液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计
液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计[20191208103438]
摘 要
在拆解桑塔纳轿车前、后悬架,熟悉减振器与减振弹簧装配关系的基础上,分析了减振器失效的形式;通过减振弹簧的压缩,实现对失效减振器的拆装和更换。基于液压式减振弹簧压缩工装的优点,确定了液压压缩减震弹簧拆装机构的选型,即采用液压千斤顶作为动力执行机构,配于适合各类前后悬架结构的支撑及压紧机构,实现减震器的拆装。文中对千斤顶的主要构件及液压系统进行了相关的设计计算,同时对可调压爪机构等结构特点进行了描述。本设计较传统的齿轮齿条式拆装机构有诸多先进性,适用于各类悬架减振弹簧及减振器的拆装。
关键字:减震器螺旋弹簧千斤顶门架结构
目 录
第一章 前言 1
第二章 悬架分析及设计概述 2
2.1 汽车悬架 2
2.2 减震弹簧和减震器的装配关系 7
2.3 设计概述 8
第三章 减振弹簧压缩工装 10
3.1 老式桑塔纳轿车减震弹簧压缩工装 10
3.2老式工作原理 10
3.3 新式液压式螺旋弹簧压缩工装 10
3.4 新式工作原理 11
3.5 新老结构对比 11
第四章 液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计 13
4.1 液压千斤顶的总体的设计 13
4.1.1液压千斤顶的结构原理图 13
4.1.2液压千斤顶的组成 14
4.1.3.大液压缸的设计 14
4.1.4小液压缸的设计 20
4.1.5油箱(外管)设计 24
4.1.6液压控制阀普通单向阀的设计 25
4.1.7液压千斤顶的装配图 26
4.1.8液压千斤顶常见的故障与维修 26
4.2 调节装置 28
4.2.1压爪 28
4.2.2角度调节套筒 28
第五章 技术分析 30
第六章 结论 31
参考文献 32
致谢 33
第一章 前言
本次设计题目:液压式螺旋弹簧压缩工装结构的设计。
以液体(大多是压缩之后不易变形的油液)作为工作介质,利用液体的压力能转换为机械能,势能等进行能量的传递和控制的技术——液压传动技术。鉴于液压工业在世界各国中梁砥柱的地位,实现现代化传动与控制的关键技术离不开液压技术的发展。
桑塔纳(SANTANA)牌轿车,是德国大众汽车公司旗下品牌车,为了适应和满足中国市场的需要,上海大众从1991年10月开始研发新型轿车——Santana 2000。它优秀的性能、较高的性价比,因此让它迅速占领了国内中级公、商务用车等一大片市场。因此上海大众又在之后的八年中,通过全体员工不懈的努力创新,不断的推出新型的产品。但是市场的需求总是时刻变化的,因此在新市场的需求下上海大众又寻求新的改变,从而成就了集合上海大众所有人的智慧与激情,具有更加时尚的外形,更加人性化的装备——Santana 3000。
尽管汽车在不断的创新和进步,但是经典是永存的。桑塔纳轿车的悬架系统在现代车辆中非常具有代表性,所以理所当然成为本次设计的的实验观察和拆解对象。
液压式千斤顶功率大,结构简单,操控方便等优秀的工作特点,加上我国汽车工业的快速发展,液压式千斤顶在汽车领域的运用越来越受到人们的关注与喜爱。因此,我们需要充分利用各种有利因素,整合各种有效资源来成就这一项技术的创新与进步。
而本次液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计就具有一定的实际与经济意义。
本次毕业设计论文共分六章:第一章为前言,第二章为悬架概述,第三章为液压式螺旋弹簧压缩工装,第四章为液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计,第五章为技术经济分析,第六章为结论。
