Совершенствование материалов и технологий для изготовления металлических упругих элементов подвески

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДВЕСКИ 8
1.1 Металлические упругие элементы подвески автомобиля 8
1.2 Материалы для изготовления металлических упругих элементов 18
1.3.Технологические приемы изготовления упругих элементов подвески 24
1.4 Патентный анализ по вопросам совершенствования упругих элементов подвески 34
Выводы по главе 1 42
2. МЕХАНИЗМ УПРОЧНЕНИЯ РЕССОРНО-ПРУЖИННЫХ СТАЛЕЙ 43
2.1 Влияние химического состава рессорно-пружинных сталей на релаксационные свойства 43
2.2 Обоснование выбора материала для изготовления малолистовых рессор 47
2.3 Технология изготовления малолистовых рессор 59
2.4 Построение упругой характеристики малолистовой рессоры и определение основных параметров подвески 66
Выводы по главе 2 73
3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 74
3.1 Методика упрочнения малолистовых рессор 74
3.1.1 Упрочнение плоских стальных изделий прокаткой в рифленых валках 75
3.1.2 Упрочняющая обработка рессор с наложением ультразвуковых колебаний 77
3.2 Методы испытаний рессор 81
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 86
4.1 Экспериментальное исследование вариантов упрочнения
4.3 Исследования микро- и макроструктуры упрочненных образцов
Выводы по главе 4 93
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО НОВОЙ ПРОДУКЦИИ 94
5.1 Технико-экономические показатели новой продукции 96
5.2 Оценка экономической целесообразности внедрения в производство новой продукции 99
5.3 Прогноз финансовых результатов 100
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 101
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ 107

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. Подвеска АТС является одним из наиболее ответственных узлов, определяющим безопасность и совокупность эксплуатационных свойств автомобиля - плавность движения, устойчивость и управляемость, среднюю и максимальную скорость, а также долговечность ряда узлов и деталей.
Упругие металлические элементы подвесок смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию автомобиля при движении. К основным типам упругих металлических элементов подвески относят: листовые рессоры, спиральные пружины и торсионы. При этом долговечность листовых рессор до настоящего времени остается меньше долговечности других упругих элементов, даже при использовании специальных методов упрочнения металла и обработки поверхности листов. Кроме того, сложность создания независимой рессорной подвески, большая масса неподрессоренных частей и трение между листами рессоры являются причинами снижения не только показателей плавности движения, но и значительного изнашивания листов рессор.
В процессе эксплуатации рессоры испытывают воздействие циклических знакопеременных нагрузок, что приводит к зарождению и распространению усталостных трещин.
Поэтому материалы для изготовления пружин и рессор должны обладать высоким пределом упругости и пределом выносливости, достаточной вязкостью и пластичностью.
Углеродистые стали для пружин и рессор имеют низкую коррозионную стойкость и невысокую релаксационную стойкость. Малая прокаливаемость этих сталей ограничивает их применение – обычно только для изготовления пружин и рессор небольшого сечения.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Анализ конструкций металлических упругих элементов автомобильных подвесок

Упругие элементы подвесок смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию автомобиля при движении. В результате работы упругого элемента исключается «копирование» кузовом профиля дорожных неровностей и улучшается плавность хода автомобиля. Хорошая плавность хода определяется частотой колебания кузова 1 - 1,3 Гц.
К основным типам упругих элементов подвески относят:
• металлические: листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание);
• неметаллические: пневматические, гидропневматические и резиновые (обеспечивают упругость подвески за счет упругих свойств резины, воздуха и жидкости).
Рассмотрим подробно конструкции металлических упругих элементов подвески.

1.1.1 Рессоры
Рессорная подвеска имеет большой вес и размеры и, в основном, используются в подвеске грузовых автомобилей (рис. 1.1). Рессорная подвеска включает в себя саму рессору с узлами крепления, и иногда амортизатор.
Рессора в переводе с французского (ressort – пружина) – упругий элемент подвески транспортного средства. Она состоит из 15 металлических листов разной длины, изготовленных из специальной рессорной стали (в очень редких случаях из армированной пластмассы).

Рисунок 1.1 – Рессорная подвеска грузового автомобиля

Верхний самый длинный лист называется коренным, он имеет прямоугольное сечение, остальные - Т-образное. В каждом листе выполнен паз, который входит в углубление нижележащего листа, тем самым листы фиксируются от продольных смещений. Будучи равными по ширине, каждая пластина, в зависимости от длины, имеет различную степень выгнутости. Кривизна листов обеспечивает плотное прилегание их друг к другу, что обеспечивает рессоре необходимые характеристики. Конструкция рессоры передней подвески автомобиля КамАЗ представлена на рис. 1.2.
В собранном состояние рессора стянута стяжным центральным болтом, а листы рессоры скреплены хомутами, которые исключает возможность бокового перемещения листов рессоры относительно друг друга. Хомуты обеспечивают передачу нагрузки от коренного листа к другим листам рессоры во время обратного ее прогиба. Коренной лист крепится за концы к кузову (раме) автомобиля. В средней части рессора с помощью двух стремянок крепится к балке моста. Между рессорами и мостом устанавливаются проставки. На переднем конце коренного листа крепится ушко, в которое запрессована втулка. С помощью пальца передний конец рессоры закреплен в кронштейне рамы. Трущиеся поверхности втулки и пальца смазываются через пресс-масленку.

Рисунок 1.2 – Передняя подвеска автомобиля КамАЗ 5320:
1 – передний кронштейн, 2 – палец, 3- ушко рессоры, 4- накладка, 5 – буфер, 6 - стемянка, 7 – амортизатор, 8 – задний кронштейн, 9 – втулка, 10 – шайба, 11 – гайка, 12 – шплинт, 13 – втулка ушка, 14 – накладка стремянки, 15 – гайка, 16 – стремянка, 17 – палец.

Задний конец рессоры опирается на кронштейн через наклепанную на коренной лист накладку. В кронштейне установлен сменный сухарь и боковые вкладыши, закрепленные стяжным болтом, на который надета втулка. Конец второго листа рессоры изогнут, тем самым он удерживает рессору от выпадения из кронштейна при провисании моста.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бараз, В.Р. Деформационно-стареющие аустенитные стали для упругих элементов / В.Р. Бараз // В кн.: Структура и физико-механические свойства немагнитных сталей. – М. : Наука, 1986. – С. 45-49.
2. Рахштадт, А.Г. Пружинные стали и сплавы. – 3-е изд., перераб. и дополн. / А.Г. Рахштадт. – М. : Металлургия, 1982. – 400 с.

Весь текст будет доступен после покупки