ЛИНИЯ ДЛЯ РЕМОНТА ЛИТЫХ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И МОТОЦИКЛОВ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, более конкретно, к устройствам для ремонта, преимущественно, литых колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов и может найти применение на предприятиях автосервиса при устранении дефектов колесных дисков, связанных с осевым или радиальным биением частей дисков, возникающих в результате нарушения режимов эксплуатации транспортного средства.
Известен стенд для правки колесных дисков автомобилей, включающий средства для механического воздействия на деформированные участки дисков (см. Каталог автоспецоборудования. Стенд для правки дисков Р-184М2. Производитель - Новгородский завод «Автоспецоборудование», Россия, г.Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, 43. www.nowaso.ru).
Известный стенд предназначен для правки дефектных участков, преимущественно, стальных штампованных и сварных колесных дисков автомобилей методом гибки профиля обода роликами. 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. К недостаткам известного стенда следует отнести сложность или невозможность устранения на нем дефектов типа радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов, а также вмятин на литых или кованных колесных дисках из легких сплавов. Это связано, в частности, с тем, что при обкатке роликами элементов диска из легких сплавов нарушается молекулярная структура металла, происходит ослабление конструктивных элементов дисков.
Известно устройство для восстановления колесных дисков автомобилей, 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, устанавливается на ролики ложемента, фиксируется оправкой и поджимается колодками. Диск прокручивают на роликах и выявляют с помощью индикаторов области расположения дефектов на контролируемых поверхностях. Деформированный элемент диска выправляют с помощью домкрата, установленного на опоре внутри обода диска. В отдельных случаях часть диска нагревают газовой горелкой, что может привести к недопустимым изменениям структуры металла ремонтируемого изделия. Сложность средств установки колесных дисков в требуемое положение и использование гидромеханической правки приводит к снижению эффективности устройства, увеличивает время ремонта дисков.
Известен стенд для правки колесных дисков мотоциклов, включающий средства для механического воздействия на деформированные участки дисков (см. Стенд для правки мотоциклетных дисков «Лидер», производитель ООО «ПКФ СиБЕК», Россия, 644033, г.Омск, ул. Красный Путь, 78, www.sibek.ru).
Особенностью известного стенда для правки колесных дисков мотоциклов является наличие в его составе электродвигателя, гидропривода, масляного насоса, гидрораспределителя, редукционных клапанов, мобильного и стационарного гидроцилиндров, механических упоров, фиксаторов, центрирующих и выравнивающих втулок и др. К недостаткам такого стенда можно отнести сравнительно сложную процедуру установки, фиксации и гидромеханической правки литых мотоциклетных дисков, следствием этого является низкая производительность стенда.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является линия для ремонта деталей машин, содержащая комплекс основного и вспомогательного оборудования для их восстановления (см. Технология ремонта машин/ Пучин Е.А., Новиков B.C., Очковский Н.А. и др.; Под ред. Пучина Е.А. -. М.: КолосС, 2007, с.130 - прототип).
Известная линия предназначена для централизованного восстановления деталей машин в соответствии с разработанным технологическим процессом и, при наличии дополнительного специального оборудования, может быть использована для ремонта колесных дисков автомобилей и мотоциклов. Известная линия для промышленного восстановления работоспособности дефектных или изношенных деталей машин содержит комплекс оборудования для их очистки, определения технического состояния, предварительной и чистовой обработки, контрольных испытаний, консервации отремонтированных изделий и поставке их заказчику. Каждая технологическая операция выполняется на одном рабочем месте на участках, оснащенных соответствующим оборудованием.
К недостаткам известной линии для специализированного промышленного предприятия по ремонту двигателей и ходовой части автомобилей следует отнести сравнительно сложную структуру производства, разветвленную схему материальных потоков и значительное количество используемого оборудования. Для осуществления полного технологического процесса ремонта необходимо наличие многочисленных складов, участков для приемки изделий, оборудования для разборки, дефектации, сборки, комплектации и консервации конкретных типов деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, для восстановления литых колесных дисков автомобилей и мотоциклов необходимо создание дополнительного специализированного оборудования, приспособлений и оснастки, обеспечивающих холодную вытяжку металла в области дефектных участков.