第二章 悬架分析及设计概述
2.1 汽车悬架
汽车悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的各种力与力矩的传递和连接装置的总称。
如下图2-1所示,弹性元件、减震器和导向机构三个组成部分构成汽车悬架。弹性元件,由于弹性作用力的存在,从而能够缓和由于路面冲击产生的冲击力;减振器,产生的阻尼力可以快速使车桥和车身的振动减弱;导向装置,顾名思义,起到导向作用,以上三部分构成了悬架的主要部件,即保证行驶的平顺性,稳定性,也确保了汽车悬架的主要作用。 图2-2是桑塔纳轿车前悬架实物图
图2-1 汽车悬架构造图
1-弹性元件 2-减震器 3-纵向推力杆 4-横向推力杆 5-横向稳定杆
为保证汽车的正常行驶,悬架需把路面支承力,牵引力和制动力,侧向反力以及相应的力矩都要传递到车体,供其运动。
图2-2 桑塔纳轿车前悬架图
汽车悬架主要起到缓冲,导向和减振的作用,这些作用总的来说还是传递动力。但是在设计悬架结构时未必需要同时设计出满足上面所述的所有作用的部件。比如说我们常见的汽车钢板弹簧,它本身就可以同时满足缓冲、传递和导向的作用。
汽车悬架被分为非独立悬架和独立悬架两大种类。
非独立悬架:之所以叫非独立悬架,主要体现在它的车桥没有断开,为整体,两端与车轮相连。当一端的车轮产生震动时,另一边车轮也会收到影响。其结构如图2-3(a) 所示。
而独立悬架因车桥中间断开而得名。由弹性悬架分别连接着两端的车轮和车架,故两边的车轮的跳动互不影响。主要结构如图2-3(b)所示。
图2-3 a) 非独立悬架
b) 独立悬架
汽车的悬架系统内当然也少不了减振器,减震器在适当的时候产生巨大的阻尼力,快速的减弱汽车震动的幅度和速度。
液压式减震器的分类方法应该会有很多种。按作用方式不同,有双向作用式和单向作用式。以下详细介绍和学习按作用方式分类的液压减震器。
单向作用式液压式减震器一般在伸张过程中做功,而双作用式可同时在压缩和伸张两个行程内做功。其工作原理结构示意图如图2-4所示。
图2-4 双向作用筒式减振器工作原理结构示意图
压缩阀,伸张阀,流通阀和补偿阀这四个阀是绝大部分双向作用筒式减震器的四个液压式控制阀。其中属于普通的单向阀的有两个即流通阀、补偿阀,它的弹性很弱,因此,当这两个“单向阀”阀上的油压作用力与弹簧上的力处于一个方向的时候,弹簧迫使单向阀的阀门完全关闭;反之,当这两个“单向阀”阀上的油压作用力与弹簧上的力处于不同的两个方向的时候,由于阀内弹簧的弹性较弱,油压压向单向阀的阀门使其打开。而压缩阀和伸张阀与上述不一样的是,它们属于卸载阀,只有当油压足够大时,较大的油压才能克服卸载阀内较大的弹簧预紧力,打开阀门。反之,当油压下降到临界值之下时它就会自动关闭。
压缩和伸张两个行程构成双向作用筒式减振器的全部工作行程。其特点及原理如下:
(1)压缩行程的工作过程如图图2-5所示。当车轮与车架之间的距离减小时,就会使减振器处于压缩的状态,从而导致其减震器内的活塞直线向下运动。活塞向下运动使其下端油液油压力升高,克服流通阀内的弹簧预紧力,是其阀门打开,油液流到活塞上腔室。但是,与此同时,上腔室中有活塞杆的存在,无法同时容纳所有的油液,填满上腔之后剩下的那部分油液在活塞压缩的过程中就可以打开压缩阀的阀门,从而流回贮油缸。
图2-5 压缩行程示意图
压缩行程状态下具体的工作特点如下:首先此行程是一个做功行程。其次,压缩阀的节流时产生的阻尼力大小设计成随减震器液压缸内的活塞的上下往返直线运动速度的变化而变化。
