گزارش کاراموزی بررسی کمک فنر

گزارش کاراموزی بررسی کمک فنر

گزارش کاراموزی بررسی کمک فنر در ۵۵ صفحه ورد قابل ویرایش

کمک فنر دو جداره بی فشار

کمک فنر دو جداره بی فشار ارزانترین و اقتصادی ترین نوع کمک فنر هیدرولیکی برای خودروی سواری است.

اصلاح بی فشار بیانگر آن است که سطح روغن در حالت سکون کمک فنر و در دمای محیط (دمای متعارف) در فشار اتمسفر قراردارد.دراینجا فشاری که هنگام فشرده شدن کامل کمک فنر،افزایش دما یا در کمک فنر بادی کمکی به دلیل پخشش تنش (فشاری)در آب بند به سطح روغن وارد می شوند،در نظر گرفته نمی شوند،زیرا مقادیر آن ناچیز و از این رو قابل اغماض است.

ساختار و شیوه کارکرد

شکل ۲-۱ ساختار کمک فنر را نشان می دهد.این طبق اصول کارکرد کمک فنر که طبق اصول کارکرد کمک فنر دو جداره عمل می کند،از یک محفظه کار (لوله سیلندر ۲ به نام لوله‌فشار)تشکیل شده است.این لوله از پایین به شیرهای زیرین و از بالا به راهنمای میله پیسون ۸ و رینگ آب بند ۵ محدود می شود.میله پیسون ۶ بین راهنمای میله پیسون و آب بند حرکت می کند.میله پیسون از یک سو به پیسون۱(واقع در محفظه کار) و از سوی دیگر به مفصل چشمی بالایی و لوله حفاظ متصل است.لوله سیلندر ۲ در داخل لوله‌ دیگری قرار دارد که به لوله بیرونی ۳ یا لوله نگهدارنده موسوم است.از آنجا که این کمک فنر در لوله دارد،کمک فنر دو جداره نامیده می شود.بین لوله‌سیلندر ۲ و لوله بیرونی ۳،محفظه تعادل فشار C ایجاد می شود که حدودتاً تا

شکل ۲-۱: کمک فنر دو جداره ساخت شرکت بوگه با اتصالات چشمی در هر دو انتها.از آنجا که محفظه تعادل فشار را درپیرامون محفظه‌کار کمک فنر طراحی کرده اند،در شکل،مجموعه شیر پیسون و شیر زیرین ۴ را که در انتهای محفظه کار قراردارد،می بینید.شکل ۲-۳ شیوه کارکرد کمک فنر دو جداره را نشان می دهد.

شکل ۲-۲:شیوه کارکرد کمک فنر دوجداره

نیمه روغن دارد.اما محفظه کار را از روغن کاملاً پر می کنند.لوله نگهدارنده ۳ از طرفی به راهنمای میله پیسون و از سوی دیگر به کلاهک ۱ که شیر زیرین را نگه می دارد،وصل می شود و پیش تنیدگی درونی مجموعه را کاملاً تأمین می کند.در قسمت زیرین کلاهک،اتصال چشمی را جوش می دهند.

البته برای اتصال کمک فنر به شاسی می توان به جای مفصل چشمی از اتصالات پینی استفاده کرد،هنگام جمع شدن چرخ،اتصالات بالا و پایین کمک فنر به یکدیگر نزدیک می شوند و به این ترتیب میله پیسون ۶ و همراه آن پیسون ۱ که در انتهای آن قراردارد،به سمت پایین رانده می شود.با پایین آمدن میله پیسون در محفظه بالایی کار(A1 )، میله پیسون حجم روغنی برابر با V1 را جابه جا می کند،این حجم برابر است با:

سطح مقطع میله پیسون ضرب در جابه جایی میله پیسون= V1

از طرفی دیگر مقداری از روغن به حجم V2 از شیر گلویی II‌ روی پیسون به داخل محفظه کار A1 جریان می یابد.این حجم برابر است با:

جابه جایی میله پیسون ضرب در مقطع رینگی شکل محفظه A1 = V2

از آنجا که مقاومت شیر IV در برابر جریان روغن به مراتب بزرگتر از شیر II‌ است،لذا بخش بزرگ میرایی در مرحله فشار،در شیر زیرین ایجاد می شود.فشار محفظه A1 و A2 تقریباً یکسان است.هنگام باز شدن چرخ،اتصالات کمک فنر از یکدیگر دور می شوند که به این ترتیب میله‌پیسون،همراه پیسون به سمت بالا می آید. در این صورت،حجم روغن V2

شکل ۲-۳: برای جلوگیری از پایین آمدن بیش از حد سوراخ در سطح روغن محفظه تعادل فشار C‌ باید کمک فنر دو جداره به گونه ای نصب کرد که شیب میله پیسون نسبت به خط قائم از ۴۵ درجه بیشتر نباشد(‌یعنی ۴۵۰›C).البته کمک فنر دارای بالشتک گاز از این قاعده مستثنی است.

