каркас, кромка из нитрильной или фторкаучуковой резины.

      Износ. Кромка стирается и дубеет от жара тормоза. Смазка, вытекшая на диск и колодки, опасна: тормоз этого колеса перестает держать. Манжету меняют при каждой разборке ступицы.

    4. 04

      Наружные кольца подшипников

      Зачем. Запрессованы в ступицу и крутятся вместе с ней. По их коническим дорожкам катятся ролики. Внутренний подшипник крупнее наружного: колесо стоит ближе к нему, и на него приходится больше веса.

      Из чего. Подшипниковая сталь, закаленная до 60 HRC и выше.

      Износ. Дорожка выкрашивается (питтинг) от перегруза или неверного люфта. Подшипник начинает гудеть, ступица греется.

    5. 05

      Внутренние кольца подшипников

      Зачем. Сидят на цапфе и не крутятся. У каждого кольца большой борт, в который упираются торцы роликов. Внутреннее кольцо упирается в бурт цапфы, а наружное поджимает гайка через шайбу.

      Из чего. Подшипниковая сталь, закаленная.

      Износ. Питтинг на дорожке и задиры на борту, если смазки мало. Кольцо может провернуться на цапфе и стереть ее.

    6. 06

      Ролики

      Зачем. Конические ролики катятся между кольцами и держат и вес машины, и боковую силу на повороте. Подшипники развернуты широкими торцами роликов к концам ступицы, поэтому каждый держит боковую силу в свою сторону.

      Из чего. Подшипниковая сталь, закаленная и шлифованная.

      Износ. Выкрашивание и сколы. С большим люфтом ролики бьют по дорожкам, а если перетянуть гайку, подшипник перегревается.

    7. 07

      Сепараторы

      Зачем. Штампованные корзинки держат ролики на равных расстояниях. Внутреннее кольцо, ролики и сепаратор составляют одну сборку, ее не разбирают.

      Из чего. Штампованная сталь.

      Износ. Ломается при перегреве и нехватке смазки. Тогда ролики сбиваются в кучу, и подшипник заклинивает.

    8. 08

      Упорная шайба

      Зачем. Лежит между гайкой и внутренним кольцом наружного подшипника и передает на кольцо усилие гайки, чтобы гайка не терлась прямо о кольцо.

      Из чего. Сталь.

      Износ. Задиры на торце, если гайку затягивали без шайбы или шайба стоит с перекосом.

    9. 09

      Регулировочная гайка

      Зачем. Ею выставляют осевой люфт подшипников. Гайку затягивают, проворачивая ступицу, чтобы ролики встали на место, потом отпускают на часть оборота: ступица должна крутиться легко, но не качаться.

      Из чего. Сталь.

      Износ. Если гайка отвернулась, люфт растет, колесо качается, и подшипники разбиваются за несколько смен.

    10. 10

      Стопорная шайба

      Зачем. Ставится между гайкой и контргайкой. Ее усики загибают на грани гаек, и гайки не могут отвернуться.

      Из чего. Мягкая сталь, чтобы усики гнулись.

      Износ. Загнутый усик второй раз не гнут, он ломается. Шайбу меняют при каждой регулировке.

    11. 11

      Контргайка

      Зачем. Затягивается поверх стопорной шайбы и прижимает ее к регулировочной гайке.

      Из чего. Сталь.

      Износ. Слабо затянутая контргайка не держит регулировочную гайку.

    12. 12

      Колпак ступицы

      Зачем. Закрывает гайки и наружный подшипник от грязи и держит смазку внутри ступицы.

      Из чего. Штампованная сталь или литой алюминий.

      Износ. Помятый колпак пропускает воду, смазка превращается в эмульсию, и подшипник ржавеет.

    13. 13

      Болты колпака

      Зачем. Шесть болтов прижимают колпак к торцу ступицы.

      Из чего. Сталь.

      Износ. Откручиваются от вибрации, если затянуты слабо.

    14. 14

      Шпильки колеса

      Зачем. Запрессованы во фланец ступицы. На них надевают диск колеса и затягивают гайками.

      Из чего. Легированная сталь, класс прочности 10.9.

      Износ. Вытягиваются и рвутся, если гайки перетянуты или колесо ездило с ослабшими гайками. Вместе с сорванной шпилькой меняют и соседние.

    15. 15

      Тормозной диск

      Зачем. Крутится вместе со ступицей. При торможении колодки сжимают его с двух сторон, и энергия движения машины уходит в нагрев диска и накладок.

      Из чего. Серый чугун: хорошо проводит тепло и меньше коробится.

      Износ. Износ по толщине, трещины от перегрева, коробление: при торможении бьет педаль. Диск меняют, когда толщина дошла до наименьшей допустимой, которую выбивают на диске.

    16. 16

      Болты диска

      Зачем. Двенадцать болтов притягивают диск к внутренней стороне фланца ступицы.

      Из чего. Сталь, класс прочности 10.9.

      Износ. Если болт ослаб, диск бьется, и колодки стираются неровно.

    17. 17

      Суппорт

      Зачем. Неподвижная скоба над диском, привинчена к кулаку. В ней по два поршня с каждой стороны диска. Когда водитель жмет на педаль, давление в цилиндрах выталкивает поршни, и они прижимают колодки к диску. Сверху суппорт открыт: видна толщина накладок.

      Из чего. Литой чугун или сталь.

      Износ. Поршни прикипают в цилиндрах от грязи и ржавчины: колодка или не прижимается, или не отходит, и диск перегревается.

    18. 18

      Болты суппорта

      Зачем. Два болта держат суппорт на кулаке. Через них на кулак уходит весь тормозной момент колеса.

      Из чего. Сталь, класс прочности 10.9.

      Износ. Их затягивают моментом по инструкции и проверяют при обслуживании: сорванный суппорт может заклинить колесо.

    19. 19

      Поршни

      Зачем. Под давлением жидкости выдвигаются из цилиндров суппорта и прижимают колодки к диску. Их ход меньше миллиметра. Внутри поршни полые: так от колодки в тормозную жидкость уходит меньше тепла.

      Из чего. Сталь с хромовым покрытием.

      Износ. Царапины и ржавчина на поршне рвут уплотнение, жидкость течет, и тормоз слабеет.

    20. 20

      Колодки

      Зачем. Стальные пластины с фрикционными накладками. Колодки стоят в окне суппорта по обе стороны диска, поршни давят на пластины. Менять их можно сверху, не снимая суппорт.

      Из чего. Стальной лист.

      Износ. Если накладка стерлась до пластины, металл режет диск. Толщину накладок проверяют сверху через окно суппорта.

    21. 21

      Фрикционные накладки

      Зачем. Трутся о диск. Их состав подбирают так, чтобы трение было высоким и почти не падало при нагреве.

      Из чего. Смесь волокон, металлической стружки, графита и смолы, спеченная под давлением.

      Износ. Стираются, а при перегреве покрываются глазурью, и трение падает. Масло или смазка на накладках тоже лишают их трения: такие колодки меняют.

    04 Где стоит и как ломается

    Где стоит

    Как ломается и как это заметить

    Темы сайта про этот узел

    Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по общей схеме ступицы управляемого колеса грузовика: цапфа на двух конических роликовых подшипниках с наружными диаметрами 160 и 125 мм, гайка со стопорной шайбой и контргайкой, тормозной диск диаметром 480 мм и толщиной 30 мм, суппорт с четырьмя поршнями. Размеры подобраны для наглядности и не повторяют конкретную машину.

    Еще в направлении «3D-модели»

    Все темы направления «3D-модели» →