我们可以简单举例说明,液压缸内的活塞直线向下运动的速度比较缓慢,压缩阀不起作用,缓慢的速度使液压较小,无法与压缩阀较大的弹簧的预紧力抗衡,因而阀体无法起节流作用。在减震器液压缸下腔的过多的油液只能经由缝隙汇入储油池。从另有一方面来说,当活塞向下运动的速度比较高时,由于活塞杆的存在,导致空间的局限性, 压缩阀其起节流作用。由于压缩阀阀门打开而增大了的油液流动的横截面积,从而使液压缸内的油液在很短的时间内就能流回储油池。这样,阻尼力正常,油压也会在一定的范围内了正常工作。
(2)伸张行程的工作过程如图2-6所示:当车轮与车身处于相对相反的运动状态下时,即此时两者相互移开,双作用筒式液压减振器因为受到向上的拉伸作用力,导致其液压缸内的活塞向上运动。在这一过程当中,上腔由压力渐渐升高,当其压力上升到大于下腔压力时,流通阀不起作用(此时流通阀就是单向阀)。油液在短时间内会产生的一定的压力,产生的压力会迫使伸张阀的阀门打开,油液便会流入下腔。由于活塞杆的存在,从减震器液压缸上腔流出来的油液过少,此时在液压缸的下腔内就会产生一定的真空度,真空压力推开补偿阀的阀门,补充不足的油液。
图2-6 伸张行程图
在伸张行程的工作特点即是:同样这也是一个做功的行程,例外,随着液压缸内的活塞的运动速度的变化减震器的阻尼力也随之变化。当活塞往上的运动速度相对比较小的时候,在油液汇入下腔内的过程中,由于此时的油液汇入下腔的通道的截面积比较小,在相同压力下所以产生的阻尼力也就相对较大,因此,即使在速度较小的情况下,振动能量也得到一定的损耗,这样就可以让车身的振动快速的减弱,从而达到减震作用。另一方面,如果车体震动剧烈,即活塞在液压缸内有较大的直线向上的运动速度的时候,此时短时间内产生油压的大小会比伸张阀弹簧的预紧力要大,这样就能推开伸张阀的阀门,增大了油液通道的截面积,同样也达到了减小油压的作用。这样,阻尼力就不会超过一定限度,油压也会保持在一定的范围内了,所以在整个的伸张行程中,保证汽车零件不会报废。
为了确保减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力要大很多。在相同的油压作用下,对于油液通道面积,伸张阀小于压缩阀的,因此,对于弹簧刚度和预紧力,压缩阀一定小于伸张阀。
螺旋弹簧是与双向作用筒式油液减振器并联的弹性元件,其在独立悬架,特别是前轮独立悬架中被广泛应用,如图2-7所示。然而,弹性元件也采用螺旋弹簧的情况在现在很多轿车的后轮非独立悬架中也会经常出现,如图2-8所示。
图2-7 桑塔纳轿车前悬架图
图2-8 桑塔纳轿车后悬架图
2.2 减震弹簧和减震器的装配关系
减震器和弹性元件并联安装示意图如图2-9所示。
图2-9 减震器和弹性元件
如图2-10所示,为悬架系统中螺旋减震弹簧和减震器装配关系结构示意图。
一方面,结合课题的要求和内容以及下图二者的装配结构图;另一方面,又基于液压式压缩装置能够适用于更多种类的螺旋弹簧,同时其具有功率大,结构简单,控制方便等优点,所以确定本课题中螺旋弹簧压缩机构采用千斤顶作为执行装置,以门架结构作为支撑压紧机构。
图2-10 减震弹簧和减震器装配结构示意图
1-开槽螺母 2-悬架支撑轴轴承 3-弹簧护圈 4-缓冲块 5-护套
6-螺旋减震弹簧 7-减震器 8-螺母盖
2.3 设计概述
为了进行液压式螺旋弹簧压缩工作结构设计,所参照的实验对象主要是桑塔纳轿车减震弹簧和减震器。
汽车长期使用由于各种原因,悬架时常会出现失效情况。而悬架主要的失效形式是减振性能减弱,更换减振器或螺旋减振弹簧是恢复其减振功能的必选。减震器工作状态是否良好可以采用以下方法:用力晃动保险杠后撤销,如果汽车出现跳动 次即停止的现象,则减振器无问题。反之,则失效。另一种检查方法也可以是车辆减震器触摸法,但这个方法必须是建立在车辆长时间行驶后的基础上,若减震器发热,说明减振器良好,没出现问题。假如检测后证明减震器出现问题,则需更换减震器。
