РАЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОНСТРУКЦИИ ПРИБОРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДЕФЕКТОВКИ ПРУЖИН ПО УПРУГОСТИ

Пружины тракторов, автомобилей и других сельскохозяйственных машин в результате эксплуатации изменяют свои первоначальные геометрические размеры и упругость. При ремонте производится их дефектовка по указанным параметрам. Размеры определяются универсальными средствами измерения, в частности, упругость — специальными приборами КП-0507 (КИ-040) с весовым механизмом. Такие приборы имеют шкалу измерения длины поджатой пружины с ценой деления 1 мм.

Ошибка отсчета поджатия по такой шкале равна половине цепы деления, т. е. ±0,5 мм. Например, при дефектовке большой пружины фрикциона трактора Т-74 прибором КИ-040 только за счет ошибки измерения величины поджатия пружины возможна ошибка измерения силы упругости, равная ±1,5 кг (0,5 X 3,0, где 3,0 кг — наименьшая жесткость пружины, допустимая при ремонте) .

За 100 часов работы сила упругости указанной пружины уменьшается на 0,25 кг . Погрешность измерения в этом случае может привести к ошибке определения ресурса пружины в ±600 моточасов , что составляет 30% от межремонтного ресурса, равного 2000 моточасов. Для других пружин шасси трактора Т-74 эта ошибка колеблется от 10 до 80%. Дефектова-ние пружин по упругости с подобной точностью не гарантирует нормальной работы сопряжения в течение всего межремонтного периода.

В настоящей работе рассматриваются результаты поисков рациональных схем устройств для контроля упругости пружин при ремонте машин.

Существующие приборы и устройства для этих целей сочетают в себе свойства трех механизмов: нагружателя, силоизмерите-ля и измерителя длины пружины. В практике встречается немало случаев, когда вполне удовлетворительные по точности отдельные элементы устройства в совокупности не обеспечивают достаточной точности из-за нерациональной компоновки отдельных его частей.

Погрешности Л Н и Д Рв складываются из ряда погрешностей, возникающих в результате несоблюдения принципа Аббе, возникают от неточности изготовления отдельных элементов конструкции, от наличия сил трения в кинематических парах силоизмерителя, колебаний измерительного усилия, температуры, зависят от неточности отсчета и др.

Всесторонний анализ причин возникновения погрешностей при измерении упругости пружин позволяет наметить основные требования к приборам и устройствам, обеспечивающим достаточную точность измерения: направление действия нагрузки должно совпадать с осью проверяемой пружины; должен соблюдаться принцип Аббе при измерении длины пружины; связь измерителя длины пружины с ее опорой должна быть жесткой.

Должно быть достигнуто самоуравновешивание упругих сил пружины с ее нагрузкой при минимуме влияния различных факторов на точность показаний силоизмерителя и высокая надежность работы в различных эксплуатационных условиях.

Приборы ч устройства должны быть .конструктивно простыми, отличаться малой чувствительностью к погрешностям при изготовлении деталей и их сборке и к деформациям отдельных элементов конструкции, обладать достаточной производительностью.

На основе разработанных требований и структурного анализа существующих конструкций составлены схемы рациональных устройств для контроля упругости пружин (рис. 1). В них линия действия нагрузки совпадает с осью пружины, при измерении длины пружины соблюден принцип Аббе. Кроме этого, нагрузка является одновременно нагружателем и силоизмерителем и подвешивается непосредственно на проверяемую пружину без промежуточных кинематических звеньев, в результате этого повышается точность измерений.

По схеме I (рис. 1) разрабатываются устройства для контроля пружин растяжения, а по схемам II и III—для пружин сжатия. Первая и третья схемы обладают устойчивым равновесием, поэтому при проектировании устройств им следует отдавать предпочтение. На основании этого был изготовлен прибор для дефектовки пружин растяжения и сжатия (рис. 2).

Основанием прибора является плита 2 с опорными винтами 1, предназначенными для установки прибора в вертикальное положение по отвесу, находящемуся внутри полого вертикального штока 4 (отвес на чертеже не показан). Проверяемая пружина сжатия 7 устанавливается на предметный столик 6, а пружина растяжения цепляется за крючки 10. Нагружается пружина с помощью рамки 5 со сменными грузами 3. С рамкой жестко связан индикатор 9, измерительный наконечник которого упирается в кронштейн 8, установленный на стойке 11 и закрепленный на ней стопорным винтом 12. Рычаг 13 с эксцентриком 15 и центрирующей втулкой 14 предназначен для подъема, опускания и центрирования рамки вместе с грузами. Подвешенная на пружину, она самоуравновешивается, а по показанию индикатора производится выбраковка пружин.

Предварительные экспериментальные исследования показали, что прибор, выполненный по предложенной схеме, повышает точность дефектовки пружины в 30 раз по сравнению с прибором КИ-040.

ВЫВОДЫ

1. Погрешность измерения упругости пружин представляет собой сумму элементарных погрешностей измерения длины пружины под нагрузкой и сумму погрешностей измерения сил нагружения.

2. Существующие средства не обеспечивают заданной техническими условиями точности дефектовки пружин при ремонте тракторов и автомобилей.

3. Дефектовку пружин нужно производить с достаточной точностью, обеспечивающей гарантию нормальной работы отремонтированных узлов и агрегатов в течение межремонтного срока.

4. Наибольшую точность измерения упругости и дефектовки пружин имеют приборы, принципиальные схемы которых выполнены по рациональным схемам I и III.