Диплом (1234684)

Файл №1234684 Диплом (Трёхмерная модель воздушной пружины вилки велосипеда)Диплом (1234684)2020-10-06СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

______Ю.В. Пономарчук

«_____»___________2016

ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ВОЗДУШНОЙ ПРУЖИНЫ ВИЛКИ ВЕЛОСИПЕДА

ВКР. 09.03.01.ИВТ.01.00.943 - ПЗ

Cтудент 943гр._________________________­__­­____________ В.С. Алянчиков

Руководитель

д.ф.-м.н., профессор ___________________________________О.П. Ткаченко

Нормоконтролер

к.т.н., доцент_________________________________________ Е.В. Буняева

­­­

Хабаровск 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Амортизационные вилки 5

1.1 Виды амортизационных вилок 5

1.2 Компановки вилок 11

1.3 Производители вилок 13

2 Воздушная пружина велосипедной вилки 22

2.1 Пружита с витой негативной пружиной 22

2.2 Пружита с двумя воздушными камерами 23

2.3 Пружита с перепускным клапаном 24

3 Исследование влияния камер пружины 26

3.1 Назначение негативной камеры воздушной пружины 26

3.2 Зависимость работы от объема позитивной камеры 30

3.3 Зависимость работы от объема негативной камеры 32

4 Разработка модели перепускного поршня 34

4.1 Компас 3D 34

4.2 Перепускной поршень 34

5 Инженерный анализ изделия 37

6 Сборка пружины для Marzocchi Shiver 2002 43

Заключение 47

Список использованных источников 48

Приложение А Исследование давления в позитивной камере 50

Приложение Б Исследование давления в негативной камере 51

Приложение В Сборка в разрезе 52



ВВЕДЕНИЕ

Воздушный амортизатор – амортизатор, действующим веществом которого является газ. Возвратно-поступательное движение штока амортизатора затрудняется перепусканием через уплотнения воздуха из одной камеры в другую в результате чего происходит потеря хода амортизатора.

На характер возвратно-поступательных движений влияют объёмы камер пружины.

В качестве рассматриваемой пружины взята камера с перепускающим поршнем, закрепленным на штоке, воздух нагнетается в нижнюю (позитивную, разжимающую) камеру, а негативная (камера, сжимающая позитивную) наполняется через поршень, что исключает непроизвольную потерю хода, так как перепускание происходит при каждом цикле работы во время полного разжатия.

Чем больше позитивная камера, тем меньше разница давления в полностью сжатом и полностью разжатом состоянии (пружина линейна) и наоборот. Чем меньше, тем пружина прогрессивнее (усилие для сжатия нарастает с большей прогрессией). Объем негативной камеры оказывает влияние на сопротивление вилки сжатию, смягчая начальный момент движения (страгивание) и приводя значение усилия для начала цикла к нулю, чем большее объем негатива, тем больший ход амортизатора будет ощутимо зависим от сжимающей камеры.

Работа амортизационной вилки зависит от работы масляного демпфера, который устраняет резонансные колебания и от характеристик работы пружины. Наиболее надежным средством для подавления колебаний является применение демпферов. Пружина же влияет на характер сжатия амортизатора.

Воздушный амортизатор обладает рядом преимуществ, по сравнению с аналогами с витой пружиной, но и имеет недостатки. Главные преимущества – низкий вес и простота настройки, но при этом амортизация напрямую зависит от состояния уплотнительных орингов, от качества их исполнения а так же на сжатие воздушной пружины влияет сила трения, компенсируемая смазочными веществами. При езде сопротивление уплотнительных орингов о внутренние поверхности вилки незаметно из-за сравнительно большого веса пользователя, но при этом износ напрямую влияет на качество работы амортизатора.

Так же техническое обслуживание воздушного амортизатора сложнее, чем обслуживание амортизатора с витой пружиной, но сложность в переборке и повседневном обслуживании компенсируется тонкой индивидуальной настройкой под каждого пользователя.

В работе рассмотрены основные виды велосипедных вилок, виды воздушных пружин, преимущества и недостатки, а так же разработана воздушная пружина для вилки Marzocchi Shiver 2002 года выпуска с проведением анализа объемов камер а так же инженерным анализом главного поршня, который делает рассматриваемую воздушную пружину удобной и автоматизированной.

Разработка деталей осуществляется в КОМПАС-3D, часть спроектированных деталей напечатана на 3D принтере.



  1. АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ВИЛКИ

1.1 Виды амортизационных вилок

Вилок с амортизатором огромное количество, и цены на них сильно разнятся. Естественно, цена напрямую связана с качеством и долговечностью устройства. Самые дешёвые вилки оснащаются простыми пружинными амортизаторами и расходниками (сальники, мелкие внутривилочные элементы), не имеют никаких регулировок, и такие не дорогие вилки довольно быстро выходят из строя и начинают работать деффективно. Источники представленной в главе информации представлены в списке литературы под пунктами 1-10.