Решаемой задачей полезной модели является создание сравнительно простой и удобной в эксплуатации специализированной линии для быстрого и качественного ремонта литых и кованных колесных дисков из легких сплавов в условиях предприятий автосервиса без ограничений по модификациям, габаритам и материалу дисков. Дополнительной к указанной задаче является создание новых механизированных стендов, пригодных для предварительного и финишного ремонта широкой номенклатуры колесных дисков современных легковых автомобилей и мотоциклов отечественного и зарубежного производства.
Указанная задача решается тем, что в линии для ремонта литых колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов, содержащей комплекс основного и вспомогательного оборудования для их восстановления пластическим деформированием, согласно полезной модели, линия содержит участок ремонта колесных дисков, включающий первый, второй и третий механизированные стенды для дефектации, предварительной и финишной правки колесных дисков, причем первый стенд содержит опорный стол для размещения дефектных колесных дисков и средства первичного контроля отклонений их размеров от нормативных, второй стенд содержит вертикальный винтовой пресс, установленный на массивной столешнице с возможностью размещения колесных дисков между его стойками для передачи усилия рабочего штока на дефектные участки дисков, а третий стенд содержит механизированный агрегат на базе токарного станка, набор имитаторов ступиц автомобилей и имитаторов осей мотоциклов для установки колесных дисков в патроне шпинделя и набор инструментов, выполненных с возможностью их крепления в резцедержателе токарного станка и снабженных фигурными наконечниками для пластической деформации металла в области дефектных участков колесных дисков.
Кроме того, средства контроля отклонений размеров дисков от нормативных, могут быть выполнены, преимущественно, в виде механического индикатора линейных перемещений с возможностью фиксации щупа индикатора вблизи контрольных поверхностей колесного диска, причем указанные средства могут входить в состав вспомогательного оборудования второго и третьего стендов.
Кроме того, средства для установки на стендах колесных дисков отечественного и иностранного производства могут включать наборы центрирующих втулок, дистанционирующих шайб и защитных проставок.
Кроме того, набор инструментов третьего стенда может включать инструменты с фигурными и роликовыми наконечниками для правки осевых и радиальных биений боковых закраин и овальные наконечники для правки радиальных биений посадочных полок колесных дисков.
Кроме того, линия может включать участок подготовки дефектных дисков к ремонту, участок аргонно-дуговой сварки и участок покраски отремонтированных колесных дисков.
Такое выполнение линии для ремонта литых колесных дисков позволяет решить поставленную задачу создания удобной в эксплуатации специализированной линии для быстрого и качественного ремонта литых и кованных колесных дисков современных легковых автомобилей и мотоциклов в условиях предприятий автосервиса. Использование в предложенной, линии новых механизированных стендов позволяет осуществлять дефектацию, предварительный и финишный ремонт колесных дисков для большинства легковых автомобилей и мотоциклов отечественного и зарубежного производства.
Для предложенной полезной модели практически отсутствуют ограничения по размерному ряду, материалам и техническим характеристикам ремонтируемых дисков. Производительность такой линии достигает 10-20 отремонтированных дисков в час. Высокие качество ремонта колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов на предложенной линии обусловлены использованием специального оборудования и механизированного агрегата на базе токарного станка, а также строгим соблюдением технологического процесса правки в соответствии с рекомендациями производителей и с учетом приобретенного операторами опыта.
Наличие в составе линии указанных стендов, оснастки и комбинированного инструмента с фигурными рабочими наконечниками позволяет, при указанных условиях, достичь необходимых постоянных или кратковременных усилий для достижения пластической деформации металла в дефектной области и восстановления исходных размеров ремонтируемых колесных дисков. Следует также отметить, что применение для одного из стендов токарного станка типа ДИП - 300 обеспечивает установку и ремонт колесных дисков большинства производителей. При этом, благодаря наличию систем продольной и поперечной подач держателя комбинированного инструмента, оператору требуется минимальное время для смены вида инструмента с фигурным наконечником и изменения его положения относительно дефектной поверхности колесного диска. Опыт показал, что комбинированный инструмент, снабженный фигурными рабочими наконечниками, с успехом используется для правки типичных дефектов колесных дисков, связанных с радиальными и осевыми биениями боковых закраин дисков, радиальными биениями посадочных полок и дефектов типа вмятин, составляющих практически всю возможную гамму дефектов колесных дисков автомобилей и мотоциклов.
Для повышения эффективности предложенной линии в ее состав следует ввести участок подготовки дефектных дисков к ремонту, включающий средства для мойки, сушки и демонтажа колес. В ряде случаев колесные диски имеют дефекты типа трещин и разрывов металла, восстановление которых связано с необходимостью использования аргонно-дуговой сварки. Для защиты поверхности диска и придания ему товарного вида линия может содержать участок покраски отремонтированных колесных дисков.
