СТЕНД ДЛЯ ПРАВКИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ АВТОМОБИЛЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, более конкретно, к стендам для правки колесных дисков автомобилей и может найти применение в автосервисе при устранении дефектов осевого биения колесных дисков легковых автомобилей, возникающих в результате дорожных происшествий, нарушения режимов эксплуатации ходовой части автомобилей, несоблюдения правил технического обслуживания и др.
Устранение дефектов колесных дисков автомобилей, 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 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.
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 поджимается 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.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является 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. www.nowaso.ru - прототип).
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.
Решаемой задачей полезной модели является создание эффективного и удобного в эксплуатации специализированного стенда для сравнительно быстрого устранения или снижения величины осевого биения колесных дисков автомобилей в условиях предприятий автосервиса.
Дополнительной к указанной является задача ремонта литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков без ограничений по их модификациям и габаритам.
Указанная задача решается тем, что в стенде для правки колесных дисков автомобилей, содержащем опорный стол, средства для механического воздействия на деформированные участки и контроля отклонений размеров дисков от нормативных, согласно полезной модели, в средней части опорного стола установлен вертикальный винтовой пресс, направляющие силовые стойки которого в верхней части скреплены с неподвижной поперечной балкой, а в нижней закреплены на массивной стальной столешнице с возможностью размещения между ними дефектных колесных дисков, рабочий шток винтового пресса образует винтовую пару с неподвижной поперечной балкой и пару вращения с подвижной поперечной балкой, снабженной пятой для передачи усилия рабочего штока на деформированный участок диска и выполненной 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.
Кроме того, рабочий шток винтового пресса может быть выполнен диаметром 60-120 мм с двух-, трех-, четырех - или пятизаходной трапециидальной резьбой с шагом 10-20 мм.
Кроме того, подвижная поперечная балка может быть выполнена в виде массивного бруса для увеличения давления рабочего штока на деформированный участок колесного диска.
Кроме того, средства для контроля отклонений размеров дисков от нормативных могут быть снабжены, по крайней мере, одним механическим индикатором линейных перемещений для определения не параллельности плоскостей боковых закраин и поверхности крепления диска к ступице автомобиля.
Кроме того, 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.
Кроме того, пята для передачи усилия рабочего штока может быть снабжена механическим, тензометрическим или гидравлическим датчиком, соединенным со средствами индикации, для определения силы воздействия рабочего штока на деформированные участки колесного диска.
Такое выполнение стенда позволяет решить поставленную задачу создания сравнительно недорогого, удобного в эксплуатации специализированного стенда для устранения или снижения величины осевого биения до нормативного у различных типов литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков легковых автомобилей в условиях предприятий автосервиса. Для предложенного стенда практически отсутствуют ограничения по габаритам и техническим характеристикам ремонтируемых дисков, при этом возможен указанный вид ремонта колесных дисков, изготовленных различными производителями,
Основой предложенного стенда для устранения осевого биения колесных дисков автомобилей 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 и подвижной поперечной балки в виде бруса массой около 90 кг позволяет при указанном диаметре рабочего штока достичь высоких постоянных усилий (1,5-2,5 т) рабочего штока на деформированный участок диска, а в импульсе значительно больше (2-5 т). Силовые стойки, вваренные в массивную стальную столешницу на значительном расстоянии друг от друга, обеспечивают размещение и правку осевого биения различных модификаций дефектных колесных дисков диаметром 10- 22" и выше.
Экспериментально найдено, что для достижения указанных давлений рабочий шток должен иметь диаметр 60-120 мм с двух-, трех-, четырех-или пятизаходной трапециидальной резьбой с шагом 10-20 мм. Диаметр штока менее 60 мм при четырех- и пятизаходной трапециидальной резьбе имеет избыточную величину хода на оборот, не обладает достаточной жесткостью и не обеспечивает необходимых усилий для правки большинства типов дисков. Превышение диаметра штока более 120 мм при двух- и трехзаходной резьбе, в свою очередь, приводит к уменьшению скорости правки колесных дисков и снижению эффективности стенда.
Выполнение средств контроля для определения перекоса или не параллельности плоскостей закраин обода и поверхности крепления диска к ступице автомобиля в виде механических индикаторов линейных перемещений позволяет оценивать результаты работы оператора в процессе работы на стенде. Этому способствует также наличие датчика, соединенного со средствами индикации, для определения силы воздействия штока на деформированные участки колесного диска.
