Автомобильный парк России состоит из автомобилей разного целевого назначения, которое определяет их размеры, мощность двигателей, грузоподъёмность, пассажировместимость, полные массы, скоростные режимы и другие особенности, необходимые для реализации изначально заложенных конструкторами целей. Каждый автомобиль состоит из нескольких тысяч элементов, соединённых сварными швами, клёпками, различными клеями, шурупами, защёлками, резьбовыми соединениями и многими другими способами. От надёжности этих соединений зависит ресурс, эксплуатационные показатели, безопасность дорожного движения, экономичность и экологичность автомобилей. В свою очередь, подтверждение или обеспечение надёжности соединений узлов и деталей автомобилей выполняется при проведении технического обслуживания. Выполнение технического обслуживания автомобилей возлагается на предприятия или частных владельцев, осуществляющих эксплуатацию автомобилей. Эта обязанность закреплена в статьях № 18 и № 20 Федерального закона № 196 от 10.12.1995 г. «О безопасности дорожного движения». Техническое обслуживание многих соединений деталей и узлов проверяется осмотром на отсутствие трещин, зазоров, негерметичностей. Отдельное внимание при проведении технического обслуживания автомобилей уделяется выполнению крепёжно-регулировочных работ.
Особенностью резьбовых соединений является то, что в процессе работы автомобилей эти соединения подвергаются различным воздействиям. К основным видам воздействий на резьбовые соединения можно отнести резкие изменения температур, динамические нагрузки, химическое разрушение деталей. Следует отметить, что в совокупности эти воздействия изменяют свойства материалов резьбовых соединений, вызывают деформации элементов, приводят к раскручиванию гаек, а также разрушают резьбовые соединения. Эти факторы снижают эффективность крепёжных соединений, выражающуюся в силе прижатия элементов автомобилей, соединённых болтом (шпилькой) и гайкой, характеризуемую моментом затяжки. Так как резьбовые соединения используются в каждой системе автомобилей, то от качества их контроля и обслуживания зависят как экономические и экологические показатели работы автомобилей, так и безопасность движения.
Анализируя режимы работы разных систем автомобилей, стоит отметить, что наибольшие динамические нагрузки испытывают элементы ходовой части, резьбовые соединения которых также открыты для воздействий абразивных частиц, кислот и солей из грунта, присутствующего на дорогах, и химических реагентов, используемых для удаления снега. В связи с этим рекомендуется применять болты (шпильки) и гайки элементов ходовой части высокого класса. Это необходимо для реализации высоких моментов затяжки, в сравнении с аналогичными элементами других систем автомобилей, которые позволяют обеспечить сопротивление в первую очередь динамическим нагрузкам. С целью поддержания работоспособности крепёжных резьбовых соединений ходовой части при техническом обслуживании выполняется отчистка открытых частей резьбы от загрязнений, проверка затяжки резьбовых соединений динамометрическим ключом, замена повреждённых гаек или болтов, нанесение защитных покрытий, перестановка колёс.
При проведении обслуживания ходовой части автомобилей используются ударные одношпиндельные пневматические и электрические гайковёрты (в редких случаях гидравлические), динамометрические ключи, стальные щётки, различные ключи и головки, подъёмники, домкраты, козелки, осмотровые канавы и прочие специальные инструменты и приспособления, необходимые для выполнения работ на отдельных марках и моделях автомобилей. Обслуживание резьбовых элементов ходовой части включает: удаление загрязнений стальной щёткой, протяжку гаек (болтов) ключом или гайковёртом, при необходимости замену гайки или болта и проверку затяжки резьбового соединения динамометрическим ключом. Использование в данном процессе рожковых, торцовых или накидных гаечных ключей вместо гайковерта приводит к быстрой утомляемости рабочих, что сказывается на производительности труда и качестве выполняемых работ. Использование гайковерта или гаечного ключа и динамометрического ключа при выполнении крепёжно-регулировочных работ ходовой части автомобилей имеет определённую особенность, заключающуюся в том, что на каждую гайку (болт) приходится выполнять два подхода. В первом воздействии производится затяжка на неопределённый момент, который определяется по усилию руки или количеству ударов гайковёрта, а во втором подходе резьбовое соединение протягивается динамометрическим ключом на требуемый крутящий момент затяжки. Часть времени выполнения крепёжно-регулировочных работ затрачивается на переходы за инструментом или замену головок (при использовании гайковёрта) как на гайковёрте, так и на динамометрическом ключе.