На фиг.1 представлена блок схема предложенной линии.
Линия для ремонта литых колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов, содержит участок 1 для ремонта колесных дисков 2, включающий первый 3, второй 4 и третий 5 механизированные стенды для дефектации, предварительной и финишной правки колесных дисков. Первый стенд 3 содержит опорный стол 6 для размещения дефектных колесных дисков 2 и средства первичного контроля 7 отклонений их размеров от нормативных. Второй стенд 4 содержит вертикальный винтовой пресс 8, установленный на массивной столешнице 9 с возможностью размещения колесных дисков 2 между его стойками для передачи усилия рабочего штока на дефектные участки дисков 2.
Третий стенд 5 содержит механизированный агрегат на базе токарного станка 10, наборы имитаторов ступиц 11 автомобилей и имитаторов осей 12 мотоциклов для установки колесных дисков 2 в патроне 13 шпинделя. Набор инструментов 14 выполнен с возможностью их крепления в резцедержателе 15 токарного станка 10, каждый из инструментов снабжен одним или двумя фигурными наконечниками для пластической деформации металла в области дефектных участков колесных дисков 2.
Средства контроля 7 отклонений размеров дисков от нормативных выполнены, преимущественно, в виде механического индикатора линейных перемещений с возможностью фиксации щупа индикатора вблизи контрольных поверхностей колесного диска 2. Указанные средства также входят в состав вспомогательного оборудования второго 4 и третьего 5 стендов (не показаны).
Общее число модификаций колесных дисков различных фирм производителей для легковых автомобилей и мотоциклов по форме, габаритам, материалу и дизайну дисков достигает многих сотен. При этом количество имитаторов 11 ступиц автомобилей, имитаторов осей 12 дисков мотоциклов и наборов установочных элементов 16, 17, 18 должно быть достаточным для фиксации в патроне 13 шпинделя механизированного агрегата 10 основных типов широкого размерного ряда указанных колесных дисков 2. При эксплуатации предложенной линии установлено, что для большинства типов колесных дисков общее количество имитаторов ступиц 11 автомобилей и имитаторов осей 12 колесных дисков мотоциклов в наборах для фиксации в патроне 13 шпинделя токарного станка 10 может составлять до 25 модификаций для имитаторов ступиц 11 и до 10 модификаций - для имитаторов осей 12.
Средства для установки на стендах 3, 4, 5 колесных дисков 2 автомобилей и мотоциклов отечественного и иностранного производства включают наборы от 10 до 20 модификаций центрирующих втулок 16, дистанционирующих шайб 17 и защитных проставок 18, применение которых для каждого стенда зависит от вида ремонтируемого диска, его размерного ряда и других факторов. Указанные наборы установочных элементов 16, 17, 18 могут располагаться непосредственно у каждого стенда 3, 4, 5 или на отдельном стеллаже (не показан).
Набор инструментов 14 для третьего стенда 5 может включать несколько видов индивидуальных или комбинированных инструментов с различными модификациями фигурных и роликовых наконечников, количество которых может достигать 12 и более. Опытным путем найдено, что инструменты набора могут быть снабжены клинообразными и изогнутыми фигурными наконечниками для правки радиальных биений боковых закраин колесных дисков, роликовыми наконечниками для бездефектной правки осевых биений боковых закраин и овальными наконечниками для правки радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов и дефектов типа вмятин.
Линия может содержать также участок 19 подготовки дефектных дисков 2 к ремонту (мойка, сушка, демонтаж колес), участок 20 аргонно-дуговой сварки и участок 21 покраски отремонтированных колесных дисков 2. Поз. 22 обозначен накопительный стеллаж для дефектных дисков 2.
Механизированный агрегат стенда 5 в предложенной линии выполнен на базе токарного станка типа ДИП - 300 (производство станкостроительного завода им С.М. Кирова) с возможностью вращения ремонтируемых колесных дисков 2 в процессе правки с регулируемой скоростью до 400 об/мин.
При этом токарный станок 10 имеет систему автоматической продольной и поперечной подачи резцедержателя 15 с закрепленными на нем комбинированным инструментом 14 для дозированного силового воздействия рабочими наконечниками на дефектные участки колесного диска 2.
Линия для ремонта литых колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов функционирует следующим образом.
