Приспособление для сжатия пружин подвески

Описание проблемы технологического процесса.

В практике отечественного и зарубежного сервисного обслуживания автомобилей широко распространены операции по снятию или установке пружин подвески. При этом пружины предварительно требуется ослабить или сжать по условию их монтажных размеров между другими деталями подвески. Сжатая пружина обладает достаточным запасом кинетической энергии, чтобы при неосторожных приемах демонтажа из узла подвески внезапно разжаться и с большой силой покинуть место своей установки. Внезапное разжатие пружины как упругого элемента вызывает не только увеличение ее осевого размера (раскрытие до полностью несжатого состояния), но и возможность с большой скоростью вылететь из обслуживаемого узла в боковом направлении. Эта ситуация более чем в половине случаев заканчивается тяжелыми увечьями для обслуживающего автомобиль персонала, повреждением рядом стоящих автомобилей, оборудования автосервиса.

Описание существующих конструкций заводского изготовления и самоделок.

Для предотвращения подобных ситуаций следует навсегда исключать из практики обслуживания подвески такие приемы монтажа и демонтажа пружин сжатия как расслабление или сжатие пружины с помощью монтажных лопаток и подпорок под узлы подвески. Наиболее эффективные способы выполнения названных операций – использование профессиональных съемников пружин.

На практике съемники, применяющиеся при обслуживании пружины на автомобиле, выглядят как захваты витков пружин, стягиваемые винтом с метрической, упорной или трапецеидальной резьбой (рис. 6.1.). Их основные возможности исчерпываются величиной хода до 300 мм. Возможно использование различного количества этих стяжек на одну пружину – две, три, четыре. Однако, в последнее время применяются и стационарные устройства для стягивания пружин подвески (рис. 6.2.). Эти приспособления могут иметь не только винтовой, но и гидравлический привод.

В сочетании с однозахватным приспособлением для сжатия, гидравлический привод имеет ощутимый выигрыш в силе по сравнению с винтовым. К тому же винтовой привод должен быть габаритно адаптирован под конкретную величину осевой длины пружины сжатия – то есть иметь определенную рабочую длину. Гидравлический привод обычно имеет достаточный ход штока под различные длины пружин.

Указанные приспособления изготавливаются как в России, так и за рубежом, однако надежные образцы имеют высокую цену (от 20000 руб. и выше), а дешевые (от 3 тыс. руб.) – в свою очередь – малый срок службы. Этим объясняется тот факт, что немалое количество СТО выполняет на своей базе оригинальные конструкции съемников, не имеющих патентного обоснования и не проверяющихся на соответствие рабочим нагрузкам. Большая часть этих съемников имеет в качестве силовой части – винт с метрической резьбой с углом развала витков в 60 градусов. В то же время, большим резервом по надежности, силовым характеристикам и легкости хода обладает трапецеидальная резьба с углом развала витков до 30 градусов.

Описание предлагаемой конструкции и ее преимуществ перед аналогами.

Техническим заданием на проектирование следует принять разработку такой конструкции съемника для пружин сжатия, который бы состоял из минимального количества деталей, имел нажимной винт с трапецеидальной резьбой и одновременно с этим имел высокую механическую прочность составных его частей.

Кинематическая схема съемника изображена на рис.6.3. В его основе две балки 1 и 3 соединенные шарнирно болтом 2. Каждая из балок имеет на своем рабочем конце поджимные блины 5, которые должны сжимать пружину или разжимать ее. Пара «винтгайка» 4 с трапецеидальной резьбой приводится в движение от кривошипа 6, таким образом, балки 1 и 3, а вместе с ними блины 5 могут двигаться в осевом направлении навстречу друг другу или в обратном направлении. Это позволяет, в итоге, уменьшать или увеличивать высоту пружины, сжимая ее до соприкосновения витков, либо разжимая ее до свободного состояния. Ход винта этого приспособления предполагается ограничить 100 мм, что вполне удовлетворяет размерному ряду пружин сжатия отечественных и ряда иностранных легковых автомобилей.

Исходными данными к проектированию следует считать:

Геометрические параметры (рис 6.4.):

Осевая длина съемника а – от шарнирного соединения балок до середины винта, мм – 480;

Осевая длина съемника b – от середины винта до рабочего колена верхней и нижней балок, мм – 140;

Осевая длина рабочего колена балок с, мм – 80;

Высота винтовой части между балками d, мм – 140;

Высотные части колен балок е, мм – 183;

Осевая часть съемника f – от начала рукояти до шарнирного соединения балок, мм – 140.

Сила упругости пружины сжатия F0=Н – 7800.

Обозначив исходные данные, отметим, что основные опасные точки конструкции представляет собой шарнирный болт (фактор опасности – срез), место упора винта в верхнюю балку (фактор опасности – изгиб) и рабочие блины для пружины (фактор опасности – изгиб).

Описываемая конструкция практически невосприимчива к перекосам сжимаемой пружины за счет равномерного распределения нагрузки между опорными рабочими блинами. Это позволяет использовать в процессе работы с пружинами в качестве рабочего инструмента гайковерт на умеренных скоростях вращения. В случае с обычными конструкциями «стяжек», сжимающих пружину с разных сторон, использование механизированного оборудования становится опасным из-за возможности неожиданного перекоса пружины между захватами двух противоположных стяжных устройств.

Другим преимуществом описанного винтового стяжного приспособления является возможность быстрого позиционирования рабочих блинов по крайним сжимаемым виткам пружины. Приспособление можно заводить сбоку колесной арки, его малые размеры по высоте не затрудняют подвод опорных поверхностей под крайние витки пружины.

Описание технологии использования съемника пружин и техники безопасности производства работ.

Технология эксплуатации съемника пружин данной конструкции предполагает как ручное, так и механизированное его использование. При ручном использовании кривошипная рукоять 6 (рис. 6.3.) вращается по часовой стрелке и сжимает пружину, обратное направление вращения дает разжатие пружины. При механизированном способе использования, кривошипная рукоять снимается с квадрата (размеры по стандарту DIN для ручного инструмента с трещеточными головками), к последнему присоединяется через переходную муфту шпиндель гайковерта. Рекомендуемая скорость вращения – до 200 об/мин. При работе с гайковертом следует соблюдать меры предосторожности – сжатие пружины по времени не должно быть продолжительным, во избежание поломки съемника и возможного разжатия пружины. Работу следует выполнять только при снятом колесе автомобиля, предварительно следует максимально освободить «зону сервиса» в колесной нише для подвода съемника – демонтировать лишние элементы подвески. При работе со съемником запрещается нахождение рабочего в тесном пространстве колесной ниши автомобиля во избежание опасных ситуаций. Запрещается подвешивать съемник за раму автомобиля, платформы и лапы подъемника. Запрещается также без технической надобности разбирать конструкцию съемника, хранить разобранный съемник длительное время следует только после консервации подвижных частей пластичной смазкой Литол24.