Сокращение времени выполнения крепёжных работ возможно за счёт создания гайковёртов, позволяющих обеспечивать высокую точность затяжки. Предлагаемые известные гайковёрты с высокой точностью выполнения работ имеют очень сложную конструкцию, значительный вес и низкую скорость выполнения затяжки, за счёт которой обеспечивается выполнение высокой точности [1,2]. Перечисленные недостатки могут создавать дополнительные затраты средств и времени на обслуживание и ремонт точными гайковёртами известных конструкций, а их большой вес и размеры приводят к дополнительной утомляемости рабочих и сложности использования этих гайковёртов при обслуживании некоторых соединений ходовой части автомобилей.
С учётом вышеизложенных особенностей выполняемых крепёжно-регулировочных работ при обслуживании ходовой части автомобилей, а также с учётом достоинств и недостатков известных конструкций гайковёртов, предлагается конструкция гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом. В данной конструкции может использоваться любой гайковерт (пневматический, электрический, гидравлический) и динамометрический ключ пружинный предельного типа с регулируемым моментом от 28 до 210 Нм со шпинделем 1/2" (рис.1).
Рис. 1. Конструкция гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом
Предлагаемая конструкция гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом состоит из гайковёрта, динамометрического ключа к трещоточному механизму которого, соосно шпинделю динамометрического ключа, приварена соединительная муфта с отверстием под шпиндель гайковёрта 1/2" (рис.2).
Рис. 2. Динамометрический ключ с соединительной муфтой
Выполнение крепёжно-регулировочных работ с использованием предлагаемой конструкции гайковёрта со встроенным пружинным динамометрическим ключом предельного типа предусматривает следующее этапы:
‒ установка головки на шпиндель динамометрического ключа;
‒ установка предельного момента на динамометрическом ключе предлагаемой конструкции;
‒ подключение питания (электрического или пневматического) к гайковёрту;
‒ надевание головки с предлагаемой конструкцией гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом на гайку (болт), при этом одной рукой рабочий держит гайковёрт, а другой ручку динамометрического ключа;
‒ предварительная затяжка резьбового соединения электромотором (пневмомотором) гайковёрта;
‒ точная затяжка резьбового соединения, выполняемая рукой рабочего при повороте встроенного динамометрического ключа предлагаемой конструкции до отщёлкивания;
‒ снятие гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом с гайки;
‒ переход к другому резьбовому соединению с гайкой (болтом) такого же размера или замена головки.
Предлагаемая конструкция гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом позволяет выполнять крепёжно-регулировочные работы с точностью динамометрического ключа (погрешность 4 %), а также сократить время выполняемых работ на 42 % за счёт сокращения следующих операций:
‒ положить гайковёрт и взять динамометрический ключ;
‒ снять головку с гайковёрта и установить её на динамометрический ключ;
‒ установить динамометрический ключ на гайку;
‒ снять динамометрический ключ с гайки.
Экономический эффект от использования предлагаемой конструкции гайковёрта со встроенным динамометрическим ключом достигается за счет повышения ресурса узлов ходовой части автомобилей в результате исключения их разрушения при раскручивании или обрыве резьбовых соединений. Кроме этого, повышается ресурс шин в результате исключения изменения геометрии управляемых колёс по причине возникновения люфтов, являющихся следствием ослабления резьбовых соединений.
Литература:
- Воркуев Д. С. Разработка семейства высокоточных многошпиндельных гайковертов нового класса на основе одного привода [Текст]: монография / Д. С. Воркуев, Ю. З. Житников; под общ.ред. Ю. З. Житникова. — М.: Машиностроение, 2009. — 204 с.
- ДальскийA. M. Сборка высокоточных соединений в машиностроении [Текст] / A. M. Дальский, З. Г. Кулешов. — М.: Машиностроение, 1988. — 304 с.