На фиг.1 схематически представлен общий вид стенда, на фиг.2 - его сечение по рабочему штоку.
Стенд для правки колесных дисков автомобилей, содержит опорный стол 1 для размещения на нем дефектных колесных дисков 2 в горизонтальном положении. В средней части опорного стола 1 установлен вертикальный винтовой пресс для механической правки деформированных участков колесных дисков 2. Направляющие силовые стойки 3 винтового пресса в верхней части скреплены с неподвижной поперечной балкой 4, а в нижней закреплены на массивной стальной столешнице 5 опорного стола 1 с возможностью размещения между стойками 3 дисков 2. Рабочий шток 6 винтового пресса образует винтовую пару с неподвижной поперечной балкой 4 и пару вращения с подвижной поперечной балкой 7, выполненной с возможностью скольжения по направляющим 8 на силовых стойках 3. Над неподвижной поперечной балкой 4 в верхней части рабочего штока 6 закреплен маховик 9, выполненный в виде кольца из труб с грузами 10 для его вращения оператором.
Средства для механической правки деформированных участков колесных дисков 2 включают набор плоских проставок 11 в виде прямоугольника, одна из сторон которого выполнена по форме боковых закраин для предотвращения их смятия при воздействии рабочего штока 6 на деформированные участки диска 2. На одной из силовых стоек 3 может быть установлена размерная линейка 12 для настройки положения рабочего штока 6 по ширине импортных или отечественных колесных дисков. Для той же цели на подвижной поперечной балке 7 могут быть размещены линейка 13 и указатель 14 хода рабочего штока 6 для оценки величины одноразовой или суммарной пластической деформации элементов диска при его правке.
На верхнем конце рабочего штока 6 ниже маховика 9 по посадке скольжения установлен опорный фланец 15 с тягами 16, воспринимающими нагрузку от подвижной поперечной балки 7. В нижней части балки 7 установлена пята 17 для передачи усилия рабочего штока 6 на деформированный участок или элемент колесного диска 2. Как правило, этим элементом является одна или несколько спиц диска 2. Для предотвращения их повреждения между пятой 17 и деформированным элементом диска 2 установлена защитная проставка 18 из текстолита или дерева твердых пород.
Средства для контроля отклонений размеров дисков 2 от нормативных, касающиеся не параллельности плоскостей закраин обода и поверхности 19 крепления диска 2 к ступице автомобиля, могут быть выполнены в виде одного или нескольких механических индикаторов 20 линейных перемещений (фиг.2). Указанные индикаторы могут иметь вид измерительных стержней или линеек, вертикально установленных на опорной пластине 21, размещенной на поверхности столешницы 5 в плоскости закраины диска 2.
Для дополнительного контроля величины пластической деформации элементов диска 2 пята 17 для передачи усилия рабочего штока 6 на деформированный элемент диска может быть дополнительно снабжена механическим, тензометрическим или гидравлическим датчиком и соответствующими средствами индикации для определения силы воздействия рабочего штока 6 на указанные участки колесного диска 2. На фиг.2 показан гидромеханический датчик давления 22 с манометром 23, проградуированным в единицах силы или давления штока 6 на диск 2, при этом датчик 22 вмонтирован в пяту 17 стенда.
На фиг.1, 2 показан стенд с рабочим штоком 6 диаметром 80 мм с четырехзаходной трапециидальной резьбой (шаг 20 мм), обеспечивающей ход пяты 17 около 80 мм на один оборот штока 6 и маховика 9. В неподвижной поперечной балке 4 установлена гайка 24 с трапециидальной резьбой, в которую входит рабочий шток 6 винтового пресса.
Набор проставок 11 в виде пластин для предотвращения смятия боковых закраин дисков 2 о поверхность столешницы 5 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. Проставки 11 в виде пластин из указанного набора, как правило, размещены в ящиках опорного стола 1 стенда вместе с вспомогательной оснасткой и инструментом (не показаны). Каждая проставка 11 подбирается для конкретного колесного диска опытным путем так, чтобы ее толщина равнялась вылету боковой закраины данного диска.
Стенд для правки колесных дисков легковых автомобилей функционирует следующим образом.
Предварительно оператор стенда проводит измерение геометрических параметров дефектного колесного диска 2, определяя инструментальными методами или на стенде для дефектации дисков отклонение его фактических размеров от нормативных. При выявлении осевого биения колесного диска 2, вызванного не параллельностью плоскостей закраин обода и поверхности 19 крепления диска 2 к ступице автомобиля, оператор устанавливает диск 2 на столешницу 5 опорного стола 1 так, чтобы пята 17 подвижной поперечной балки 7 и ось рабочего штока 6 проходили через ту часть диска 2, пластическая деформация которой приведет к восстановлению параллельности указанных плоскостей. Как правило, для устранения осевого биения дисков требуется воздействовать усилием рабочего штока 6 на области диска, находящиеся между ободом и его центральной частью, в том числе, на одну или две его радиальные спицы.
Затем оператор подбирает и устанавливает между ободом диска 2 и столешницей 5 из имеющегося набора проставку 11, толщина которой равна вылету закраины для данного типа диска с целью предотвращения ее смятия при воздействии рабочего штока 6 на участки диска 2. После этого оператор размещает между пятой 17 и деформируемым участком диска защитную проставку 17 и вращает маховик 9 и рабочий шток 6 до контакта пяты 17 с проставкой 17 и диском 2. С помощью размерных линеек 12, 13 с помощью указателя 14 оператор отмечает на их шкалах точку, соответствующую начальному положению рабочего штока 6 и исходную высоту данного участка диска 2 до начала воздействия на деформированный участок.
Для повышения эффективности стенда и улучшения организации работ по предварительной или финишной правке колесных дисков стенд целесообразно снабдить дополнительными средствами контроля параметров колесных дисков, в качестве которых можно использовать индикаторы 20 линейных перемещений, например, в виде измерительных стержней, проходящих сквозь крепежные отверстия диска (фиг.2). При этом индикаторы 20 устанавливают на опорной пластине 21 в плоскости закраины диска 2, а их концы, выступающие над центральным участком диска, показывают величину перекоса относительно плоскостей закраин обода и столешницы 5. Для дополнительного контроля параметров пластической деформации элементов диска 2 в пяту 17 стенда может быть встроен гидромеханический датчик давления 22 с манометром 23, по показаниям которого оператор оценивает силу давления штока 6 на диск 2 при вращении маховика 9, а также количество нажимов штока 6, необходимых для достижения достаточной величины пластической деформации элементов диска при его правке.
Практически реализуемый оператором ход штока 6 при правке колесных дисков 2 может находиться в диапазоне от единиц мм до нескольких см. При этом оператор вращает маховик 9 (в направлении рабочего хода штока 6) на часть оборота, на полный оборот или на несколько оборотов для достижения в импульсном режиме больших усилий штока 6 на деформированный участок диска 2. Кроме того, подвижная поперечная балка, выполненная в виде массивного бруса, дополнительно увеличивает давление рабочего штока 6 и пяты 17 на упомянутый участок колесного диска 2. При вращении маховика 9, для выполнения хода штока 6 вверх, тяги 16 воспринимают нагрузку от подвижной поперечной балки 7 и предают ее через опорный фланец 15 на шток 6.
Скорость вращения маховика 9 определяется оператором из опыта и может контролироваться с помощью указанных выше средств для отображения отклонений размеров дисков от нормативных, Количество воздействий оператора на один деформированный участок колесного диска может достигать нескольких ходов штока 6, а интенсивность таких воздействий зависит от многих факторов, в частности, от величины деформации диска, от материала и способа его изготовления, от жесткости деформированных участков 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 указателя 14 на линейках 12, 13, индикаторов 20 и датчика давления 22 с манометром 23. По мере устранения величины указанных дефектов диска оператор проводит его дополнительную дефектацию на специализированном стенде вплоть до достижения нормативных показателей, допускающих техническую эксплуатацию изделия.
Ремонт колесных дисков автомобилей на предложенном стенде исключает точечный нагрев и прокатку диска роликами, обеспечивая сохранение исходной структуры металла диска. 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 изготовлен согласно полезной модели и прошел необходимые технические испытания, которые подтвердили основные характеристики стенда и качество ремонта колесных дисков, обладающих дефектами осевого биения.