Рулевое управление веломобиля "Вишенка"-"Корсар"

[kab]

Организационно тема будет состоять из нескольких сообщений, каждое из которых будет рассказывать об изготовлении отдельного узла рулевого управления веломобиля. По мере изготовления веломобиля и подготовки материала сообщения будут редактироваться.
Удачи всем в самостоятельном изготовлении веломобиля!

Рулевое управление веломобиля типа "Вишенка" - "Корсар" - трапеция автомобильного типа.
Руль расположен под сиденьем, передача на поворотные кулаки передаётся при помощи тяг с шаровыми наконечниками.
Подобные тяги применяются в в управлении самолетов. Мы используем тяги со списанных ИЛ-28.
Положение руля под сидением очень удобно. При пользовании им руки свободно опущены вдоль туловища, руль не увеличивает общую высоту веломобиля."Низкий" руль облегчает посадку водителя на веломобиль, особенно людям пожилого возроста, маневренность веломобиля от этого не ухудшается.
Троса привода тормозов короткие, что делает их работу надежной.
Манетка (Веломобиль "Вишенка") устанавливается на раме с таким расчетом, что рука с руля не сгибаясь и не разгибаясь, сразу опускается на нее. Короткий трос делает переключение передач легким и четким.
К рулевому управлению веломобиля предъявляются достаточно высокие требования: прочное и жесткое закрепление колес, правильная кинематика поворота, стабилизация управляемых колес.
Под стабилизацией управляемых колес понимают способность их сохранять нейтральное положение (занимаемое при прямолинейном движении) и автоматически в него возвращаться.
Стабилизирующий момент возникает благодаря продольному и поперечному наклонам шкворней (осей поворота) и выносу оси вращения колеса вперед относительно шкворней.

При движении с большими скоростями основной стабилизирующий момент возникает благодаря продольному наклону верхней части шкворня назад. Экспериментально было установлено что для веломобиля оптимальный угол наклона составляет 18 - 20 градусов.

Продолжение следует...

[kab]

Схема рулевого управления.

Наклон верхней части управляемых колёс в сторону поворота на веломобиле "Корсар".

[kab]

Изготовление поворотных кулаков.

фото временно недоступны

Для изготовления рулевого стакана, расчитанного на использование 1" рулевой колонки возьмём бесшовную цельнотянутую трубу 33х1,5.
Замечательность этой трубы в том, что для изготовления стакана, трубу достаточно просто отрезать на токарном станке, безо всякой дальнейшей расточки посадочных мест под чашки подшипников. Чашки "садятся" на свои места с лёгким натягом.

В рулевом управлении веломобиля "Корсар" используются стаканы длиной:
- 80 мм для поворотных кулаков (2 шт.)
- 50 мм - крепление руля (1 шт.)

На фото - рулевые стаканы веломобиля "Корсар":

заготовки шкворней рулевого управления

В качестве шкворня поворотного кулака используем резьбовую часть от велосипедной вилки на 1 дюйм (диаметр - 25,4 мм).
Подобные вилки широко распространены практически везде, стоят, даже новые, очень недорого, а их конструкция полностью удовлетворяет всем требованиям к этому высоконагруженному и ответственному узлу веломобиля.
Вилки современных велосипедов имеют сходную конструкцию. И "горные" от именитых производителей и от самых маленьких детских велосипедиков.
Самое главное - рулевая труба имеет внутри переменное сечение с утолщением в самой нагруженной части.
Судя по следам на внутренней поверхности трубы утолщение получено методом пластической деформации.
Если посмотреть внутрь вилки, это выглядит подобным образом:

И размеры в миллиметрах.

На этой версии веломобиля "Корсар" мы используем передние поворотные колёса под 20 мм ось.
Узел для крепления 20 мм оси в поворотном кулаке.

Заготовки поворотных кулаков подготовлены под сварку

Окончательная сварка поворотных кулаков

Приспособление для приваривания площадок крепления поворотных тяг рулевого управления.
Где:
1 - основание, в данном случае - алюминиевая пластина, но подойдёт и ровный лист ДСП,
2 - Поворотные кулаки,
3 - 20 мм ось,
4 - струбцины,
5 - заготовка (3 мм) площадок крепления поворотных тяг,
6 - любые детали, позволяющие при сварке выдержать необходимое расстояние "А" в данном случае - 25 мм.

Приспособление, вид сбоку.

Вначале ограничимся прихватками.
Массу - обязательно на кулак!
Чтобы через алюминиевую ось ток не проходил ни в коем случае!

Площадки приварены.

Следующий этап - разметка.

Фото различных этапов разметки с помощью штангенрейсмаса.
Определяем параллельность шкворня основанию.

разметка центров отверстий крепления тяг рулевого управления.

Размеры, которые надо выдержать.
От того, насколько качественно будет выполнена эта операция зависит поведение веломобиля на дороге


Обрезка излишней резьбовой части поворотного кулака.

Отрезанный излишек.
Для предотвращения поворачивания поворотного кулака вместо 20 мм оси вставлен шток амортизатора передней стойки Ауди. Диаметр - 20 мм.

Поворотный кулак веломобиля "Корсар", в сборе.

На этом изготовление и монтаж поворотного кулака заканчивается.

[kab]

Руль и крепление руля веломобиля.

Конструкция руля для веломобиля "Корсар":
состоит из :
- Собственно крепление,
- Две половинки руля.