本次设计的装置就是一种拆解装置,名称为液压式螺旋弹簧压缩工装。通过减振弹簧的压缩,实现对失效减振器的拆装和更换。基于液压式优秀的性能特点,确定了液压压缩减震弹簧拆装机构的选型,即采用液压千斤顶作为动力执行机构,配于适合各类前后悬架结构的支撑及压紧机构,实现减震器的拆装。本设计较传统的拆装机构有诸多先进性,适用于各类悬架减振弹簧及减振器的拆装。
前减振器螺旋弹簧技术参数:弹簧中径 ;弹簧刚度 ;簧丝直径 ;高度 。后减振器螺旋弹簧技术参数:;弹簧中径 ;弹簧刚度 ;簧丝直径 ;高度 。
此外,完成本课题应加强学习,多查资料;勤思考,多观察;向指导老师及时请教。
第三章 螺旋弹簧压缩工装
3.1 老式桑塔纳轿车螺旋弹簧压缩工装
如图3-1所示为常用的齿轮齿条式拆装装置。
图3-1 齿轮齿条式拆装机构示意图
3.2老式工作原理
老式减震弹簧压缩工装的传动原理是将悬架固定在装置上下端支撑臂之间,调整到适当位置时,装置上的挂钩就能勾住弹簧,拧紧螺栓,固定好悬架;然后人为操作手柄转动带动齿轮同步转动,再通过齿轮齿条机构将齿轮的旋转运动转变为支撑臂的上下运动,实现弹簧的压缩,这是便可拆卸螺母,完成拆装工作。
3.3 新式液压式螺旋弹簧压缩工装
本设计设计的螺旋减震弹簧压缩工装采用的是千斤顶,本质上就是将液压能转变为机械能。以千斤顶作为动力执行机构。以门架结构作为工装的支持和压紧机构,具体由螺杆,角度调节套筒部件和压爪部件组成。整个工装的设计工程图如图3-2所示。
图3-2 本设计总装示意图
3.4 新式工作原理
新式工装的工作原理是首先根据悬架的类型尺寸调节螺杆上下螺母使套筒至合适位置,然后将悬架下端减震器部分放置在圆锥形支撑座上面,接下来通过角度调节套筒扇形板上下七个小孔的选择,来控制压爪部件的角度以适应不同中径的弹簧,使其能够被左右压爪固定;然后液压千斤顶开始工作,将油从储油池输送至小缸,再由小液压缸输送到大液压阀,使活塞杆向上运动,将锥形支撑座顶起。由于压爪部件可将螺旋弹簧上端固定,另外,圆锥形支撑座支撑好减震器下端,所以圆锥形支撑座的顶起可以使弹簧达到压缩的效果。当压缩到一定程度的时候即可以停止千斤顶手柄的作用,完成压缩。此时即可开始拆装螺母以及整个悬架的工作。
摘 要
在拆解桑塔纳轿车前、后悬架,熟悉减振器与减振弹簧装配关系的基础上,分析了减振器失效的形式;通过减振弹簧的压缩,实现对失效减振器的拆装和更换。基于液压式减振弹簧压缩工装的优点,确定了液压压缩减震弹簧拆装机构的选型,即采用液压千斤顶作为动力执行机构,配于适合各类前后悬架结构的支撑及压紧机构,实现减震器的拆装。文中对千斤顶的主要构件及液压系统进行了相关的设计计算,同时对可调压爪机构等结构特点进行了描述。本设计较传统的齿轮齿条式拆装机构有诸多先进性,适用于各类悬架减振弹簧及减振器的拆装。
关键字:减震器螺旋弹簧千斤顶门架结构
目 录
第一章 前言 1
第二章 悬架分析及设计概述 2
2.1 汽车悬架 2
2.2 减震弹簧和减震器的装配关系 7
2.3 设计概述 8
第三章 减振弹簧压缩工装 10
3.1 老式桑塔纳轿车减震弹簧压缩工装 10
3.2老式工作原理 10
3.3 新式液压式螺旋弹簧压缩工装 10
3.4 新式工作原理 11
3.5 新老结构对比 11
第四章 液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计 13
4.1 液压千斤顶的总体的设计 13
4.1.1液压千斤顶的结构原理图 13
4.1.2液压千斤顶的组成 14
4.1.3.大液压缸的设计 14
4.1.4小液压缸的设计 20
4.1.5油箱(外管)设计 24
4.1.6液压控制阀普通单向阀的设计 25
4.1.7液压千斤顶的装配图 26
4.1.8液压千斤顶常见的故障与维修 26
4.2 调节装置 28
4.2.1压爪 28
4.2.2角度调节套筒 28
第五章 技术分析 30
第六章 结论 31
参考文献 32
致谢 33
第一章 前言
