СИСТЕМА ДЕФЕКТАЦИИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И МОТОЦИКЛОВ

Полезная модель относится к области измерений и испытаний деталей машин, более конкретно, к системам дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов и может найти применение в автосервисе при выявлении дефектов колесных дисков, возникающих в результате нарушения режимов эксплуатации, несоблюдения правил технического обслуживания, изнашивания, усталости материала и др.
Известны средства контроля явных дефектов деталей машин, в частности, колесных дисков легковых автомобилей. Для обнаружения поломок, крупных трещин, пробоин и т.п.достаточен визуальный наружный осмотр. Дефекты геометрических параметров колесных дисков, в частности, размеров, формы и взаимного расположения его рабочих поверхностей выявляют измерением и сравнением фактических показателей с данными технической документации, где приведены номинальные, допустимые и предельные размеры изделий. В большинстве случаев дефектацию указанных изделий проводят с использованием универсальных измерительных инструментов (штангенциркули, нутромеры, щупы) или жестким предельным инструментом (калибры, скобы, пробки), а также с помощью специальных приборов, приспособлений и оборудования в виде специализированных стендов (см. Пучин Е.А и др. Технология ремонта машин. М., изд. «КолосС», 2007, с.78).
Недостатком известных средств контроля таких ответственных деталей как литые, штампованные или сварные колесные диски легковых автомобилей и мотоциклов является то, что их дефектация с помощью указанных средств в условиях автосервиса занимает неоправданно много времени.
Известно устройство для восстановления колесных дисков, содержащее деформирующий элемент, ложемент с роликами, не менее двух колодок, контрольный элемент и фиксирующий элемент (см. патент РФ №47828, опублик. 10.09.2005).
Особенностью известного устройства является наличие двух индикаторов для выявления дефектов на двух контролируемых поверхностях обода и дополнительного шаблона - для более точного определения степени деформации обода. Индикаторы выполнены в форме щупов, снабжены механическими измерителями величины дефектов и размещены на горизонтальных штангах, сочлененных с вертикальной стойкой. Диски колес при измерении опираются на ложемент с роликами. Такое выполнение устройства отличается сложностью роликового механизма привода колес во вращение при дефектации и недостаточной скоростью измерений.
Известен стенд для правки дисков автомобильных колес, содержащий опорный стол, закрепленный на нем шпиндель для установки колесных дисков с возможностью вращения, средства для механического контроля отклонений размеров дисков от номинальных, рабочие узлы и механизмы для устранения дефектов (см. патент РФ на промышленный образец №56810, зарегистр. 16.05.2005).
Особенностью такого стенда является наличие шпинделя с планшайбой для крепления колесных дисков и массивной стальной струбцины, вертикально установленной на столешнице опорного стола и снабженной левой и правой упорными скобами для передачи усилий от гидравлического механизма на дефектные элементы диска. На одной из упорных скоб стенда размещен стержень держателя для крепления указателя биений деформированного участка обода диска.
Недостатком известного стенда является сравнительно длительный* процесс центровки колесных дисков при их установке на планшайбе с радиальными прорезями.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является стенд для дефектации колесных дисков легковых автомобилей, содержащий опорный стол, закрепленный на нем шпиндель для установки колесных дисков с возможностью вращения и средства контроля отклонений размеров дисков от номинальных (см. патент РФ №84535, опублик. 10.07.2009 - прототип).
Особенностью известного стенда является то, что шпиндель, включающий подшипниковый узел, несущий вал, опорный фланец, хвостовик и прижимное приспособление для фиксации колесных дисков, закреплен параллельно, перпендикулярно или под углом к столешнице опорного стола, а средства контроля отклонений размеров дисков от номинальных снабжены индикатором в виде щупа с возможностью его перемещения и фиксации в заданном положении относительно наружных поверхностей обода диска.
Прижимное приспособление известного стенда может содержать проставки в виде цилиндрических и центрирующих конических втулок, размещенных на хвостовике между опорным фланцем и прижимной гайкой, щуп индикатора может быть снабжен наконечником в виде конуса, полусферы или подвижного ролика, может быть соединен с измерителем перемещений и установлен на держателе, выполненном в виде пластины с кольцевым магнитом для его удержания на столешнице опорного стола, в виде плоского двухзвенного механизма или в виде горизонтальной штанги, сочлененной с вертикальной стойкой. Кроме того, стенд может быть снабжен электроприводом шпинделя и пультом для управления скоростью его вращения, причем стенд может включаете запасной набор указанных проставок для фиксации на шпинделе дисков различных производителей.
