Как выбрать колёсные опоры

При выборе необходимо учитывать следующие условия:

  • Максимальная рабочая нагрузка
  • Характер поверхности
  • Воздействие внешних факторов (высокие и низкие температуры, агрессивная среда, влажность, воздействие грязи, воды и химикатом, и др.)
  • Скорость перемещения изделия.

Определение нагрузки

Нагрузка является одним из самых важных условий. Мы указываем максимальные нагрузки на 1 колесо при условии перемещения по ровной поверхности, при скорости до 5 км/ч и температурах окружающей среды от 1˚С до 3˚С. При отклонениях от этих значений необходимо сделать поправки, уменьшить их для максимального значения нагрузки.

Как рассчитать нагрузку?

Нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности колеса только в том случае, если условия идеальные. Однако, на всех поверхностях присутствуют неровности, перепады, которые приводят к «подвешиванию» одного из колес. Поэтому нагрузка рассчитывается исходя из количества колес в конструкции минус одно колесо.

Формула для расчета нагрузки на одно колесо

(m1+m2)/(k-1) = (400+20)/(4-1) = 420/3 = 140 кг

m1 макс.нагрузка на платформенную тележку
m2 вес тележки (без колес)
k количество колес.

Выбор типа колеса

Колеса делятся на различные типы в зависимости от материала шинки (контактного слоя).

Основные материалы:

  • Твердая резина
  • Эластиная резина
  • Полуэластичная резина
  • Термоэластичная резина
  • Полиуретан
  • Нейлон
  • Металл (цельнолитое колесо)
Свойства колес в зависимости от материала контактного слоя

Сопротивление качению

Любое оборудование, снабженное колесами или роликам, как правило, приводится в движение. Высокое сопротивление качению приводит к излишней потере сил и времени.
Этого можно избежать если учитывать следующие критерии при подборе колеса, а именно:

Материал контактного слоя (шинки) колеса

Ниже представлен график зависимости первоначального усилия, которое необходимо приложить к конструкции, чтобы переместить ее, от материалов контактного слоя:

Зависимость первоначального усилия

Тип подшипника оси колеса

  • шариковые подшипники обеспечивают минимальное сопротивление качению
  • роликовые подшипники обеспечивают сопротивление качению
  • подшипники скольжения (втулки) обеспечивают максимальное сопротивление качению.

Диаметр колес

Чем больше диаметр колеса (при одинаковом материале контактного слоя и типе подшипников оси), тем меньше сопротивление качению. Иногда подбираются колеса большего диаметра для уменьшения сопротивления качению; иными словами, достигается более легкое движение конструкции.

Схема расположения колес

Колесные опоры бывают поворотные и неповоротные. Их расположение и количество влияет на управляемость и маневренность конструкции.

Три поворотных колеса: управляемость в условиях ограниченного пространства и небольших нагрузок.

Четыре поворотных колеса: отличная маневренность, однако плохая управляемость при перемещении на большие расстояния.

Два поворотных и два неповоротных колеса: хорошая управляемость на прямых участках.

Два поворотных и два неповоротных колеса: очень точная управляемость.

Корзина