Предварительно на линии оператор стенда 3 для дефектации колесных дисков 2 как для автомобилей, так и для мотоциклов проводит измерения геометрических параметров очередного ремонтируемого колесного диска для выяснения месторасположения дефектных участков и величины отклонений его фактических размеров от нормативных значений. Оператор определяет уровень указанных отклонений известными инструментальными методами и с помощью соответствующих приспособлений на данном специализированном стенде 3. Индикатор 7 средств первичного контроля снабжен наконечником, например, в виде конуса, полусферы или подвижного ролика, который соединен с измерителем перемещений и установлен на держателе, выполненном, например, в виде пластины с кольцевым магнитом для его удержания на опорном столе 6. Необходимость предварительной или финишной правки колесных дисков 2 на стендах 4, 5 возникает при наличии на дисках 2 вмятин или дефектов, связанных с радиальными и осевыми биениями частей диска в пределах 0,5-12 мм и более.
При выявлении осевого биения колесного диска 2, вызванного не параллельностью плоскостей закраин обода и поверхности крепления диска 2 к ступице автомобиля, оператор устанавливает диск 2 на опорный стол 6 стенда 4 так, чтобы пята и ось рабочего штока вертикального винтового пресса 8 проходили через ту часть диска 2, пластическая деформация которой приведет к восстановлению параллельности указанных плоскостей. Затем оператор подбирает и устанавливает между ободом диска 2 и столом 6 из имеющегося набора плоскую защитную проставку 18, толщина которой равна вылету закраины для данного типа диска с целью предотвращения ее смятия при воздействии рабочего штока пресса 8 на участки диска 2. После этого оператор вращает с помощью маховика (не показан) рабочий шток пресса 8 до контакта пяты штока с диском 2. С помощью размерных указателей (не показаны) оператор отмечает исходную высоту данного участка диска 2 до начала воздействия на деформированный участок и высоту исправленного участка диска после силового воздействия штока пресса 8. Как правило, для устранения осевого биения дисков 2 требуется однократно или многократно воздействовать усилием рабочего штока пресса 8 на области диска 2, находящиеся между ободом и его центральной частью, в том числе, на одну или две его радиальные спицы.
Финишную правку колесного диска 2 для легковых автомобилей осуществляют на стенде 5. Необходимость финишной правки колесных дисков 2 на стенде 5 возникает в случае наличия дефектов, связанных радиальными и осевыми отклонениями частей диска от исходных в пределах 0,5-3 мм. В зависимости от типа конкретного ремонтируемого колесного диска 2 автомобиля оператор подбирает по каталогу, включающему характерные посадочные размеры, из имеющегося набора подходящий имитатор ступицы 11, соответствующие крепежные болты и кольцевые дистанционирующие шайбы 17, обеспечивающие необходимую сборку диска и имитатора ступицы 11. Сборку оператор осуществляет на отдельном приспособлении (не показано) перед установкой в патроне 13 токарного станка 10, затяжка болтов производится с помощью пневматического гайковерта.
Затем оператор зажимает в патроне 13 токарного станка 10 один из хвостовиков имитатора ступицы 11 с закрепленным на нем диском 2. Второй хвостовик имитатора ступицы 11 поджимается вращающимся центром задней бабки токарного станка 10 для предотвращения перекоса колесного диска 2 при правке. С помощью стандартных индикаторов 7 или по величине зазора между поверхностью вращающегося диска 2 и неподвижной деталью оператор непосредственно на стенде 5 дополнительно проверяет характер найденных дефектов и величину осевого или радиального биения элементов диска.
Для устранения незначительных (0,3-2 мм) радиальных биений диска в области посадочных полок можно воспользоваться инструментом 14 с фигурным наконечником клинообразной формы, который оператор сначала закрепляет в резцедержателе 15, затем подводит с использованием автоматической подачи или вручную к внутренней точке обода неподвижного диска 2 в области обнаруженного дефекта. При этом оператор использует подачу резцедержателя 15 с указанным инструментом в направлении от оси диска 2. Для устранения осевого биения закраин диска 2 оператор может использовать подачу резцедержателя 15 с указанным или иным инструментом в направлении к патрону 13 вдоль оси диска 2.