Недостатком известного технического решения является сравнительно низкая точность контроля отклонений размеров дисков от номинальных. Оператор вручную перемещает и фиксирует держатель и щуп индикатора с наконечником в заданном положении относительно наружных поверхностей обода вращающегося диска. При этом отсчет отклонений размеров диска при перемещениях индикатора осуществляется оператором визуально в условиях отсутствия средств объективной фиксации результатов измерений. Это зачастую приводит к необходимости повторных измерений отклонений размеров дисков от номинальных.
К недостаткам известного технического решения следует также отнести дополнительное усложнение средств контроля отклонений размеров дисков от номинальных и увеличение времени измерений, связанных с необходимостью размещения шпинделя и закрепленного на нем колесного диска параллельно или перпендикулярно столешнице опорного стола. Размещение шпинделя параллельно столешнице обеспечивает вертикальное расположение колесного диска и возможность использования средств контроля отклонений размеров дисков от номинальных в виде щупа с наконечником, установленных на держателе, выполненном с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости столешницы. Размещение шпинделя перпендикулярно столешнице обеспечивает горизонтальное расположение колесного диска, что более удобно при дефектации колесных дисков большого диаметра. При этом целесообразно использовать средства контроля отклонений размеров цилиндрических поверхностей дисков от номинальных в виде щупа, установленного на держателе в виде дополнительной горизонтальной штанги, сочлененной с вертикальной стойкой.
Решаемой задачей полезной модели является создание сравнительно простой и удобной в эксплуатации универсальной диагностической системы для предварительной и финишной дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов в условиях малых и средних предприятий автосервиса.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков известных технических решений, повышение точности контроля отклонений размеров дисков от номинальных и снижение времени дефектации колесных дисков автомобилей и мотоциклов различных производителей.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов, содержащей опорный стол, закрепленный на нем шпиндель для установки колесных дисков с возможностью вращения и средства контроля отклонений размеров дисков от номинальных, согласно полезной модели, средства контроля отклонений размеров диска от номинальных содержат контактные и/или бесконтактные индикаторы, расположенные на опоре со стороны торцевых и цилиндрических поверхностей диска, преимущественно, в одной плоскости с его осью, причем индикаторы выполнены с возможностью одновременного или поочередного контроля отклонений размеров диска от номинальных и отображения результатов его дефектации при различных угловых положениях диска.
Кроме того, система дефектации колесных дисков может быть снабжена пультом управления и регулируемым электроприводом шпинделя, контактные индикаторы могут быть выполнены в виде подпружиненного механического щупа с электромагнитным или механическим датчиком перемещений, а бесконтактные индикаторы могут быть снабжены светодиодным излучателем с оптическим датчиком для измерения расстояния до поверхности диска, причем опора индикаторов может быть выполнена в виде общей пластины, а электрические выходы датчиков индикаторов могут быть соединены через многоканальный усилитель с пультом управления для отображения на его индикаторной панели результатов дефектации диска.
Такое выполнение полезной модели позволяет решить поставленную задачу по созданию сравнительно простой и удобной в эксплуатации универсальной диагностической системы для предварительной и финишной дефектации литых и штампованных колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов в условиях малых и средних предприятий автосервиса. При этом достигается технический результат, связанный с устранением недостатков известных технических решений, повышением точности и снижением времени дефектации колесных дисков автомобилей и мотоциклов различных производителей.
Повышение точности контроля отклонений размеров дисков от номинальных обеспечивается, прежде всего, за счет фиксированного размещения индикаторов на индивидуальной или общей опоре со стороны торцевых и цилиндрических поверхностей исследуемого колесного диска, преимущественно, в одной плоскости с его осью. Это позволяет использовать промышленные контактные и/или бесконтактные индикаторы, оснащенные чувствительными электромагнитными или оптическими датчиками для измерения в реальном масштабе времени изменяющихся расстояний до дефектной поверхности вращающегося колесного диска с возможностью отображения результатов его дефектации при фиксированных угловых положениях диска как с помощью индивидуальных узлов отображения показаний, которыми могут быть снабжены указанные датчики, так и посредством индикаторной панели на пульте управления.