Амортизационная вилка в первую очередь снижает ударно–вибрационную нагрузку на переднюю часть велосипеда (в том числе, на рулевую колонку, раму, руль и в конце концов руки).
Благодаря амортизации вилка снимает «тормозящий эффект» дорожных неровностей, вилка как бы «облизывает» дорогу. При этом достигается лучшая управляемость – амортизационная вилка увеличивает срок службы ряда узлов благодаря амортизации и компенсации ударов.

Таким образом, амортизационная вилка позволяет велосипедисту проходить неровности на более высокой скорости и, самое главное, тратить при этом меньше своей энергии – это уменьшает усталость человека и износ компонентов велосипеда.

Недостатки есть и в амортизационных вилках.

К отрицательным сторонам велосипедных амортизационных вилок стоит отнести более высокий, чем у жестких вилок вес (в 2-3 раза – от 1,3 до 3,5 кг в зависимости от цены, типа и назначения) потеря части энергии (и как следствие скорости) при кручении педалей. Однако вилки становятся все более и более легкими, к тому же на многих есть настройки, позволяющие отрегулировать жесткость (амортизацию) вилки или же вообще заблокировать ее ход.



Основные узлы вилки велосипеда:

– пружина – элемент, работающий непосредственно на сжатие. Гасит основную нагрузку, может быть стальной, титановой или пневматической;

– демпфер – элемент, демпферирующий колебания. Гасит колебания (должен быстро сжаться и медленно возвращаться в начальное состояние), может быть воздушный, масляный или эластомерный.

Так же имеются регулировки демпфера и пружины.

Начальный сегмент амортизационных пружинных вилок представлен вилками с одной или двумя пружинами, порой без каких-либо регулировок.
Такие вилки не имеют бренда, идут в комплекте с велосипедом начального уровня, таким вилкам присваивается бренд велосипеда или ж бренд не присваивается.

Такие вилки способны обрабатывать исключительно крупные неровности, удары, быстро приходят в негодность, полностью теряя ход. Маслянный демпфер в таких вилках отсутствует. Ход подобной новой вилки 75-85 мм. Но из-за несовершества технологий, пластиковых направляющих, низкокачественного покрытия ног и агрессивной окружающей среды такие вилки начинаеют ходить на 20-30 мм, затем полностью теряют ход.
Так же и несущие узлы (корона, ноги, штаны, дропауты) у таких вилок достаточно слабые и легко подвергаются повреждениям.

Следующий тип вилок – вилки типа RST, Suntour. Данные компании занимаются производством вилок как высокого, так и низкого ценового сегмента, но даже в самых простых экземплярах наблюдаются более качественные материалы, продуманность технологий, так же встречаются и маслянные демпферы (с регулировками блокировки, отскока, преднагрузки пружины), такие вилки уже проще подвергаются ремонту, имеют больший срок службы.

Пружинно-эластомерные вилки отличаются наличием эластомера в витой пружине, что задает дополнительные характеристики сжатия.
Эластомер – стержень из полимерного материала или посложнее стержень со специальными воздушными клапанами, который и выполняет роль демпфера. Работа таких вилок на голову выше, чем у вилок начального сегмента, но и у них есть минусы. При минусовой температуре эластомер теряет свои свойства и перестает влиять на сжатие и разжатие. Так же минус в износе эластомера. Система работы этих вилок очень проста: в пружине находится небольшая резиновая (алюминиевая, композитная) трубочка (эластомер), которая вследствие сильного прижима к внутренней стороне пружины не даёт ей слишком быстро разжиматься на обратном ходу. Такие вилки не регулируются или же регулируется только преднагрузка (Preload), может быть блокировка LockOut, позволяющий полностью заблокировать вилку.

Воздушные вилки. Роль пружины выполняет воздух, накачиваемый насосом высокого давления (порой необходимое давление достигает нескольких десятков атмосфер), так же имеется маслянный демпфер, регулировки зависят от хода и назначения вилок. Блокировка и отскок для короткоходных вилок, компрессия и отскок для длинноходных и среднеходных, используемых в экстримальных дисциплинах. Плюс таких вилок в низком весе, легкой настройке под вес райдера, минусы же в износе уплотнительных манжет (перепускании воздуха в последствии), так же работа воздушных вилок напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Масляно-пружинные вилки. Демпфером служит картридж, заполненный маслом. Пружина стальная или титановая, в комплекте с вилкой идет несколько пружин разной жесткости для оптимизации работы амортизатора под хозяина. Отличаются данные вилки от вилок начального уровня качеством уплотнений, направляющих, наличием разборных маслянных демпферов, наличием масла в штанине для смазки внутренней поверхности вилки, а так же рабочей поверхности ног, что максимально увеличивает ресурс работы амортизатора при своевременном техническом обслуживании, подходит для серьёзных нагрузок. К плюсам можно отнести надежность и долговечность, к минусам – не удобную настройку под вес райдера, а так же внушительный вес витой стальной пружины. Составные части вилки:
Большинство амортизационных вилок построено по принципу телескопа (труба меньшего диаметра в трубе большего). И состоят из штанов – труб большего диаметра, в которых собственно и расположен амортизатор, по которым ходят внутренние трубы (ноги вилки). На их стыке установлены манжеты (пыльники и сальники) – для предотвращения попадания пыли и грязи во внутрь вилки. Внутри штанов располагаются направляющие – башинги, на вилках начального сегмента чаще пластиковые, на более дорогих – металлические с антифрикционным покрытием. Штаны вилки стандартной конструкции обычно соединяются гориллой для усиления торсионной устойчивости.

