16 лет назад старый-добрый УАЗ-469 (да-да, тот самый «Бобик» или «Козлик») попытался установить мировой рекорд. Нет, не «Тряска года» или «Самый проходимый луноход», — легенда советского автопрома претендовала на звание самой вместительной легковой машиной в мире.
УАЗ-469 идет на рекорд Гиннесса
В день рекорда УАЗик перевез одномоментно внутри себя 32 человека на дистанцию 10 метров (по условиям книги Гиннесса этого расстояния достаточно для фиксации рекорда). Да, подчеркиваем: 32 студента и преподавателя Государственного училища циркового и эстрадного искусства имени М. Н. Румянцева разместились именно внутри машины. По информации из прессы известно, что в сумме «биомассы» получилось на 1900 кг, плюс вес самой машины.
Мы решили посчитать, а ступичные подшипники, которые несут на себе практически всю нагрузку, при этом тоже установили некий рекорд выносливости? Работали они штатно, или за пределами своих возможностей?
Исходные данные для расчета нагрузки на подшипники
В ходовой части УАЗ-469 восемь абсолютно одинаковых ступичных подшипников. Это недорогие роликовые радиально-упорные конические подшипники 127509 (наружный диаметр 85 мм, внутренний диаметр 45 мм, ширина 24,75 мм). При этом некоторые технические аспекты рекорда известны, а иные — нет. Сухая масса УАЗ-469 составляет 1650 кг. Цельнометаллическая крыша у машины не срезана. Но остались ли на месте элементы салона — сиденья, подлокотники и т.д.? По заводским фотографиям это неясно, так как у машины затонированы окна. По архивному видеоматериалу можно сделать вывод, что водительское кресло и баранка на месте. Давайте будем считать, что весь салон «стоковый».
Тот факт, что ступичные подшипники несут на себе не всю массу автомобиля — за вычетом двух колёс со ступицами (т.е. вычитаем половинки четырех колес, находящиеся ниже оси подшипника) — в расчет брать не будем. А кроме того, режим движения Бобика-рекордсмена предполагает, что нагрузка на подшипники была статическая, а не динамическая. Ну и для начала упростим расчет: будем считать, что все восемь ступичных подшипников получают одинаковую нагрузку.
Сколько выдерживают ступичные подшипники?
Итак, барабанная дробь! Масса, которая приходится на восемь ступичных при установке рекорда: 1650 + 1900 = 3550 кг. При равномерном распределении нагрузки, на каждый подшипник приходится 3550 / 8 = 443 кг.
По заводским данным, подшипник 127509 обладает статической грузоподъемностью 100 килоньютонов. Переводим нагрузку в день рекорда из килограммов в килоньютоны, для этого умножаем ее на ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². 443 × 9,8 = 4341,4 Н = 4,34 кН.
Итак, подшипники по расчету обладают более, чем 20-кратным «запасом» статической грузоподъемности. Выдерживает 100 кН, а на практике было всего 4,34 кН.
Что, если всё не так просто?
Надо учесть еще вот что. Равномерно ли распределяется нагрузка в каждой паре ступичных подшипников? Неизвестно. Давайте допустим, в ступице радиальная нагрузка приходится только на один из подшипников. А еще у автомобиля «точек опоры» четыре, но плоскость-то можно провести через три точки: рассмотрим ситуацию, при которой одно из колес полностью вывешено. То есть пусть вся нагрузка приходится на три подшипника из восьми.
Тогда пересчитаем нагрузку для трех подшипников: 3550 / 3 = 1183,3 кг = 11,6 кН. Ну что ж, и всё равно подшипники имеют значительный, почти девятикратный «запас прочности». К слову, динамическая грузоподъемность у подшипника 127509 составляет 72,5 кН, так что даже на приличной скорости ступичные в перегруженном цирковыми артистами УАЗе не развалятся.
Заключение
Славный УАЗ-469 стал легендой еще при жизни, полвека простоял на конвейере и до сих пор возит любителей приключений во всех часовых поясах нашей Родины. Да еще и в книгу рекордов вознамерился попасть! Но, как мы видим из расчетов, впечатляющий рекорд грузоподъемности УАЗика — это плёвое дело для подшипников, скромных и тихих тружеников. Взвыть они могут скорее от плохой смазки, износа и ударов, а перегрузить ступичные подшипники лишними пассажирами невозможно.