Preskušanje vijačnih vzmeti v avtomobilski industriji
Vzmeti vzmetenja, znane tudi kot vijačne vzmeti, skupaj z amortizerji delujejo kot dušilni elementi med podvozjem in karoserijo ter so ključne za udobje vožnje in varnost vožnje sodobnih vozil. Vzmet vzmetenja ima pomembno vlogo pri blaženju udarcev in vibracij, povezanih s cestiščem. Prav tako mora zagotavljati oprijem na kolesih.
Vijačne vzmeti – znane tudi kot vijačno tlačne vzmeti – so osrednji elementi sodobnih sistemov vzmetenja. Služijo za blaženje neravnih cestnih površin, prispevajo k varnosti vožnje in oprijemu ter omogočajo udobno upravljanje. Zaradi kompaktne zasnove in možnosti kombiniranja z amortizerji so prednostna rešitev v številnih modelih vozil.
Med uporabo so vijačne vzmeti obremenjene osno v smeri natezanja ali tlačenja. Med načrtovanjem so vzmeti optimizirane za uporabo in tip vozila ter morajo delovati zelo natančno v skladu s svojimi specifikacijami, zato jih je treba podrobno preskusiti. Skupna teža sodobnih električnih vozil je običajno celo višja od teže vozil s konvencionalnimi pogonskimi sistemi, kar pomeni, da so vzmeti izpostavljene še večjim silam. Zanesljivo preskušanje vzmeti je zato izjemno pomembno. ZwickRoellov sistem za preskušanje vzmeti za vijačne vzmeti odlikuje edinstvena metoda, ki z visoko natančnostjo beleži osne, prečne sile in silnice ter določa vse značilnosti vzmeti. Poleg tega je mogoče te linije in točke delovanja prikazati praktično v realnem času v programskem preskusnem programu testXpert, razvitem v ta namen.
Tipične značilnosti vzmeti Vektor obremenitve vijačnih vzmeti Večkanalni vzmetni sistem Večosno preskušanje vzmeti Zahteve sistema za preskušanje vzmeti Zahtevajte posvet Reference
Vijačne vzmeti – priljubljena rešitev v številnih modelih vozil
Vijačne tlačne vzmeti (običajno imenovane vijačne vzmeti ali včasih valjaste vzmeti) so najboljša izbira za avtomobilsko industrijo, ker:
- Zanesljivo zagotavljajo oddaljenost od tal karoserije avtomobila.
- Zanesljivo delujejo v zahtevnih okoljih in njihova proizvodnja je ekonomična.
- Njihova kompaktna zasnova omogoča prostorsko varčno namestitev v podokvirje ali na krmilne ročice.
- Z blažilnikom jih je mogoče kombinirati v eno samo enoto (enostavna vzmet in McPhersonova vzmet).
- Imajo linearno ali celo progresivno karakteristično krivuljo.
DIN EN 15800 Tipične karakteristične vrednosti pri preskušanju vijačnih vzmeti
Ta evropski standard DIN EN 15800 (nadomešča DIN 2095) določa zahteve glede kakovosti za valjaste vijačne tlačne vzmeti, izdelane iz okroglih žic, trdih kot vzmet. Hladno oblikovane tlačne vzmeti je mogoče izdelati do premera žice približno 16 mm. (Glej tudi EN 13906-1.)
Najpomembnejše mere standardne vijačne vzmeti so:
- Dolžina vzmeti [Lo] – nazivna dolžina vijačne vzmeti v neobremenjenem stanju
- Vzmetne sile [F] in dolžina vzmeti [L] so karakteristike vzmeti v delovnem območju
- Dolžina bloka [Lc] – pri polnem tlačenju
- Bločna sila [Fc] – sila, ki nastane ob stiku s tuljavami (dolžina bloka)
- Stopnja vzmeti [R] – povečanje vzmetnih karakteristik (sila na premik) v N/mm (znano tudi kot konstanta vzmeti, togost vzmeti ali trdota vzmeti)
- Prečne sile [Fx, Fy] – za oceno trenja in obrabe
- Točke preboja – določajo smer delovanja nastale sile
- Polmer ovojnega kroga [De] – polmer vzmetne tuljave v obremenjenem stanju
- Sredinska dimenzija – izračuna točko prodiranja, pri kateri vektor sile prodre v nosilno ravnino vzmeti
Zakaj je tako pomembno meriti vektor obremenitve za vijačne vzmeti?