本次设计题目:液压式螺旋弹簧压缩工装结构的设计。
以液体(大多是压缩之后不易变形的油液)作为工作介质,利用液体的压力能转换为机械能,势能等进行能量的传递和控制的技术——液压传动技术。鉴于液压工业在世界各国中梁砥柱的地位,实现现代化传动与控制的关键技术离不开液压技术的发展。
桑塔纳(SANTANA)牌轿车,是德国大众汽车公司旗下品牌车,为了适应和满足中国市场的需要,上海大众从1991年10月开始研发新型轿车——Santana 2000。它优秀的性能、较高的性价比,因此让它迅速占领了国内中级公、商务用车等一大片市场。因此上海大众又在之后的八年中,通过全体员工不懈的努力创新,不断的推出新型的产品。但是市场的需求总是时刻变化的,因此在新市场的需求下上海大众又寻求新的改变,从而成就了集合上海大众所有人的智慧与激情,具有更加时尚的外形,更加人性化的装备——Santana 3000。
尽管汽车在不断的创新和进步,但是经典是永存的。桑塔纳轿车的悬架系统在现代车辆中非常具有代表性,所以理所当然成为本次设计的的实验观察和拆解对象。
液压式千斤顶功率大,结构简单,操控方便等优秀的工作特点,加上我国汽车工业的快速发展,液压式千斤顶在汽车领域的运用越来越受到人们的关注与喜爱。因此,我们需要充分利用各种有利因素,整合各种有效资源来成就这一项技术的创新与进步。
而本次液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计就具有一定的实际与经济意义。
本次毕业设计论文共分六章:第一章为前言,第二章为悬架概述,第三章为液压式螺旋弹簧压缩工装,第四章为液压式螺旋弹簧压缩工装结构设计,第五章为技术经济分析,第六章为结论。
第二章 悬架分析及设计概述
2.1 汽车悬架
汽车悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的各种力与力矩的传递和连接装置的总称。
如下图2-1所示,弹性元件、减震器和导向机构三个组成部分构成汽车悬架。弹性元件,由于弹性作用力的存在,从而能够缓和由于路面冲击产生的冲击力;减振器,产生的阻尼力可以快速使车桥和车身的振动减弱;导向装置,顾名思义,起到导向作用,以上三部分构成了悬架的主要部件,即保证行驶的平顺性,稳定性,也确保了汽车悬架的主要作用。 图2-2是桑塔纳轿车前悬架实物图
图2-1 汽车悬架构造图
1-弹性元件 2-减震器 3-纵向推力杆 4-横向推力杆 5-横向稳定杆
为保证汽车的正常行驶,悬架需把路面支承力,牵引力和制动力,侧向反力以及相应的力矩都要传递到车体,供其运动。
图2-2 桑塔纳轿车前悬架图
汽车悬架主要起到缓冲,导向和减振的作用,这些作用总的来说还是传递动力。但是在设计悬架结构时未必需要同时设计出满足上面所述的所有作用的部件。比如说我们常见的汽车钢板弹簧,它本身就可以同时满足缓冲、传递和导向的作用。
汽车悬架被分为非独立悬架和独立悬架两大种类。
非独立悬架:之所以叫非独立悬架,主要体现在它的车桥没有断开,为整体,两端与车轮相连。当一端的车轮产生震动时,另一边车轮也会收到影响。其结构如图2-3(a) 所示。
而独立悬架因车桥中间断开而得名。由弹性悬架分别连接着两端的车轮和车架,故两边的车轮的跳动互不影响。主要结构如图2-3(b)所示。
图2-3 a) 非独立悬架
b) 独立悬架
汽车的悬架系统内当然也少不了减振器,减震器在适当的时候产生巨大的阻尼力,快速的减弱汽车震动的幅度和速度。
液压式减震器的分类方法应该会有很多种。按作用方式不同,有双向作用式和单向作用式。以下详细介绍和学习按作用方式分类的液压减震器。
单向作用式液压式减震器一般在伸张过程中做功,而双作用式可同时在压缩和伸张两个行程内做功。其工作原理结构示意图如图2-4所示。
图2-4 双向作用筒式减振器工作原理结构示意图
