КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к колесам транспортных средств высокой проходимости с бескамерными шинами сверхнизкого давления.
Из уровня техники известны колеса, содержащие бескамерную шину сверхнизкого давления, борта которой зажимаются между жестко соединенным с ободом фланцем, имеющем посадочную полку, и съемным бортовым кольцом с закраиной (RU №9601 U1, B60B 21/02, опублик. 16.04.99).
Недостатком такой конструкции является сложная конфигурация фланцев и бортовых колец, способствующая высокой трудоемкости их изготовления. Кроме того, герметизация бескамерных шин на ободе такой конструкции предъявляет высокие требования к равномерности ширины бортов шины по окружности, что усложняет технологический процесс изготовления шин и увеличивает их стоимость.
Известны также колеса с бескамерными шинами сверхнизкого давления, ободья которых имеют конические посадочные полки, вершины конусов которых направлены наружу от плоскости вращения колеса, и съемные бортовые закраины, обеспечивающие посадку бортов шины на полки обода (RU 2089403, B60B 21/10, дата публ. 10.09.1997; RU 2104165 C1, B60B 25/04, дата публ. 10.02.1998).
В этих патентах оговорено взаимное расположение бортовых закраин, полок обода и интервал значений углов между образующими конусных поверхностей борта шины и полки обода (145-174°), а также угол наклона образующей конусной поверхности борта к оси вращения колеса 0-15°. Однако, без привязки указанных углов к соотношению размеров сопрягаемых диаметров бортов шины и полок обода, все рассуждения о посадке бортов шины на ободе и о герметизации шины бессмысленны, т.к. посадка бортов шины на полки обода предполагает наличие натяга, т.е. превышение значений сопрягаемых диаметров обода над диаметрами бортов.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является колесо по патенту RU 2089403 (B60B 21/10, дата публ. 10.09.1997). Общими признаками с прототипом являются выполнение колеса транспортного средства с бескамерной пневматической шиной, смонтированной на ободе с коническими полками, борта которой выполнены с внутренними металлическими бортовыми кольцами и коническими посадочными поверхностями, смонтированной на ободе с коническими полками, вершины конусов которых направлены наружу от центральной плоскости вращения колеса, и со съемными бортовыми закраинами, обеспечивающими посадку бортов шины на обод с натягом.
Заявлено колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, борта которой имеют внутренние металлические кольца и конические посадочные поверхности, смонтированную на ободе с коническими полками, вершины конусов которых направлены в противоположную сторону от центральной плоскости вращения колеса, и съемными бортовыми закраинами, обеспечивающими посадку бортов шины на полки обода с натягом. При полной посадке бортов шины их натяг на ободе под носками и под бортовыми кольцами составляет соответственно (8-15) мм и (3-6) мм. Под натягом понимается разница диаметров сопряженных точек обода и борта шины до ее монтажа.
Задачей заявленной полезной модели является оптимизация значений натягов бортов шины при их посадке на полки обода, что позволяет обеспечить технический результат, заключающийся в обеспечении герметизации шины на ободе при внутренних давлениях воздуха 0,05-0,07 МПа и увеличении надежности посадки бортов на полках обода при внутренних давлениях воздуха 0,005-0,015 МПа.
Сущность технического решения поясняется на чертеже, где показан фрагмент посадки борта пневматической шины на колесе.
Колесо содержит пневматическую шину 1 с бортами 2, каждый из которых имеет внутреннее металлическое бортовое кольцо 3 и коническую посадочную поверхность 4, представляющую собой усеченный конус, диаметр большого основания которого равен посадочному диаметру шины (), а диаметр малого основания - диаметру носка 5 () борта 2. Угол наклона (α) посадочной поверхности 4 борта 2 к оси вращения колеса составляет 3-8°.
Шина 1 смонтирована на ободе 6, с коническими полками 7, вершины конусов которых направлены наружу от центральной плоскости вращения колеса, и съемными бортовыми закраинами 8. Конические полки 7 и бортовые закраины 8 выполнены заодно с фланцами 9 и 10. Конфигурация бортовых закраин 8 такова, что при стягивании фланцев 9 и 10 болтовыми соединениями 11, закраины 8 заходят на конические полки 7, обеспечивая посадку бортов 2 на полках 7 обода 6 с натягом.
Величина натяга носка 5 борта 2 составляет (8-15) мм.
Величина натяга под серединой бортового кольца 3 составляет (3-6) мм.
Указанные интервалы значений натягов бортов шины по носку 5 и под кольцом 3 выбраны на основании расчетов прочности бортовых колец и анализа опыта многочисленных испытаний шин сверхнизкого давления.
Натяг по носку 5 борта в пределах (8-15) мм обеспечивает надежную герметизацию шины при работе в различных условиях эксплуатации в диапазоне внутренних давлений воздуха от 0,005 до 0,07 МПа. Увеличение этого натяга свыше 15 мм сильно затрудняет монтаж шины на обод и увеличивает усилия в болтовых соединениях, снижая тем самым их надежность. Уменьшение натяга меньше 8 мм снижает надежность герметизации шины при внутренних давлениях 0,05-0,07 МПа.
Натяг под бортовым кольцом в пределах (3-6) мм обеспечивает надежную посадку шины за счет сил трения между ее бортами и полками обода, не давая ей провернуться относительно обода при внутренних давлениях в шине 0,005-0,01 МПа.
Увеличение этого натяга свыше 6 мм значительно увеличивает усилия в бортовых кольцах шины уменьшая их прочность и надежность работы шины. Уменьшение этого натяга меньше 3 мм снижает момент трения между бортами шины и ободом, создавая тем самым возможность проворачивания шины относительно обода особенно при малых внутренних давлениях 0,005-0,01 МПа.
Создание указанных оптимальных значений натягов в определенных точках бортов шины при ее посадке на обод достигается за счет выбора необходимых сочетаний размеров диаметров и углов наклона полок обода, соответствующих сопрягаемым размерам бортов шины при заданном угле их наклона.