Снижение времени дефектации колесных дисков обеспечивается за счет исключения их переустановки при определении дефектов отдельно на торцевых и цилиндрических поверхностеях исследуемого колесного диска, а также за счет фиксированного размещения необходимого числа индикаторов на индивидуальной или общей опоре, которые можно быстро установить при дефектации колесных дисков различных марок. При этом использование контактных механических индикаторов в виде подпружиненного механического щупа упрощает аппаратурное оформление предложенной системы, а использование бесконтактных индикаторов с оптическими датчиками для измерения расстояния до поверхности диска позволяет дополнительно улучшить техническое обслуживание, повысить точность и быстродействие системы дефектации колесных дисков. Реализация возможности одновременного или поочередного контроля отклонений размеров колесного диска от номинальных позволяет, в случае необходимости, отказаться от его полной дефектации и ограничиться, например, контролем отклонений размеров от номинальных лишь для одной или двух поверхностей исследуемого колесного диска.
На фиг.1 представлена блок-схема системы дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов.
Система дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов содержит опорный стол 1, закрепленный на нем шпиндель 2 для установки колесного диска 3 с возможностью вращения. Средства контроля отклонений размеров диска 3 от номинальных включают два контактных 4, 5 и один бесконтактный 6 индикаторы, расположенные на общей опоре 7 со стороны торцевых и цилиндрических поверхностей диска 3, преимущественно, в одной плоскости с его осью. Индикаторы 4, 5, 6 выполнены с возможностью одновременного или поочередного контроля отклонений размеров диска 3 от номинальных и отображения результатов его дефектации при различных угловых положениях диска 3, считая от нулевого.
1
1
2
2
На приведенной блок-схеме показана автоматизированная система дефектации колесных дисков 3, снабженная пультом управления 8 и регулируемым электроприводом 9 с тахометром 10. Контактные индикаторы 4, 5 выполнены в виде подпружиненного механического щупа с электромагнитными датчиками перемещений 11, 12 а бесконтактный индикатор 6 выполнен в виде светодиодного излучателя 13 с оптическим датчиком 14 для измерения расстояния до поверхности диска 3. При этом электрические выходы датчиков 11, 12, 14 соединены через многоканальный усилитель 15 с входом пульта управления 8 для отображения на его индикаторной панели результатов дефектации диска 3 в зависимости от его углового положения. На фиг.1 поз.16 обозначено прижимное устройство для быстрого крепления диска 3 на шпинделе 2. Обозначения A и C характеризуют нормативные геометрические параметры диска 3, а обозначения A и C - расположение индикаторов 4, 5 в позиции измерений относительно базовых поверхностей диска 3.
Использование простейших средств контроля отклонений размеров колесных дисков в виде одного или нескольких контактных индикаторов с подпружиненным механическим щупом, снабженным электромагнитным или механическим датчиком перемещений, также предельно упрощает предложенную систему при одновременном повышении точности и повышении скорости дефектации. При этом щуп контактного индикатора может быть снабжен наконечником в виде конуса, полусферы или подвижного ролика и соединен с механическим измерителем перемещений, например, в виде проградутрованного стержня (не показаны). Использование бесконтактных индикаторов с оптическими датчиками для измерения расстояния до поверхности диска позволяет дополнительно улучшить техническое обслуживание системы дефектации колесных дисков.
Для снижения времени на подготовительные работы опорный стол 1 системы может включать запасной набор проставок в виде втулок разного калибра (не показаны) для фиксации на шпинделе 2 дисков различных производителей. Количество используемых втулок зависит от вида и формы контролируемых дисков, от соотношения посадочных и наружных размеров и от вида производителя. Кроме того, для некоторых типов дисков необходимо использовать цилиндрические втулки с пазом для нестандартных выступов на посадочной части диска или цилиндрические втулки из упругого материала в виде резинового кольца или пружины, в том числе, для предупреждения повреждений дисков.
Предложенная система дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов может функционировать без управляемого электропривода 9, при этом оператор вручную проворачивает колесный диск 3 с нужной скоростью или на требуемый угол для определения дефектов обода диска 3. Тем не менее, для повышения эффективности системы и улучшения организации работ по дефектации большого числа колесных дисков различнбых производителей целесообразно оснастить систему указанными контактными и/или бесконтактными индикаторами 4, 5, 6 и многоканальным усилителем 15, а также пультом 8 для контроля результатов дефектации и управления скоростью вращения электропривода 9, шпинделя 2 и колесного диска 3 с помощью тахометра 10. На пульте могут быть установлены контрольно-измерительные приборы, индикаторы режимов вращения шпинделя 2 и другие средства управления системой, облегчающие работу оператора.