На каждую из данных операций обычно уходит от одной до нескольких минут. Во всех случаях оператор оценивает силу давления рабочего наконечника инструмента 14 на деформированный участок диска 2, прежде всего, путем визуального наблюдения за уровнем деформации, превышение которого легко предотвратить отключением соответствующей подачи резцедержателя 15 и инструмента 14. Опыт работы операторов на стенде 5 предложенной линии показывает, что для некоторых дисков, при значительной величине отклонения размеров от нормативных, оператор может неоднократно повторять операцию правки до достижения исходных геометрических параметров колесного диска.
Интенсивность таких воздействий определяется опытным путем и зависит от многих факторов, в частности, от величины деформации диска, жесткости деформированных участков, от материала диска и способа его изготовления. При радиальном биении диска 2 в области закраин используется инструмент с фигурным наконечником изогнутой формы в виде зацепа, который подводится оператором изнутри к закраине диска 2 с последующим включением поперечной подачи резцедержателя 15 в направлении от оси диска 2 для восстановления его исходной формы.
Другие типы инструментов 14 с овальными или роликовыми фигурными наконечниками выполнены с возможностью вращения вдоль своей оси в подшипниковой оправке, снабженной пластиной для крепления в гнездах резцедержателя 15 (не показаны). При этом инструменты 14 с овальными фигурными наконечниками, обладают различной длиной для устранения радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов или дефектов в виде вмятин на всей ширине обода неподвижного диска 2. Принцип их действия на деформированные участки обода диска 2 аналогичен описанному выше.
Инструменты 14 с роликовыми наконечниками используются при необходимости устранения дефектов радиального и осевого биения только боковых закраин колесных дисков 2 легковых автомобилей, при этом эксплуатационные характеристики диска не изменяются. В отдельных случаях, по окончании правки колесных дисков, может быть предусмотрена финишная токарная обработка отдельных элементов диска, в том числе, для снятия заусенцев, которые могли появиться после предыдущих операций правки дисков.
В целом финишная правка колесных дисков мотоциклов на стенде 5 осуществляется оператором аналогично правке колесных дисков автомобилей. Оператор также определяет уровень отклонений размеров диска от нормативных значений известными инструментальными методами с помощью соответствующих приспособлений или на специализированном стенде 3 для дефектации дисков. В зависимости от типа конкретного ремонтируемого колесного диска 2 мотоцикла оператор подбирает по каталогу соответствующей фирмы - производителя (HONDA, SUZUKI, YAMAHA и т.п.) из имеющегося набора имитатор оси 12, соответствующий посадочным размерам подшипников и длине центральных втулок мотоциклетного диска.
Сборку мотоциклетного диска 2 и имитатора оси 12 оператор осуществляет перед установкой в патроне 13 токарного станка 10 без демонтажа подшипникового узла мотоциклетного диска. Затем оператор зажимает в патроне 13 токарного станка 10 сначала один из хвостовиков имитатора оси 12 с закрепленным на нем диском. Второй хвостовик поджимается вращающимся центром задней бабки токарного станка 10 для предотвращения перекоса колесного диска при правке. При этом обеспечиваются необходимые жесткость крепления и центровка мотоциклетного диска относительно оси шпинделя токарного станка 10. Для устранения незначительных (0,5-2 мм) радиальных биений диска в области посадочных полок можно воспользоваться инструментом 14 с фигурным рабочим наконечником овальной или клинообразной формы, который оператор сначала закрепляет в резцедержателе 15, затем подводит с использованием автоматической подачи или вручную к внутренней или наружной точке обода неподвижного диска 3 в области обнаруженного дефекта. При этом оператор использует подачу резцедержателя 15 с указанным инструментом в направлении от оси или к оси диска 2.
Эффективность предложенной линии повышается за счет ее оснащения указанными стендами и механизированным агрегатом в виде специальным образом оснащенного токарного станка с большой высотой шпинделя и указанными инструментальными средствами механического воздействия на деформированные участки дисков. Обеспечение стендов предложенной линии необходимыми наборами индикаторов, установочных элементов, имитаторов и комбинированного инструмента в значительной степени улучшает организацию работ по предварительной и финишной правке колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов большинства отечественных и зарубежных производителей.
Высокое качество ремонта дисков на стендах данной линии обусловлено также строгим соблюдением технологического процесса холодной пластической деформации элементов диска при сохранении исходной структуры металла диска с учетом технологических рекомендаций производителей. Предложенная линия для ремонта литых колесных дисков легковых автомобилей и мотоциклов изготовлена согласно полезной модели и прошла необходимые технические испытания, которые подтвердили ее основные характеристики и высокое качество ремонта колесных дисков различных производителей.