压缩阀,伸张阀,流通阀和补偿阀这四个阀是绝大部分双向作用筒式减震器的四个液压式控制阀。其中属于普通的单向阀的有两个即流通阀、补偿阀,它的弹性很弱,因此,当这两个“单向阀”阀上的油压作用力与弹簧上的力处于一个方向的时候,弹簧迫使单向阀的阀门完全关闭;反之,当这两个“单向阀”阀上的油压作用力与弹簧上的力处于不同的两个方向的时候,由于阀内弹簧的弹性较弱,油压压向单向阀的阀门使其打开。而压缩阀和伸张阀与上述不一样的是,它们属于卸载阀,只有当油压足够大时,较大的油压才能克服卸载阀内较大的弹簧预紧力,打开阀门。反之,当油压下降到临界值之下时它就会自动关闭。
压缩和伸张两个行程构成双向作用筒式减振器的全部工作行程。其特点及原理如下:
(1)压缩行程的工作过程如图图2-5所示。当车轮与车架之间的距离减小时,就会使减振器处于压缩的状态,从而导致其减震器内的活塞直线向下运动。活塞向下运动使其下端油液油压力升高,克服流通阀内的弹簧预紧力,是其阀门打开,油液流到活塞上腔室。但是,与此同时,上腔室中有活塞杆的存在,无法同时容纳所有的油液,填满上腔之后剩下的那部分油液在活塞压缩的过程中就可以打开压缩阀的阀门,从而流回贮油缸。
图2-5 压缩行程示意图
压缩行程状态下具体的工作特点如下:首先此行程是一个做功行程。其次,压缩阀的节流时产生的阻尼力大小设计成随减震器液压缸内的活塞的上下往返直线运动速度的变化而变化。
我们可以简单举例说明,液压缸内的活塞直线向下运动的速度比较缓慢,压缩阀不起作用,缓慢的速度使液压较小,无法与压缩阀较大的弹簧的预紧力抗衡,因而阀体无法起节流作用。在减震器液压缸下腔的过多的油液只能经由缝隙汇入储油池。从另有一方面来说,当活塞向下运动的速度比较高时,由于活塞杆的存在,导致空间的局限性, 压缩阀其起节流作用。由于压缩阀阀门打开而增大了的油液流动的横截面积,从而使液压缸内的油液在很短的时间内就能流回储油池。这样,阻尼力正常,油压也会在一定的范围内了正常工作。
(2)伸张行程的工作过程如图2-6所示:当车轮与车身处于相对相反的运动状态下时,即此时两者相互移开,双作用筒式液压减振器因为受到向上的拉伸作用力,导致其液压缸内的活塞向上运动。在这一过程当中,上腔由压力渐渐升高,当其压力上升到大于下腔压力时,流通阀不起作用(此时流通阀就是单向阀)。油液在短时间内会产生的一定的压力,产生的压力会迫使伸张阀的阀门打开,油液便会流入下腔。由于活塞杆的存在,从减震器液压缸上腔流出来的油液过少,此时在液压缸的下腔内就会产生一定的真空度,真空压力推开补偿阀的阀门,补充不足的油液。
图2-6 伸张行程图
在伸张行程的工作特点即是:同样这也是一个做功的行程,例外,随着液压缸内的活塞的运动速度的变化减震器的阻尼力也随之变化。当活塞往上的运动速度相对比较小的时候,在油液汇入下腔内的过程中,由于此时的油液汇入下腔的通道的截面积比较小,在相同压力下所以产生的阻尼力也就相对较大,因此,即使在速度较小的情况下,振动能量也得到一定的损耗,这样就可以让车身的振动快速的减弱,从而达到减震作用。另一方面,如果车体震动剧烈,即活塞在液压缸内有较大的直线向上的运动速度的时候,此时短时间内产生油压的大小会比伸张阀弹簧的预紧力要大,这样就能推开伸张阀的阀门,增大了油液通道的截面积,同样也达到了减小油压的作用。这样,阻尼力就不会超过一定限度,油压也会保持在一定的范围内了,所以在整个的伸张行程中,保证汽车零件不会报废。
为了确保减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力要大很多。在相同的油压作用下,对于油液通道面积,伸张阀小于压缩阀的,因此,对于弹簧刚度和预紧力,压缩阀一定小于伸张阀。
螺旋弹簧是与双向作用筒式油液减振器并联的弹性元件,其在独立悬架,特别是前轮独立悬架中被广泛应用,如图2-7所示。然而,弹性元件也采用螺旋弹簧的情况在现在很多轿车的后轮非独立悬架中也会经常出现,如图2-8所示。
