В статье представлен подробный патентный анализ существующих технических решений для ремонта и обкатки ведущих мостов и редукторов автомобилей. Рассмотрены конструкции стендов для разборочно-сборочных работ, их функциональные особенности, преимущества и недостатки. Также проанализированы схемы стендов для обкатки коробок передач и редукторов, включая системы с рекуперацией энергии. В завершение предложена собственная конструкция универсального стенда для испытаний и обкатки агрегатов.
- 3.1 Патентный анализ
- Стенд для разборки и сборки задних мостов (А.С. №713726)
- Стенд для разборки и сборки задних мостов (А.С. №765060)
- Стенд для ремонта редукторов автомобилей (А.С. №429987)
- Обкатка агрегатов
- Стенд для обкатки коробок передач (А.С. №324236)
- Стенд для обкатки редукторов машин (А.С. №876473)
- Предлагаемое решение
3.1 Патентный анализ
В ходе патентного анализа был рассмотрен ряд устройств по ремонту и обкатке ведущих мостов и редукторов машин.
Стенд для разборки и сборки задних мостов (А.С. №713726)
Предназначен для механизации разборочно-сборочных работ при ремонте моста автомобиля. Конструкция стенда представлена на рисунке 3.1.
Стенд состоит из тяг 1, захвата 2, стойки 3, рамы 4, упора 5 и рамы 6.
Ремонтируемый мост устанавливается с помощью грузоподъемного приспособления на стенд на захваты и крепится фиксаторами. Конструкция стенда позволяет поворачивать ведущий мост в различные положения (наиболее удобные при проведении разборочно-сборочных работ). Однако конструкция стенда не позволяет ремонтировать разрезные мосты.
| 1 | Тяги |
| 2 | Захват |
| 3 | Стойка |
| 4 | Рама |
| 5 | Упор |
| 6 | Рама |
Стенд для разборки и сборки задних мостов (А.С. №765060)
Предназначен для механизации разборочно-сборочных работ при ремонте моста автомобиля. Конструкция стенда представлена на рисунке 3.2.
Стенд состоит из тяги 1, платформы с ползунами 2, стойки 3, зажимов 4, фиксатора 5 и рамы 6.
Рама стенда выполнена из двух частей и снабжена приводом их горизонтального перемещения, что позволяет проводить ремонт любой половины разрезного моста как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
| 1 | Тяга |
| 2 | Платформа с ползунами |
| 3 | Стойка |
| 4 | Зажимы |
| 5 | Фиксатор |
| 6 | Рама |
Стенд для ремонта редукторов автомобилей (А.С. №429987)
Конструкция стенда представлена на рисунке 3.3. Стенд состоит из тяги 1, вала 2, фиксирующего устройства 3, червячного редуктора 4, рамы 5, стойки 6 и педали привода фиксирующего элемента 7.
Стенд имеет одну стойку и обеспечивает удобный доступ к ремонтируемому изделию со всех сторон. Стенд имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости. Для этой цели в стенде предусмотрено поворотное устройство. Для предотвращения самопроизвольного поворота редуктора во время работы с ним стенд снабжен фиксирующим устройством.
| 1 | Тяга |
| 2 | Вал |
| 3 | Фиксирующее устройство |
| 4 | Червячный редуктор |
| 5 | Рама |
| 6 | Стойка |
| 7 | Педаль привода |
Фиксирующее устройство может состоять из диска с радиально расположенными отверстиями, в которые вставляется подпружиненный стопор. В этом случае стопор перемещается перпендикулярно валу. В некоторых конструкциях фиксирующих устройств отверстия просверлены в горизонтальной плоскости. Это позволяет передвигать стопор параллельно валу. Вместо диска с отверстиями можно использовать диск с прямоугольными зубьями. Такая конструкция является более технологичной. Ее можно выполнить на фрезерном станке.
Недостатком данного стенда является значительная металлоемкость стойки, так как на нее действует изгибающий момент от веса ремонтируемого редуктора. В связи с этим большое распространение получили стенды, имеющие две вертикальные стойки, между которыми на валу устанавливается рама, к которой и крепится ремонтируемый редуктор.
Стенды обычно имеют ручной привод поворота, поскольку применение электродвигателя значительно и необоснованно увеличивает их стоимость. Учитывая возможность ремонта редукторов разных машин, рама может быть сменной или иметь универсальное крепление для ремонтируемого редуктора.