پیسون I ا محفظه کار A1 ‌ به محفظه A2 جریان می یابد و حجم روغن V1 از شیر زیرین III از محفظه تعادل فشار C به محفظه کار A2 مکیده می شود. از آنجا که مقاومت شیر I در برابر جریان روغن به مراتب بزرگتر از شیر III‌ است،بخش بزرگ میرایی در مرحله کشش،در شیر پیسون به وجود می آید.

در کنار عبور روغن از شیرهای تنظیم پذیر I تا IV روغن از محلهایی نیز نشت می کند که جلوگیری از آن ممکن نیست.این نشت از شکاف موجود بین پیسون و لوله فشار و نیز شکاف بین راهنمای میله پیسون و میله پیسون رخ می دهد که هنگام اعمال فشار به محفظه کار،مانند مقطع های گلویی کمکی برای جریان روغن کار می کنند.باید هنگام طراحی و تنظیم میرایی این جریان های اضافی را در نظرگرفت.

سطح روغن در محفظه تعادل فشار باید به گونه ای باشد که از مکش هوا از شیر زیرین به داخل محفظه کار،حتی در شرایط کاری دشوار جلوگیری می شود این حالت می تواند هنگامی که میله پیسون در دمای خیلی کم کارکرد(۴۰- درجه سانتیگراد)کاملاً به بالا می آید،پدید آید.در ضمن،شیب نصب کمک فنر در خودرو را نیز باید در نظر گرفت.بر اثر شیب کمک فنر نسبت به خط قائم،سطح روغن در محفظه تعادل فشار پایین می آید،(شکل ۲-۳ را ببینید).از این رو برای این زاویه حد معینی وجود دارد.زاویه تا جای ممکن نباید از ۴۵ درجه فراتر رود.البته در اینجا باید افزایش زاویه هنگلم جمع شدن کمک فنر را نیز در نظر گرفت.این پدیده،به ویژه در محورهای صلب شدیدتر بروز می کند،(شکل ۱-۵ و ۴-۱۲ را ببیند).

هواگیری و موازنه حجم

از آنجا که در کمک فنر دوجداره،هنگام کارکرد،ناگزیز در داخل محفظه کار حباب هوا تولید می شود.حتماً نیاز به هواگیری است.نفوذ هوا در محفظه کار می تواند به یکی از روشهای زیر رخ دهد:

qحمل و نگهداری کمک فنر به صورت افقی قبل از نصب در خودرو.به این ترتیب هوا از محفظه تعادل فشار از شیر زیرین به محفظه کار راه می یابد و در نهایت هوای راه یافته در پایین راهنمای میله پیسون جمع شود.

qپایین رفتن سطح روغن در محفظه کار پس از ایست طولانی مدت خودرو‌(مثلاً در مدت شب).اگر تدابیر ویژه ای در شیر زیرین نیاندیشیم،(مثلاً دیسک غوطه ور یا شیر قطع ارتباط)روغن در محفظه کار به محفظه تعادل فشار راه می یابد،(این پدیده را پدیده لوله U‌ شکل می نامند).به این ترتیب هوا از شکاف رینگ بین راهنمای میله پیسون و میله پیسون به محفظه کار جریان می یابد.

mm2

Re=480N/mm2

As=14%

میله پیستون را به عمق ۲/۰ تا ۵/۰ میلیمتر سختکاری القایی می کنند،به گونه ای که حداقل به سختی سطحی برابر با ۵۳ راکول برسد.سپس،برای دستیابی به شرایط آب بندی مطلوب،سطح آن نیز پرداخت (سنگزنی)می کنند و با کروم سخت به ضخامت ۸ تا ۱۰ میکرومتر می پوشانند و دوباره پرداخت می کنند.در نهایت سختی آن به حداقل ۶۲ راکول می رسد.بیشینه زیری سطح آن در شرایط،حدود ۲ میکرومتر است.

Rt=2um

در انتهای درونی میله پیستون،پیستون میراکننده را نصب می کنند.شرکتهای آلمانی،پیستون میراکننده را از جنس آهن کلوخه شده می سازند پیستون رابه همراه فنرهای شیر بر روی میله پیستون پیچ می کنند.

محفظه سیلندر،مخزن روغن،لوله محافظ

لوله سیلندر که مانند محفظه کار پیستون عمل می کند،از پایین به شیر زیرین و از بالا به راهنما میله پیستون تکیه می کنند.برای دستیابی به آب بندی مطلوب در نقاط تماس،باید شیوه مونتاژ و بستن کمک فنر،و انطباق مخزن روغن و لوله سیلندر به گونه ای باشد که پیش تنیدگی فشاری لازم در محل آب بند ایجاد شود.این پیش تنیدگی باید به گونه ای باشد که مقادیر بیشینه فشارهای درونی سیلندر تماس آب بند را جدا نکند.

شکل ۲-۱۰:مقایسه زبری سطح جداره‌سیلندر کمک فنر.در شکل بالا وضعیت زبری سطح را در حالت نو و در شکل پایین زبری همان جداره سیلندر را پس ازساعات معین کارکرد می بینید.در اینجا از پیستون با پوشش تفلونی استفاده کرده اند.همان طور که در شکل می بینید،لوله سیلندر صافی سطح خوبی دارد که نتیجه آن کاهش اصطکاک در هنگام حرکت است.

برای کاهش اصطکاک پیستون و سایش آن،جداره داخلی سیلندر باید زبری سطح مناسبی داشته باشد.شکل ۲-۱۰ زبری سطح جداره سیلندر کمک فنر را در حالت نو و پس از کارکرد مسافتی برابر با ۱۰۰۰۰ کیلومتر نشان می دهد.

سیلندر و مخزن روغن را از لوله های فولادی جوشکاری شده می سازند،اما لوله های محافظ را برای کاهش وزن مجموعه،از مواد مصنوعی و پلاستیکی می سازند.

وظیفه لوله محافظ،حفاظت از میله پیستون در برابر پرتاب سنگ،پاشش آب و جلوگیری از نفوذ گرد و غبار به داخل آب بند است.در مواردی که لوله محافظ علاوه بر وظایف یاد شده،وظایف ویژه دیگری نیز،داشته باشد،باید از لوله محافظ فولادی استفاده کرد.

کمک فنر برای موقعیت کاری دشوار،خودروی سواری

برخی از خودروسازان،خودروهایی را که به کشورهای گرمسیر باید یا بد آب و هوا صادر می کنند،به کمک فنرهایی با تحمل شرایط دشواری کار مجهز می کنند.این کمک فنر را به نام کمک فنر گرمسیری یا کمک فنر بد آب و هوایی می شناسند.این کمک فنرها در دو زمینه با دیگر کمک فنرهای معمول،متفاوت هستند:

qمخزن بزرگتر با گنجایش روغن بیشتر برای بهینه سازی انتقال گرما از سطح کمک فنر

qاستفاده از آب بند ویتون به جای آب بند متداول پربونان،این آب بند معمول،دمایی حدد ۱۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل می کند،اما از آب بند ویتون می توان در دمای کاری ۱۶۰ تا ۲۲۰ درجه سانتیگراد نیز استفاده کرد.

-روشهای تولید

برای کاهش هزینه‌ساخت،کمک فنر دوجداره را برای خودرو سواری و باری،به گونه ای طراحی می کنند که پس از مونتاژ و بستن کمک فنر،پیاده کردن آن امکان پذیر نیست به این ترتیب پس از خرابی این کمک فنر قابل تعمیر نیست.روشهای معمول بستن کمک فنر ،عبارتند از :

الف) برگرداندن جداره بیرونی ۳ بر روی لبه U شکل راهنمای میله پیستون ۸،(شکل ۲-۴).با این روش،آب بند ۵ را در راهنمای میله پیستون نگه می دارند البته اگر بخواهیم برای اطمینان یک لاستیک ضربه گیر نگهدارنده داشته باشیم،حتماً به یک کلاهک محافظ نیاز است،(شکل ۲-۱۵)این موضوع نقطه ضعف بستن کمک فنر از روش یاد شده است.

نیروی هیدورلیکی میراکننده

منحنی مشخصه کمک فنر

نیروی فنر تابعی از جابه جایی چرخ است.اما نیروی میرایی به سرعت آن بستگی دارد.منظوراز سرعت،سرعت نسبی اتصالات بالا و پایین هنگام جمع و بازشدن کمک فنر است.اگر نیروی ایستایی FF به یک فنر اعمال شود،فنر تا اندازه معینی طبق تساوی زیر جابه جا می شود:

(۴-۱)

ضریب CF نمایانگر سختی فنر است.فنر انرژی را ذخیره می کند و در هنگامی که برای ایمنی حرکت مناسب نیست،آن را به سیستم باز می گرداند.اگر به یک کمک فنر،نیروی ثابت اعمال شود،کمک فنر با سرعت ثابت در کورس خود باز یا بسته می شود.تساویی که بین نیروی میرایی FD و سرعت VD وجود دارد،به شرح زیراست:

(۴-۲)

در این تساوی KD ضریب میرایی و u نمای میرایی است.کارمکانیکی حاصل از جابه جایی کمک فنر به گرما تبدیل می شود و از بین می رود.نمودارهای حاصل از نتایج آزمایش کمک فنر،تغییرات نیروی میرایی را برحسب جا به جایی در گامهای ثابت سرعت نشان می دهد،(در اینجا)سرعت میرایی با تغییر دور دستگاه می شود،بخش ۱-۲-۲ را ببینید).مساحت نمودار نمایانگر کار انجام شده درهر کورس کمک فنر است.

برای دستیابی به منحنی مشخصه کمک فنر،یعنی منحنی نیرو-سرعت،نیروی میرایی پیشینه FAE و سرعت متناظر پیستون را از نمودار تغییرات نیرو- جا به جایی (شکل ۱-۱۲ و ۱-۱۳ )و می خوانند و در منحنی نیرو به سرعت در سرعت متناظر ثبت می کنند،(شکل ۴-۱).برای تعیین منحنی در اولین مرتبه،نیروی میرایی پیشینه را از ۶ نمودار،به منحنی مشخصه انتقال می دهند.آزمایش کمک فنر،مطابق توضیحات بخش ۱-۲-۲- است.هنگام کنترل کمک فنر در تولید انبوه،برای صرفه جویی در وقت آزمایش،فقط به اندازه گیری دو یا سه نقطه در منحنی مشخصه اکتفا می کنند.

شکل ظاهری منحنی مشخصه کمک فنر و منحنی سختی فنر شباهت فراوانی به یکدیگر دارند،(شکل ۴-۲ را ببینید).از این رو،برای شناسایی بهتر مشخصه کمک فنر،نیروی میرایی کشش را در جهت مثبت و نیروی میرایی فشار را در جهت منفی نشان می دهند.بنابراین،نیروی میرایی کشش در ناحیه اول مختصاتی و نیروی میرایی فشار در ناحیه سوم مختصاتی رسم می شوند،(شکل ۸-۳۱ و ۸-۴۰ الف را ببینید).

شکل ۴-۱:برای دستیابی به منحنی مشخصه کمک فنر،یعنی منحنی نیرو- سرعت،نیروی میرایی پیشینه کشش و فشار یعنی FAD را از منحنی نیرو- جابه جایی می خوانند و آنها را برحسب سرعت های متناظر در منحنی نیرو-سرعت ثبت می کنند.

شکل ۴-۲:در منحنی مشخصه فنر،تغییر نیرو برحسب نیوتن نسبت به جابه جایی برحسب میلیمتر ثبت می شود،اما منحنی مشخصه کمک فنر،تغییر نیروی میرایی برحسب سرعت حرکت پیستون را با واحد متر بر ثانیه نشان می دهد.اگر میرایی فشار در ناحیه سوم ترسیم نشده باشد،(مانند شکل بالا)،شکل ظاهری دو منحنی کشش و فشار به یکدیگر تشبیه است.

شکل ۴-۳:منحنی مشخصه کمک فنر با رفتاری خطی،دو نمودار چپ نسبت کشش به فشار برابر با ۳ و در نمودار راست نسبت کشش به فشار برابر با ۱ است.

همکاری در فروش فایل