图2-7 桑塔纳轿车前悬架图
图2-8 桑塔纳轿车后悬架图
2.2 减震弹簧和减震器的装配关系
减震器和弹性元件并联安装示意图如图2-9所示。
图2-9 减震器和弹性元件
如图2-10所示,为悬架系统中螺旋减震弹簧和减震器装配关系结构示意图。
一方面,结合课题的要求和内容以及下图二者的装配结构图;另一方面,又基于液压式压缩装置能够适用于更多种类的螺旋弹簧,同时其具有功率大,结构简单,控制方便等优点,所以确定本课题中螺旋弹簧压缩机构采用千斤顶作为执行装置,以门架结构作为支撑压紧机构。
图2-10 减震弹簧和减震器装配结构示意图
1-开槽螺母 2-悬架支撑轴轴承 3-弹簧护圈 4-缓冲块 5-护套
6-螺旋减震弹簧 7-减震器 8-螺母盖
2.3 设计概述
为了进行液压式螺旋弹簧压缩工作结构设计,所参照的实验对象主要是桑塔纳轿车减震弹簧和减震器。
汽车长期使用由于各种原因,悬架时常会出现失效情况。而悬架主要的失效形式是减振性能减弱,更换减振器或螺旋减振弹簧是恢复其减振功能的必选。减震器工作状态是否良好可以采用以下方法:用力晃动保险杠后撤销,如果汽车出现跳动 次即停止的现象,则减振器无问题。反之,则失效。另一种检查方法也可以是车辆减震器触摸法,但这个方法必须是建立在车辆长时间行驶后的基础上,若减震器发热,说明减振器良好,没出现问题。假如检测后证明减震器出现问题,则需更换减震器。
本次设计的装置就是一种拆解装置,名称为液压式螺旋弹簧压缩工装。通过减振弹簧的压缩,实现对失效减振器的拆装和更换。基于液压式优秀的性能特点,确定了液压压缩减震弹簧拆装机构的选型,即采用液压千斤顶作为动力执行机构,配于适合各类前后悬架结构的支撑及压紧机构,实现减震器的拆装。本设计较传统的拆装机构有诸多先进性,适用于各类悬架减振弹簧及减振器的拆装。
前减振器螺旋弹簧技术参数:弹簧中径 ;弹簧刚度 ;簧丝直径 ;高度 。后减振器螺旋弹簧技术参数:;弹簧中径 ;弹簧刚度 ;簧丝直径 ;高度 。
此外,完成本课题应加强学习,多查资料;勤思考,多观察;向指导老师及时请教。
第三章 螺旋弹簧压缩工装
3.1 老式桑塔纳轿车螺旋弹簧压缩工装
如图3-1所示为常用的齿轮齿条式拆装装置。
图3-1 齿轮齿条式拆装机构示意图
3.2老式工作原理
老式减震弹簧压缩工装的传动原理是将悬架固定在装置上下端支撑臂之间,调整到适当位置时,装置上的挂钩就能勾住弹簧,拧紧螺栓,固定好悬架;然后人为操作手柄转动带动齿轮同步转动,再通过齿轮齿条机构将齿轮的旋转运动转变为支撑臂的上下运动,实现弹簧的压缩,这是便可拆卸螺母,完成拆装工作。
3.3 新式液压式螺旋弹簧压缩工装
本设计设计的螺旋减震弹簧压缩工装采用的是千斤顶,本质上就是将液压能转变为机械能。以千斤顶作为动力执行机构。以门架结构作为工装的支持和压紧机构,具体由螺杆,角度调节套筒部件和压爪部件组成。整个工装的设计工程图如图3-2所示。
图3-2 本设计总装示意图
3.4 新式工作原理
新式工装的工作原理是首先根据悬架的类型尺寸调节螺杆上下螺母使套筒至合适位置,然后将悬架下端减震器部分放置在圆锥形支撑座上面,接下来通过角度调节套筒扇形板上下七个小孔的选择,来控制压爪部件的角度以适应不同中径的弹簧,使其能够被左右压爪固定;然后液压千斤顶开始工作,将油从储油池输送至小缸,再由小液压缸输送到大液压阀,使活塞杆向上运动,将锥形支撑座顶起。由于压爪部件可将螺旋弹簧上端固定,另外,圆锥形支撑座支撑好减震器下端,所以圆锥形支撑座的顶起可以使弹簧达到压缩的效果。当压缩到一定程度的时候即可以停止千斤顶手柄的作用,完成压缩。此时即可开始拆装螺母以及整个悬架的工作。
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