Система дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов функционирует следующим образом.
Предварительно оператор системы проводит подготовительные работы по установке дефектного колесного диска на шпинделе 2 опорного стола 1 и, по результатам визуального осмотра, выбирает необходимое число контактных или бесконтактных индикаторов. Установка дефектного колесного диска 3 на опорном столе 1 осуществляется с помощью выбора из имеющегося комплекта упомянутых проставок, соответствующих данному типу диска, и его закрепления на шпинделе 2 с помощью прижимного устройства 16.
Для системы дефектации указанного колесного диска 3 в качестве средств контроля отклонений его размеров от номинальных используются два контактных 4, 5 и один бесконтактный 6 индикаторы, расположенные на общей опоре 7 со стороны торцевых и цилиндрических поверхностей диска 3 в одной плоскости с его осью. Каждый их контактных индикаторов 4, 5 выполнен в виде более доступного механического щупа с электромагнитным датчиком перемещений 11, 12, а в качестве бесконтактного индикатора 6 используется светодиодный излучатель 13 с оптическим датчиком 14. Это позволяет беспрепятственно устанавливать над ободом диска 3 общую опору 7 с индикаторами 4, 5, 6 для измерения расстояний до поверхности дефектных участков диска 3. При этом индикаторы 4, 5, 6, как было указано, выполнены с возможностью одновременного или поочередного контроля отклонений размеров диска 3 от номинальных. Для осуществления указанных измерений электрические выходы датчиков 11, 12, 14 оператор подсоединяет с помощью кабелей и разъемов (не показаны) через многоканальный усилитель 15 с пультом управления 8.
При осуществлении дефектации колесных дисков 3 с помощью предложенной автоматизированной системы оператор с пульта управления 8 подключает питание на электропривод 9 для вращения диска 3 с минимальной заранее рассчитанной заданной скоростью вращения порядка 0,1-1 об/с. Эта операция выполняется с помощью регулируемого электропривода 9 с тахометром 10. При медленном вращении диска 3 электромагнитные датчики перемещений 11, 12 индикаторов 4, 5 с механическим щупом и оптический датчик 14 бесконтактного индикатора 6 с светодиодным излучателем 13 отслеживают одновременно или поочередно (в соответствии с заданным режимом дефектации) текущие отклонения размеров от номинальных в области торцевых и цилиндрической частей диска 3.
При этом на индикаторной панели пульта управления 8 в непрерывном режиме отображаются результаты дефектации диска 3 в зависимости от его углового положения, считая от нулевого. С помощью блока памяти (не показан) в пульте управления 8 результаты дефектации могут быть зафиксированы для составления дефектационной ведомости для данного колесного диска 3. Нулевое или исходное положение колесного диска 3 заранее отмечается оператором посредством специальной визуально воспринимаемой или намагниченной метки (не показана) на его ободе.
Одновременно с работой системы дефектации в автоматическом режиме оператор может визуально наблюдать величины отклонений размеров деформированных поверхностей диска 3 от номинальных по положению механических частей датчиков контактных индикаторов 4, 5 и по отражения светового луча светодиодного излучателя 13. В момент максимальной величины указанных отклонений зазора оператор может отключать электропривод 9 и отмечать, например, мелом участки дефектной области и глубину дефекта на поверхности диска. Впоследствии эти участки подвергают правке, например, пластической деформацией. В случае отключения электроэнергии предложенная система дефектации может функционировать, при этом оператор заменяет бесконтактные индикаторы на контактные с визуально наблюдаемым механическим датчиком перемещений в виде проградутрованного стержня и вручную проворачивает или вращает обод диска. Дефекты размеров, формы и взаимного расположения рабочих поверхностей колесных дисков в диапазоне до 20 мм и более, а также при финишной дефектации при величине отклонений размеров порядка 1 мм выявляются описанным выше способом с последующим сравнением фактических показателей с данными технической документации.
Использование предложенной полезной модели обеспечивает решение поставленной задачи и достижение указанного технического результата по созданию эффективной, сравнительно простой и удобной в эксплуатации универсальной автоматизированной диагностической системы для быстрой предварительной и финишной дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов на малых и средних предприятиях автосервиса. При этом приборная и агрегатная части системы выполнены из недорогих материалов на доступной элементной базе. Предложенная система дефектации колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов в заданной комплектации надежна в работе и проста в эксплуатации.