Устройство для для рихтовки кузовов автомобилей (конструкторская часть дипломного проекта)

4. Конструкторская разработка
4.1 Анализ существующих конструкций
4.1.1 Основные повреждения кузовов
В процессе эксплуатации элементы и узлы (сборочные единицы) кузова испытывают динамические нагрузки напряжением от изгиба в вертикальной плоскости и скручивания, нагрузки от собственной массы, массы груза и пассажиров. На кузов и его узлы воздействуют также значительные напряжения, образующиеся в результате колебаний его при движении по неровностям, толчках и ударах при наезде, а также вследствие погрешностей в балансировке вращающихся узлов, смещения центра тяжести в продольном и поперечном направлениях. Эти напряжения вызывают накопление усталости и приводят к разрушениям элементов кузова.
В кузовах автомобилей, поступающих в ремонт, встречаются:
•  повреждения, появившиеся в результате нарастания изменении в состоянии кузова; к ним относится естественный износ, возникающий в процессе нормальной технической эксплуатации автомобиля, вследствие постоянного воздействия на кузов таких факторов, как коррозия, трение, упругая и пластическая деформация, и др.;
•  повреждения, появление которых связано с действиями человека, конструктивными недоработками, нарушением норм обслуживания кузова и правил технической эксплуатации, а также вызвано транспортными происшествиями (авариями).

4.1.2 Аварийные повреждения кузовов
Ниже приведены примеры аварийных повреждений кузовов при различных видах столкновений автомобилей. Наиболее сильные повреждения наносятся при фронтальных столкновениях передней частью кузова под углом 40—45о или сбоку между двумя транспортными средствами, движущимися навстречу. При таких столкновениях автомобиля особенно сильно разрушается передняя часть кузова, при этом действующие большие нагрузки в продольном, поперечном и вертикальном направлениях передаются всем смежным деталям каркаса и особенно его силовым элементам.
При фронтальном столкновении автомобиля передней частью кузова в районе левого переднего крыла, лонжерона и левой фары деформируются панель передка, крылья, капот, брызговики, передние лонжероны, рама ветрового окна и крыша. На рисунке это видно по линиям, указанным пунктиром. Вместе с тем невидимая деформация передается на передние, центральные и задние стойки с обеих сторон, переднюю и заднюю левые двери, левое заднее крыло и даже на заднюю панель багажника.
При ударе, нанесенном автомобилю в переднюю часть кузова под углом 40 — 45°, повреждаются передние крылья, капот, панель передка, брызговик, передние лонжероны.
При ударе сбоку передней частью кузова в районе сопряжения передней панели с передней частью лонжерона и левого крыла деформируются оба передних крыла, панель передка, брызговики лонжерона, капот. Кроме того, под действием растягивающих усилий нарушается проем левой передней двери, а под воздействием сжимающих усилий деформируются проем правой двери и боковина левой передней двери. При этом на передние и центральные стойки передаются значительные силовые перегрузки, вызывающие их отклонения от первоначального положения.
При ударе сбоку передней стойкой кузова с левой стороны значительно деформируются левая передняя, стойка, рама ветрового окна, крыша, пол и лонжероны переднего пола, панель передка, капот, крылья, брызговики, передние лонжероны. При этом передняя часть кузова уводится влево; порог и верхняя часть правой боковины воспринимают растягивающие, а центральные и задние стоика — сжимающие нагрузки.
Наличие невидимых деформаций в силовых элементах кузова можно установить проведением замеров: по наличию перекосов в лицевых деталях, выступов одной детали относительно другой, недопустимых зазоров в сопряжениях проемов с дверями, капотом, крышкой багажника.
В результате аварии деформация распространяется по сопряженным элементам кузова, вызывая нарушение геометрии его проемов и базовых точек пола. Устранить такие повреждения, требующие замены большей части деталей и сложного ремонта, можно только с помощью специального оборудования, используя з ремонтных, операциях методы гидравлической и ручной правки с последующим контролем геометрии кузова.
4.1.3 Повреждения, образующиеся при эксплуатации кузовов
В металлических кузовах встречаются также менее значительные повреждения, ухудшающие их внешний вид.
Вмятины появляются в результате остаточной деформации при ударе, неправильном ремонте, а также вследствие некачественной сборки частей кузова. Вмятины могут быть простыми, легко поддающимися ремонту, и сложными — с острыми загибами и складками, могут располагаться в труднодоступных для ремонта местах.
Трещины относятся к часто встречающимся повреждениям. Они могут появиться в любой детали кузова в результате перенапряжения металла (ударов, изгибов), а также вследствие непрочного соединения узлов и деталей и недостаточной прочности конструкции.
Разрывы и пробоины можно подразделить на простые, принимающие после правки металла вид нормальной трещины, и сложные, требующие при ремонте поврежденного места постановки заплат.
Обрывы в деталях кузова характеризуются величиной оторванной части панели или оперения. Большие обрывы часто устраняют постановкой новых вставок сложного профиля, а иногда производят полную замену детали.
Растянутые поверхности металла различают по месту их нахождения: на поверхности панели в виде бугра и в отбортовках деталей (растянуты борта и кромки).
Коррозия по своему внешнему проявлению может встречаться в виде равномерной, когда металл разрушается равномерно по всей поверхности, и местной, когда металл разрушается на отдельных участках; эта форма коррозии обнаруживается по темным пятнам или глубоким черным точкам на металле и более опасна, так как металл может в короткий срок разрушиться с образованием сквозных отверстий.
Нарушение сварных соединений встречается в узлах деталей, которые соединены точечной сваркой, и в сплошных сварных швах кузова.
Нарушение клепаных швов является результатом ослабления или среза заклепок, а также износа отверстий под болты и заклепки.
Прогибы, перекосы и скручивания обычно появляются в результате аварийной нагрузки. Перекосы бывают межузловые и в плоскости одного узла или детали (перекос в проеме кузова для двери, перекос в самой двери, прогиб в порогах пола).
Износы отверстий и стержне и возникают в результате трения качения (оси и отверстия в петлях дверей) или ослабления крепления узла заклепками или болтами; износы поверхностей из-за систематической нагрузки, прилагаемой к поверхности, например при перевозке сыпучих абразивных грузов в кузовах автомобилей самосвалов.
В кузовах грузовых автомобилей с деревянными платформами наиболее часто встречаются механические повреждения (трещины, сколы, обломы, расшатанные соединения, поломка шипов, износ отверстий под болты и шурупы, расклейка склеенных соединении, прогибы брусков) и пороки (гниль, заражение грибком, солнечные и воздушные трещины) древесины.
Конструктивные недоработки узлов кузова часто приводят не только к появлению повреждений, но осложняют их ремонт, а иногда и выполнение ремонтных операций вплоть до необходимости замены поврежденного узла новым. Конструктивные недоработки в кузове, осложняющие его ремонт, имеют место главным образом потому, что на автомобильных заводах недостаточно полно учитывают требования автотранспортных и авторемонтных предприятии к конструкции кузова.


4.2 Обзор конструкций

Приспособления для правки кузовов грузовых автомобилей делятся на два типа, универсальные и специальные. К специальным относятся автономные стенды стапели для правки, которые используются для правки кузовов определенных типоразмеров кузовов.
Универсальные приспособления применяются для правки кузовов всех типов автомобилей, к ним относятся различные приспособления, чаще всего ручные.
Проектируемое мною приспособление для правки кузовов выполнено на основе гидроцилиндра и служит для вытяжки кузовов. По типу такие приспособления бывают с гидравлическим и винтовым приводом, рассмотрим их достоинства и недостатки в таблице 1.1.