Диаметр рулевой трубы вилки измеряется дюймах. 1 дюйм равен 2,54 см. Вилки, как амортизационные, так и жёсткие, имеют четыре основных стандарта:

1) 1″ дюйм-старый стандарт, какой был раньше на советских велосипедах;

2) 1″1/8″ дюйма (дюйм и одна восьмая) – самый распространенный;

3) 1″1/4″ (дюйм и одна четвертая) – Overdrive, стандарт коплитовых велосипедов фирмы Giant;

4) 1″1/2″ (дюйм и одна вторая).

Так же есть рулевые трубы переменного сечения (1″1/2″-1″1/8″).

Большинство современных амортизационных вилок имеют рулевую трубу диаметром дюйм и одна восьмая (1 и 1/8), но всё чаще производители на комплитовые велосипеды ставят вилки со штоком переменного сечения, прочие же стандарты используются еще реже.

Также вилки различаются по размеру колеса. Соответственно, бывают вилки для детских велосипедов с размером колес 10″, 12″, 16″, 18″, 20″, подростковые или экстремальные 24″ и 26″ так же существуют 27.5″, 28″ и 29″, 27,5″ всё больше набирает обороты в мире экстримального велосипеда, вытесняя остальные стандарты.

У разных вилок разное расстояние между перьями. Крепления под тормоза обычно предусмотрены двух стандартные – для вибрейков и дисковых. Вилки по типу крепления также делятся на:

1) резьбовые (headset);

2) безрезьбовые (aheadset) (как амортизированные, так и жёсткие).

Большинство современных вилок – безрезьбовые. Различие это исходит из типов рулевых колонок и крепления вилок в них.

В резьбовых колонках подшипник прижимается гайками. Одна гайка с конусом, затем шайба и контргайка. Система является далеко не совершенной, имеет способность разбалтываться, люфтить.

В безрезьбовой колонке, подшипник держит вынос руля. На трубе вилки нет никакой резьбы, а фиксируется вынос руля так называемым якорем (стержень, который расширяется и держит вынос, вставляется якорь в трубу вилки). Якорь прочно прижимает вынос и не даёт системе разболтаться, при этом вынос сам затягивается на трубе двумя огромными винтами. Эта модель зарекомендовала себя лучше и гораздо более надёжна, чем резьбовая.
Резьбовых вилок становится сейчас всё меньше, поэтому желательно переходить на без резьбовую вилку. Она действительно лучше резьбовой. В резьбовых вилках вынос руля крепится в трубе, с помощью расширяющегося крепления.

Вилки делятся по классам хода: короткоходные. Ход 25 – 40 мм. Амортизация для кроссовых, гибридных, прогулочных и городских велосипедов. Среднеходные. Ход 50 – 75 мм или 75 – 100мм . Амортизационные вилки для туризма, активного катания и гонок Cross-Country. Среднеходные. 120 – 160 мм, используются повсеместно (дерт, стрит, парк, фрирайд) в экстримальных дисциплинах. Длинноходные. 180 – 200 мм, использование исключительно экстримальное – фрирайд, даунхилл.

Эффект возмущающего воздействия может быть зарегистрирован как изменение резонансной частоты, появление новых резонансных частот, изменение амплитуды резонансных колебаний. Определенные неудобства возникают, если частота изменяется со временем, что требует постоянной подстройки аппаратуры и соответствующей автоматизированной системы.

Поэтому выходит так, что при наезде на препятствие пружина вилки быстро сжимается, после чего демпфер замедляет отскок, делает его плавным и мягким. От настройки демпфера во многом зависит характер работы вилки.

Амортизационные вилки бывают с витой пружиной и с воздушной, рассматриваемой в работе. Витая пружина – это классическая пружина, выполненная из стали или титана. Она имеет такие преимущества:

– простая конструкция и соответственно низкая цена;

– линейная прогрессия, которая означает, что во сколько раз сжалась пружина, во столько же раз увеличивается и сопротивление к сжатию. Благодаря этой особенности пружинные вилки используются там, где существует большая нагрузка, - в фрирайде и даунхилле;

– менее подвержена низким температурам.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
1,28 Mb
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6689
Авторов
на СтудИзбе
290
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее