СТЕНД ДЛЯ ПРАВКИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И МОТОЦИКЛОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, более конкретно, к стендам для правки колесных дисков автомобилей и мотоциклов и может найти применение в автосервисе при устранении дефектов осевого и радиального биения колесных дисков, возникающих в результате дорожных происшествий, нарушения режимов эксплуатации ходовой части автомобилей и мотоциклов, несоблюдения правил технического обслуживания и др.
Устранение дефектов колесных дисков автомобилей и мотоциклов, в том числе, осевого и радиального биения, формы и взаимного расположения их рабочих поверхностей, изгибов полок, закраин и кольцевых выступов осуществляют с помощью различных механических или гидравлических приспособлений и устройств (см. Пучин Е.А и др. Технология ремонта машин. М., изд. «КолосС», 2007, с.78).
Недостатком известных средств ремонта таких ответственных изделий как литые, штампованные или сварные колесные диски легковых автомобилей и мотоциклов является то, что их ремонт в условиях автосервиса занимает сравнительно много времени. Необходимым решением в этих условиях является создание специализированных стендов для предварительного устранения дефектов и финишной правки различных типов колесных дисков автомобилей и мотоциклов.
Известно устройство для восстановления колесных дисков, содержащее деформирующий элемент, опорный ложемент с роликами, не менее двух колодок, контрольный и фиксирующий элементы (см. патент РФ №47828, опублик. 10.09.2005).
Колесный диск, подлежащий восстановлению в известном устройстве, устанавливается на ролики ложемента, фиксируется оправкой и поджимается колодками. Внутри колесного диска устанавливается опора для домкрата, диск прокручивают на роликах и выявляют дефекты на контролируемых поверхностях с помощью индикаторов. Индикаторы для контроля отклонений размеров дисков от нормативных имеют форму щупов с механическими измерителями, размещенными на горизонтальных штангах, сочлененных с вертикальной стойкой.
Когда дефекты выявлены, диск устанавливают в заданном положении на роликах ложемента, фиксируют оправкой и поджимают колодками. Затем деформированный элемент диска нагревают газовой горелкой и выправляют с помощью домкрата, установленного на опоре внутри обода диска. Такое выполнение устройства связано с необходимостью нагрева деформированных участков колесных дисков и сложностью средств для их установки в положение для механической правки. Это вызывает снижение эффективности устройства, увеличивает время ремонта дисков и может привести к недопустимым изменениям структуры металла ремонтируемого изделия.
Известен стенд для правки колесных дисков автомобилей, содержащий опорный стол, средства для механического воздействия на деформированные участки и контроля отклонений размеров дисков от нормативных (см. Каталог автоспецоборудования. Стенд для правки дисков Р-184М2. Производитель ОАО «Автоспецоборудование» г. Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, 43. ).
Известный стенд предназначен для правки дефектных участков, преимущественно, штампованных дисков колес автомобилей методом гибки профиля обода роликами. При этом обеспечивается ремонт колесных дисков с размерами от 12 до 18" и формой бортовой закраины В, J, К, L по ОСТ 37.001.429-86. Средства для механического воздействия на деформированные участки колесных дисков в известном стенде содержат механизмы для фиксации колесного диска в горизонтальном положении с возможностью вращения и радиальной подачи роликов при обкатке элементов обода диска. С помощью известного стенда возможно устранение или снижение радиального биения посадочных полок колесных дисков, дефектов типа вмятин на закраинах и кольцевых выступах или осевого биения бортовых закраин до нормативных значений.
К недостаткам известного стенда следует отнести невозможность устранения дефектов осевого биения литых, штампованных или кованных колесных дисков, вызванных не параллельностью плоскостей закраин обода и поверхности крепления диска к ступице автомобиля. Перекос указанных плоскостей возникает при нарушении режимов эксплуатации ходовой части автомобиля или в результате ДТП и может достигать значительных величин в пределах 5-10° и более.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является стенд для правки колесных дисков автомобилей, содержащий опорный стол, в средней части которого установлен вертикальный винтовой пресс с направляющими силовыми стойками и рабочим штоком, соединенным с маховиком и образующим винтовую пару с неподвижной поперечной балкой и пару вращения с подвижной поперечной балкой, оборудованной пятой для передачи усилия на деформированный участок диска и средства контроля отклонений размеров дисков от нормативных (см. патент РФ №84755, опублик. 20.07.2009 - прототип).
Особенностью известного технического решения является то, что направляющие силовые стойки в верхней части винтового пресса скреплены с неподвижной поперечной балкой, а в нижней закреплены на массивной стальной столешнице с возможностью размещения между ними дефектных колесных дисков, подвижная поперечная балка выполнена с возможностью скольжения по направляющим на силовых стойках, причем над неподвижной поперечной балкой в верхней части рабочего штока закреплен маховик в виде кольца с грузами для вращения оператором.
При этом рабочий шток винтового пресса может быть выполнен диаметром 60-120 мм с многозаходной трапециидальной резьбой, подвижная поперечная балка может быть выполнена в виде массивного бруса для увеличения давления рабочего штока на деформированный участок колесного диска, средства для механического воздействия на деформированные участки колесных дисков могут включать набор плоских проставок для предотвращения смятия боковых закраин различных типов колесных дисков о поверхность столешницы, пята для передачи усилия рабочего штока может быть снабжена датчиком, соединенным со средствами индикации, для определения силы воздействия рабочего штока на деформированные участки колесного диска, а средства для контроля отклонений размеров дисков от нормативных могут быть снабжены механическими индикаторами линейных перемещений.
К недостаткам известного стенда следует отнести сравнительно большое время на устранение дефектов каждого ремонтируемого диска, связанное с необходимостью значительных перемещений подвижной поперечной балки при вращении оператором вручную маховика и рабочего штока, в частности, при перенастройке на другие типы колесных дисков, осевой размер которых может изменяться в диапазоне от 10 до 40 см и более. Кроме того, средства контроля отклонений размеров диска от нормативных в известном стенде обладают недостаточной точностью измерения, в том числе, при определении величины угловых перемещений деформированных поверхностей диска, непараллельности плоскостей боковых закраин и поверхности крепления диска к ступице автомобиля. Это зачастую приводит к необходимости повторных измерений указанных отклонений.
Решаемой задачей полезной модели является создание удобного в эксплуатации специализированного стенда для устранения дефектов колесных дисков автомобилей и мотоциклов в условиях предприятий автосервиса.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков известных технических решений, снижение времени, необходимого для устранения дефектов различных модификаций колесных дисков без ограничений по их габаритам, и повышение точности контроля отклонений размеров дисков в процессе правки.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для правки колесных дисков автомобилей и мотоциклов, содержащем опорный стол, в средней части которого установлен вертикальный винтовой пресс с направляющими силовыми стойками и рабочим штоком, соединенным с маховиком и образующим винтовую пару с неподвижной поперечной балкой и пару вращения с подвижной поперечной балкой, оборудованной пятой для передачи усилия на деформированный участок диска, средства управления и контроля отклонений размеров дисков от нормативных, согласно полезной модели, вертикальный винтовой пресс снабжен установленным на неподвижной поперечной балке реверсивным электроприводом, передаточный механизм которого соединен через муфту сцепления с рабочим штоком винтового пресса, причем столешница опорного стола выполнена с возможностью смещения вдоль оси винтового пресса, а средства контроля отклонений размеров дисков от нормативных включают, по крайней мере, один индикатор угловых перемещений деформированного участка диска, выполненный в виде опирающейся на него фигурной пластины, свободный конец которой контактирует с измерителем линейных перемещений.
Кроме того, между основанием опорного стола и столешницей может быть установлен дополнительный реверсивный электропривод для возвратно-поступательного перемещения столешницы по направляющим силовым стойкам винтового пресса.
Кроме того, маховик может быть выполнен с возможностью рассоединения с рабочим штоком при включении реверсивного электропривода, установленного на неподвижной поперечной балке.
Кроме того, средства управления стендом могут включать пульт оперативного управления реверсивным электроприводом, а средства контроля могут содержать индикаторы и датчики перемещений подвижной поперечной балки, столешницы и угловых перемещений деформированного участка диска, причем электрические выходы датчиков могут быть соединены через многоканальный усилитель с входами пульта управления для контроля процесса правки диска.
Такое выполнение стенда позволяет устраненить недостатки известных технических решений, решить поставленную задачу создания удобного в эксплуатации специализированного стенда для устранения дефектов осевого или радиального биения колесных дисков в условиях предприятий автосервиса, а также достичь указанный технический результат, связанный со снижением времени устранения дефектов различных модификаций колесных дисков и с повышением точности контроля отклонений размеров дисков в процессе правки. Для предложенного стенда практически отсутствуют ограничения по габаритам и техническим характеристикам ремонтируемых дисков, при этом возможен скоростной ремонт различных типов литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков, изготовленных различными производителями.
Основой предложенного стенда для устранения дефектов осевого и радиального биения колесных дисков автомобилей и мотоциклов является вертикальный винтовой пресс, обеспечивающий необходимое рабочее усилие для пластической деформации металла деформированных участков ремонтируемого диска. Наличие маховика в виде кольца диаметром около 1 м для вращения оператором, подвижной поперечной балки в виде массивного бруса и указанных систем электропривода позволяет при указанном диаметре рабочего штока достичь сравнительно высоких постоянных или импульсных усилий рабочего штока на деформированный участок диска. Силовые стойки, вваренные в опорный стол на значительном расстоянии друг от друга, обеспечивают размещение и правку различных модификаций дефектных колесных дисков. В процессе создания и эксплуатации предложенного стенда найдено, что для достижения указанных давлений рабочий шток может иметь диаметр 60-120 мм с многозаходной трапециидальной резьбой с шагом 10-20 мм. Выбор диаметра штока за пределами 60-120 мм не обеспечивает необходимых усилий или приводит к увеличению времени правки колесных дисков.
Выполнение средств контроля для определения несоответствия размеров диска нормативным и, в частности, непараллельности его торцевых поверхностей, а также плоскости крепления диска к ступице автомобиля в виде снабженных электрическими датчиками механических индикаторов угловых и линейных перемещений позволяет оценивать результаты работы оператора непосредственно в процессе работы на стенде.
На фиг.1 схематически представлен общий вид стенда для правки колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов.
Стенд для правки колесных дисков 1 содержит опорный стол 2, в средней части которого установлен вертикальный винтовой пресс с направляющими силовыми стойками 3 и рабочим штоком 4, соединенным с маховиком 5 и образующим винтовую пару с неподвижной поперечной балкой 6 и пару вращения с подвижной поперечной балкой 7, снабженной пятой 8 для передачи усилия на деформированный участок диска 1. Вертикальный винтовой пресс в верхней части снабжен установленным на неподвижной поперечной балке 6 реверсивным электроприводом 9, передаточный механизм которого соединен через муфту сцепления 10 с рабочим штоком 4 винтового пресса. Электродвигатель привода 9 обозначен поз.11, в качестве передаточного механизма привода 9 может использоваться червячный редуктор, а в качестве муфты сцепления 10 - дисковый, барабанный или ленточный механизм (не показаны). При этом столешница 12 опорного стола 2 выполнена с возможностью смещения вдоль оси винтового пресса по направляющим силовым стойкам 3.
Средства контроля отклонений размеров диска 1 от нормативных, касающиеся, в частности, непараллельности торцевых плоскостей закраин обода и поверхности крепления диска 1 к ступице автомобиля или мотоцикла, включают, по крайней мере, один индикатор угловых перемещений деформированного участка диска 1, выполненный в виде опирающейся на него фигурной пластины 13. В данном случае свободные концы фигурной пластины 13 контактируют с чувствительными элементами двух стандартных механических индикаторов или измерителей 14 линейных перемещений. На фиг.1 показано развернутое в плоскость чертежа сечение фигурной пластины 13 индикатора, опирающейся на поверхность крепления диска 1 к ступице автомобиля. При этом измерители 14 вертикально установлены на поверхности столешницы 12 опорного стола 2 по обе стороны диска 1 с возможностью постоянного контактирования их подвижных штоков со свободными концами фигурной пластины 13. Обозначения С1 и С2 на чертеже соответствуют состоянию, близкому к устранению дефекта непараллельности торцевых поверхностей диска 1. Обозначения В1 и В2 соответствуют выбранному для измерений расстоянию осей измерителей 14 линейных перемещений до оси рабочего штока 4.
Между основанием опорного стола 2 и столешницей 12 установлен дополнительный реверсивный электропривод 15 для возвратно-поступательного перемещения столешницы 12 по направляющим силовым стойкам 3 винтового пресса. Указанное перемещение столешницы 12 может понадобиться, например, при перенастройке стенда для производства работ по правке колесных дисков от легковых автомобилей к мотоциклам, диски которых в несколько раз тоньше автомобильных. При этом маховик 5 может быть выполнен с возможностью рассоединения с рабочим штоком 4 при включении реверсивного электропривода 9 для уменьшения испытываемых им нагрузок. Механизм такого рассоединения может быть выполнен в виде электромагнита с выдвижным сердечником или в виде муфты сцепления (не показаны).
Средства управления стендом на фиг.1 включают пульт 16 оперативного управления электроприводами 9, 15 с муфтами сцепления, а средства контроля стенда содержат индикатор угловых перемещений 13, измерители линейных перемещений 14, индикаторы визуального контроля перемещений 17, 18 подвижной поперечной балки 7 и столешницы 12. При этом измерители 14 и индикаторы 17, 18 снабжены электромагнитными датчиками 19, 20, 21 указанных перемещений, их электрические выходы соединены через многоканальный усилитель 22 с входами пульта 16 управления для контроля оператором процесса правки колесного диска 1.
Как указано на фиг.1 направляющие силовые стойки 3 винтового пресса в верхней части скреплены с неподвижной поперечной балкой 6, а в нижней закреплены на опорном столе 2 с возможностью размещения между стойками 3 колесных дисков различного размера. Подвижная поперечная балка 7 и столешница 12 выполнены с возможностью скольжения по направляющим на силовых стойках 3. Над неподвижной поперечной балкой 6 в верхней части рабочего штока 4 закреплен с возможностью рассоединения маховик 5, выполненный в виде двух колец из труб с грузами 23 для его вращения оператором.
Средства для механической правки деформированных участков колесных дисков включают набор плоских проставок 24 в виде прямоугольника, одна из сторон которого выполнена по форме боковых закраин для предотвращения их смятия при воздействии рабочего штока 4 на деформированные участки диска 1. Набор плоских проставок 24 должен включать 2-4 группы пластин для использования при правке различных типов колесных дисков. В каждой из указанных групп количество пластин может составлять 5-10 штук, при этом пластины могут иметь толщину 2-10 мм с разницей толщин 0,5-1 мм.
На одной из силовых стоек 3 может быть установлена размерная линейка 25 для грубой настройки положения подвижной поперечной балки 7, столешницы 12 и рабочего штока 4 по высоте импортных или отечественных колесных дисков. Для более точной оценки величины перемещений балки 7 и столешницы 12 в процессе пластической деформации элементов диска 1 при его правке на указанных подвижных узлах размещены электромагнитные датчики 20, 21 указанных перемещений, обеспечивающие точный контроль и передачу результатов измерений на индикаторную панель пульта 16 управления. Для дополнительного контроля величины пластической деформации элементов диска 1 пята 8 подвижной поперечной балки 7 может быть дополнительно снабжена механическим или тензометрическим датчиком и соответствующими средствами индикации (не показаны) для определения силы воздействия штока 4 на указанные участки колесного диска 1.
В реверсивном электроприводе 9 вращение передаточного механизма осуществляется в двух противоположных направлениях, что достигается за счет изменения направления вращения исполнительного электродвигателя 11 постоянного тока, например, путем изменения направления тока в цепи питания при помощи контактного переключателя 26, управляемого оператором. Кроме того, в предложенном стенде можно плавно изменять в широком диапазоне частоту вращения якоря электродвигателя 11 постоянного тока при помощи известных средств, что обеспечивает необходимую скорость перемещения подвижной поперечной балки 7 и правки деформированных частей колесного диска 1. С помощью контактного переключателя 27 оператор с помощью пульта 16 управляет также муфтой сцепления 10 передаточного механизма электропривода 9 с рабочим штоком 4 винтового пресса. Аналогично осуществляется управление работой дополнительного реверсивного электропривода 15 с собственной муфтой сцепления, обеспечивающей передачу момента вращения на дополнительный винтовой механизм (не показан) для перемещения столешницы 12, например, в случае перенастройки стенда на иной тип колесных дисков.
Кроме того, на верхнем конце рабочего штока 4 по посадке скольжения установлен опорный фланец 28 с тягами 29, воспринимающими нагрузку от подвижной поперечной балки 7, а для предотвращения повреждения поверхностей диска 1 при правке между пятой 8 и деформированным элементом диска 1 установлена защитная проставка 30 из текстолита или дерева твердых пород.
Стенд для правки колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов функционирует следующим образом.
Предварительно оператор стенда проводит измерение геометрических параметров дефектного колесного диска 1, определяя инструментальными методами или на стенде для дефектации дисков отклонение его фактических размеров от нормативных. При выявлении осевого биения колесного диска 1, вызванного не параллельностью плоскостей закраин обода и поверхности крепления диска к ступице автомобиля или мотоцикла, оператор устанавливает диск 1 на столешницу 12 опорного стола 2 так, чтобы пята 8 подвижной поперечной балки 7 и ось рабочего штока 4 проходили через ту часть диска 1, пластическая деформация которой приведет к восстановлению параллельности указанных плоскостей. Как правило, для устранения осевого биения дисков требуется воздействовать усилием рабочего штока 4 на области диска, находящиеся между ободом и его центральной частью.
Затем оператор подбирает и устанавливает между ободом диска 1 и столешницей 12 из имеющегося набора проставки 24, толщина которых равна вылету закраины для данного типа диска с целью предотвращения ее смятия при воздействии рабочего штока 4 на указанные участки диска 1. После этого оператор размещает между пятой 8 и деформируемым участком диска 1 защитную проставку 30 и вращает маховик 5 и рабочий шток 4 до контакта пяты 8 с проставкой 30 и диском 1. С помощью размерных линеек 17, 18, измерителей 14 и датчиков перемещений 19, 20, 21 оператор определяет начальное и последующие положения рабочего штока 4, а также исходную высоту данного участка диска 1 до начала и в процессе воздействия на деформированный участок диска 1. Следует отметить, что результаты измерений датчиков перемещений 19, 20, 21 в виде слабых электрических сигналов поступают через многоканальный усилитель 22 на входы пульта 16 управления со средствами индикации для контроля оператором процесса правки диска.
Практически реализуемый в процессе правки конкретного колесного диска 1 ход штока 4 может находиться в диапазоне от единиц мм до нескольких см. В то же время ход штока 4 при переходе на правку различных типов литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов отечественных и зарубежных производителей, может достигать 50 см и более. В случае ремонта однотипных колесных дисков достаточно установить необходимое оптимальное положение столешницы 12 относительно опорного стола 2 с помощью вспомогательного реверсивного электропривода 15 и установить оптимальное положение подвижной поперечной балки 7 с пятой 8 и проставкой 30 с помощью реверсивного электропривода 9. В выбранном промежутке между поперечной балкой 7 и столешницей 12 оператор устанавливает на нее указанным образом колесный диск 1.
В этих условиях возможна правка колесного диска оператором как вручную с помощью маховика 5, так и с помощью реверсивного электропривода 9, обеспечивающего, в ряде случаев, значительно большие усилия правки деформированной части диска 1. В первом случае оператор вращает маховик 5 в направлении рабочего хода штока 4 на часть оборота, на полный оборот или на несколько оборотов для достижения в квазистатическом или импульсном режиме больших усилий пяты 8 на деформированный участок диска 1. При этом подвижная поперечная балка 7, выполненная в виде массивного бруса, способствует дополнительному увеличению давления рабочего штока 4 на упомянутый участок колесного диска 1. При вращении маховика 5 для выполнения хода штока 4 вверх тяги 29 воспринимают нагрузку от подвижной поперечной балки 7 и предают ее через опорный фланец 28 на рабочий шток 4. В случае использования автоматической правки дисков оператор включает электродвигатель 11 привода 9 с помощью контактного переключателя 26. Одновременнно с пульта 16 управления, преимущественно, автоматически подаются команды на разблокировку механизма фиксации маховика 5 и рабочего штока 4, а также на срабатывание муфты сцепления 10 рабочего штока 4 и передаточного механизма реверсивного электропривода 9.
Скорости вращения рабочего штока 4, перемещения подвижной поперечной балки 7 и отклонений размеров дисков от нормативных при пластической деформации дефектных участков диска 1 определяются оператором из опыта, а также контролируются им с помощью указанных выше индикаторов и датчиков 13, 14, 17, 18, 19, 20, 21, в том числе, с помощью средств для отображения результатов их измерений на индикаторной панели пульта 16 управления. Количество воздействий оператора на один деформированный участок колесного диска 1 может достигать нескольких последовательных ходов штока 4, а интенсивность таких воздействий зависит от многих факторов, в частности, от величины деформации диска, от материала и способа его изготовления, от жесткости деформированных участков диска, от вида указанныз воздействий (вручную или от электропривода) и т.п. Момент минимального отклонения указанного перекоса элементов диска оператор отмечает, как правило, визуально с учетом опыта правки данного типа дисков, а также ориентируясь на показания упомянутых индикаторов и датчиков. По мере устранения величины указанных дефектов диска 1 оператор проводит его дополнительную дефектацию на специализированном стенде вплоть до достижения нормативных показателей, допускающих техническую эксплуатацию изделия.
Для повышения эффективности предложенного стенда и улучшения организации работ по предварительной или финишной правке колесных дисков стенд целесообразно снабдить указанными средствами контроля параметров колесных дисков. Для дополнительного контроля параметров пластической деформации элементов диска 1 в пяту 8 стенда может быть встроен датчик давления (не показан), по показаниям которого оператор оценивает силу давления штока 4 на диск 1, а также количество нажимов штока 4, необходимых для достижения достаточной величины пластической деформации элементов диска 1 при его правке.
Ремонт колесных дисков автомобилей и мотоциклов на предложенном стенде исключает нагрев диска, обеспечивая сохранение исходной структуры металла. Высокое качество ремонта дисков на данном стенде обусловлено использованием указанного оборудования и строгим соблюдением технологического процесса холодной пластической деформации элементов диска с учетом рекомендаций производителей. Предложенный стенд прошел необходимые технические испытания, которые подтвердили основные характеристики стенда и качество ремонта колесных дисков, обладающих дефектами осевого биения. Указанное выполнение стенда устраняет недостатки известных технических решений и решает задачу создания удобного в эксплуатации специализированного стенда для устранения дефектов осевого или радиального биения колесных дисков в условиях предприятий автосервиса. При этом достигается снижение времени устранения дефектов различных модификаций колесных дисков и повышение точности контроля отклонений размеров дисков в процессе правки. Для предложенного стенда практически отсутствуют ограничения по габаритам и техническим характеристикам ремонтируемых дисков, при этом возможен скоростной ремонт различных типов литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков, изготовленных различными производителями.