На фото три разных варианта половинок рулей веломобиля.
Сверху вниз:
- Низкий руль (алюминевая труба 22х2 - ножки от раскладушки).
Реальные нагрузки на веломобильный руль-аватар очень невелики и мягкие трубы от раскладушек вполне подходят для его изготовления.
К тому же материал бросовый. Пытаться использовать подобные трубы на велосипеде - реально смертельный номер. Пробовали, ломаются быстро, внезапно и совершенно непредсказуемо.
- Высокий руль - используемый материал аналогично предыдущему. Если ли нет под рукой старой раскладушки, трубы можно согнуть самостоятельно.
- Руль с использованием рулей от велосипеда "Турист".

Отпиливаем от "Туристовских" рулей лишнее, смотрим, что у нас получается...

Подогнуть "туристовский" руль до нужного размера довольно просто.
Гнуть надо, стараясь тщательно контролировать прилагаемое усилие.

При более тщательном поиске, в обширных запасниках друзей велосипедистов, нашёлся более широкий вариант "Туристовского" руля.
Выходя от друзей , прикидывая, как лучше разогнуть руль, в каком приспособлении, обратил внимание, что стою около замечательного забора из толстых труб.
В итоге минут за 15, в этом самом заборе все необходимые операции и сделал...

Чтобы одеть рукоятки на руль их желательно подержать в очень горячей воде. Одевать на горячий руль!
Его можно прогреть там же, где и рукоятки.

Размеры руля:

Запрессовка чашек рулевого управления в раму веломобиля "Корсар".
Для этого воспользуемся большой струбциной.
С одной стороны у нас запрессовываемая чашка, с другой подставляем толстую пластину, чтобы оставить стакан в целостности и сохранности.
И, потихонечку, сохраняя соосность чашки и стакана "сажаем" детали на своё место.

Продолжение следует...

[kab]

Тяги рулевого управления, изготовление.

Поперечная тяга рулевого управления
Поперечная тяга испытывает при поездках на веломобиле - самые большие нагрузки.
Материал тяги - стальная трубка 16х1,2 мм.

запрессовываем резьбовые втулки в трубу...

поперечная тяга после зачистки сварных швов.
Наконечники с шариковыми самоустанавливающимися подшипниками использовали от рулевого управления от самолёта Ил-28.
Качество изготовления - потрясающее, износостойкость - очень высока.

Резьбовой наконечник с шарнирным подшипником тяги рулевого управления веломобиля "Корсар"


Промежуточная тяга.

Материал тяги - стальная трубка наружним диаметром 13 мм и толщиной стенки 0,8 мм.
На фото - донор столь замечательной тубочки - отслужившая свой срок игрушечная коляска.

Тяги, подготовленные под сварку:
На концах тяг сделаны 10 мм. пропилы болгаркой кругом толщиной 2,5 мм.
В нижней (на фото) тяге резьбовые наконечники вставлены на свои места.

Тяга после сварки.

Изготовление промежуточной качалки рулевого управления.

Качалка состоит:
- корпус качалки, материал: сталь 45.
- пластина качалки, сталь толщиной 3 мм.
- два закрытых подшипника с размерами: 22х7х7 мм.
Подшипники упираются в верхнюю часть корпуса качалки, а с другой стороны фиксируются симметричным раскерниванием в трёх местах.

Почему весь узел стальной?
На более ранних моделях были использованы дюралевые корпуса, к которым алюминевыми заклёпками крепилась пластина качалки.
Качалка - один из тяжело нагруженных узлов испытывающиу огромные знакопеременные нагрузки и от его надёжной работы зависит управляемость веломобиля в целом.
4 мм алюминевые пластины не выдерживали нагрузок и лопались.
Поэтому было решено немного увеличить вес, но сделать узел надёжным и долговечным.

Крепление качалки рулевого управления веломобиля "Корсар".

Корпус качалки рулевого управления веломобиля "Корсар".

Пластина качалки рулевого управления (развёртка).

[kab]

Передние колёса веломобиля.

Аксиома: чем больше готовых деталей используется при постройке тем быстрее постройка закончится.

Передние покупные втулки под 20 мм ось для веломобиля "Корсар".

где:
1- самодельный цанговый зажим для удаления дистанционных втулок.
2- Корпус втулки на пром. подшипниках под 20 мм. ось,
3- оси с болтами крепления,
4- втулка крепления оси,
5- дистанционные втулки,
6- фиксирующие кольца (выпрессованы со своих мест).

Передние втулки на 20 мм, так они будут использоваться.

Передняя втулка.

Диаметр отверстий под спицы 62 мм,
Число спиц - 32. Увелочивать их количество нет никакой необходимости, по сравнению с велосипедом, колёса и так недогружены.

На нашем веломобиле на передних поворотных колёсах используем современный обод с покрышкой 451 мм
( другие обозначения того же размера 20 x 1 1/8, 20 x 1 1/4, 20 x 1 3/8)
По размерам покрышек хорошая статья:
http://velorama.ru/articles/wheels/tire_sizing.phtml

Загружаем калькулятор для расчёта длины спиц:
\ хороший был калькулятор... пока в поиске лучшего...
Вводим данные обода и втулки и получаем значения:

1 крест - 186 мм,
2 креста - 196 мм,
3 креста - 205 мм.

В наличии были спицы размером - 196 мм, сборка колеса прошла быстро и просто.
Кстати, размер 205 - спицы от передних колёс велосипеда "Школьник".

Переднее колесо в сборе.

Продолжение следует...

[kab]

Крепление крыльев передних колёс веломобиля.

[Александр]

это я как понимаю детали из посылочки собираются??

[kab]

Это точно!