Pri vijačnih vzmeteh vektor obremenitve nikoli ne poteka vzdolž geometrijske središčne osi, saj konci vzmeti zaradi oblike vzmeti niso enakomerno obremenjeni in nastanejo kompleksne večosne obremenitve. Nastale sile ustvarjajo prečne sile, nagibne momente in navore, ki se pojavijo na pritrdilni površini opornikov in lahko povzročijo trenje in prezgodnjo obrabo sosednjih komponent – kot so oporniki ali ventili.
Zato je ključnega pomena, da se poleg standardnih meritev natančno izmeri vektor obremenitve, njegove točke vdora ter horizontalne sile in momenti/navori, idealno z večosnim sistemom za preskušanje vzmeti. To je mogoče prikazati tudi v realnem času v ustreznem preskusnem programu v preskusni programski opremi ZwickRoell testXpert.
Večkanalni sistem za preskušanje vzmeti podjetja ZwickRoell
ZwickRoell ponuja globalno edinstven večkanalni sistem za preskušanje vzmeti za natančno, standardno skladno in varno preskušanje vijačnih vzmeti, ki deluje z devetimi silomeri in zato lahko določi tudi ustrezne momente:
- 6 vertikalnih senzorjev (zgoraj in spodaj)
- 3 horizontalni senzorji (osnovna platforma)
To omogoča sočasno merjenje osnih in prečnih sil, določanje središč sil in izračun vseh ustreznih karakterističnih vrednosti v popolnoma avtomatskem zaporedju preskušanja. Predvsem pa omogoča določitev točk preboja, ki nikoli niso v središču osi takšne vzmeti in imajo zato velik vpliv.
Prednosti sistema za preskušanje vzmeti ZwickRoell na prvi pogled:
- Določanje vseh pomembnih parametrov vzmeti
- Avtomatski merilni cikel
- 3D-prikaz nastalih sil
- Največja ponovljivost
- Prosto določljiva poročila o preskusih
- Izbirno merjenje ovojnega kroga
Sistem preskuša vse vrste izvedb, kot so valjaste, sodčaste, stožčaste, vzmeti v obliki peščene ure in vzmeti v obliki čebeljega panja. Vsaka vrsta vzmeti ima posebne zahteve glede odpornosti proti upogibanju, prečne stabilnosti, prostorskih zahtev in vibracijskega obnašanja – vse to je mogoče zanesljivo analizirati s tem sistemom.
Stroj za preskušanje vzmeti za večosno preskušanje vzmetnih opornikov, tj. vzmetno-blažilnih enot
Ta sistem za preskušanje vzmeti je opremljen s tremi preskusnimi osmi za merjenje lastnosti blaženja hidravličnih amortizerjev. Na os preskusnega stroja deluje navpična sila (kolesna obremenitev). Horizontalne sile in torzijski momenti, ki nastanejo pri manevriranju krivulj, pri zagonih ali zaustavljanju itd., ustvarjata vodoravno nameščen elektromehanski aktuator in torzijski pogon. Preskusne osi se lahko med seboj posamično in neodvisno krmilijo. Tako lahko določite značilnosti (blaženje trenja, viskoznost) pri različnih aksialnih hitrostih z in brez stranskih sil in navora.
Katere zahteve mora izpolnjevati sistem za preskušanje vzmeti?
Za pridobitev zanesljivih rezultatov preskusov obstajajo dodatne zahteve za preskusni sistem:
- Stroj mora imeti visoko ponovljivost, ki jo je mogoče določiti z referenčnimi vzmetmi.
- Tlačne plošče morajo v neobremenjenem stanju izkazovati visoko vzporednost.
- Uporaba sile izven središča vzdolž preskusne osi ne sme vplivati na meritev sile za več kot 1 %.
Upoštevati je treba standard EN ISO 7500-1, ki določa zahteve za umerjanje za preverjanje statičnih enoosnih preskusnih strojev. Dodatek 2 standarda ISO 7500-1 povzema zahteve za umerjanje strojev za preskušanje vzmeti. Na splošno mora biti umerjanje sile v skladu z razredom 0.5.