Обкатка агрегатов
После ремонта редукторов и мостов перед постановкой их на машину необходимо проверить качество ремонта, а также обкатать агрегаты с целью приработки пятна контакта на вновь установленных деталях.
Стенд для обкатки коробок передач (А.С. №324236)
Стенд предназначен для обкатки коробок передач легковых автомобилей. Конструкция стенда представлена на рисунке 3.4.
Стенд состоит из электродвигателя 1, кронштейнов 2, 4, технологической коробки перемены передач 3, генератора 5, станины 6 и соединительной муфты 7.
| 1 | Электродвигатель |
| 2, 4 | Кронштейны |
| 3 | Технологическая коробка передач |
| 5 | Генератор |
| 6 | Станина |
| 7 | Соединительная муфта |
Стенд работает следующим образом. Обкатываемая коробка передач крепится между электродвигателем и технологической коробкой передач 3. Генератор 5 предназначен для создания нагрузки на обкатываемой коробке передач. В начальном режиме обкатка проводится без нагрузки (генератор выключен). Обкатка ведется последовательно на каждой из передач, при этом на технологической коробке включается та же передача, что и на обкатываемой. Для создания нагрузки генератор включается в электрическую цепь с целью создания магнитного поля противовращения.
Данная схема проста и удобна, однако использование такой схемы для обкатки агрегатов крупных машин затруднено из-за необходимости применения очень крупных электрических машин, включение и разгон которых будут приводить к «провалам» напряжения в электросети ремонтно-механической мастерской, что будет отрицательно влиять на работу остального технологического оборудования. Для запитывания таких мощных машин необходимо будет применение дополнительной подстанции, что вызовет значительное удорожание стенда.
Стенд для обкатки редукторов машин (А.С. №876473)
Данный стенд позволяет обкатывать редуктора машин большой мощности. Конструкция стенда представлена на рисунке 3.5.
| 1 | Подкачивающий насос |
| 2 | Гидрораспределитель |
| 3 | Гидромотор |
| 4 | Гидроаккумулятор |
| 5 | Обратный клапан |
| 6 | Технологический редуктор |
| 7 | Нагрузочный насос |
| 8 | Бак с рабочей жидкостью |
| 9 | Электродвигатель |
| 10 | Дроссель |
Обкатываемый редуктор устанавливается на стенд с помощью крана, крепится к гидромотору с одной стороны и технологическому редуктору с другой. Технологический редуктор аналогичен испытуемому, но устанавливается в качестве мультипликатора для обеспечения номинальных оборотов вращения нагрузочного насоса.
Для разгона стенда без «провалов» напряжения в сети используется гидроаккумулятор 4, который заряжается насосом 1. При запуске стенда гидроаккумулятор разряжается и раскручивает гидромотор, который вращает обкатываемый и технологический редукторы и нагрузочный насос. Нагрузочный насос, вращаясь, подает жидкость в гидроаккумулятор, таким образом происходит рекуперация энергии. Подкачивающий насос должен обеспечивать только восстановление энергии от гидравлических и механических потерь, возникающих при работе стенда (примерно 30% от мощности стенда).
Недостатками стенда являются сложность и довольно высокая стоимость.
Предлагаемое решение
Предлагается стенд для испытания на разных режимах и обкатки без нагрузки редукторов и ведущих мостов. Конструкция предлагаемого стенда по обкатке мостов представлена на рисунке 3.6.
Стенд состоит из левого и правого защитных кожухов 1 и 2, станины 3, подставки 4, привода 5 и пульта управления 6.
| 1, 2 | Защитные кожухи |
| 3 | Станина |
| 4 | Подставка |
| 5 | Привод |
| 6 | Пульт управления |
Конструкция станины стенда обеспечивает возможность установки на него как ведущего моста в целом, так и редуктора в отдельности. Установка агрегатов происходит с помощью кран-балки. Мост крепится в специальных опорах, а редуктор в чаше. После установки агрегата к нему крепится карданный вал приводного электродвигателя.
Пневмоцилиндры моста могут подключаться к воздушной системе стенда. При помощи пульта управления происходит включение-выключение стенда и обкатка агрегата на различных режимах.
Спроектированный стенд прост по конструкции, имеет относительно небольшие габариты и позволяет обкатывать агрегаты на различных режимах.