Część IV: Naprawy ram i nadwozi pojazdów ciężarowych.
W przeciwieństwie do samochodów osobowych zdecydowana większość pojazdów ciężarowych posiada element nośny w postaci ramy. Do niej mocowane są: elementy zawieszenia, silnik, elementy przeniesienia napędu, kabina, komora ładunkowa.
Konstrukcja ramy składa się z podłużnic i poprzecznic, które nadają całemu pojazdowi odpowiednią sztywność, mają wytrzymać przenoszone wszelkiego rodzaju obciążenia wynikające z normalnych warunków eksploatacyjnych, jak również zapewnić ochronę kierowcy, pasażerów i przewożonych ładunków w trakcie ewentualnych kolizji drogowych. Taka konstrukcja wykonana z połączenia wielu prostych elementów tworzy sztywną całość zwaną kratownicą. Ze względu na różnorodność i kierunkowość obciążeń, konstrukcje kratownic w celu wzmocnienia muszą być uzupełniane dodatkowymi elementami usztywniającymi. Pierwszym sposobem jest zastosowanie dodatkowych elementów usztywniających usytuowanych wzdłuż obu przekątnych kratownicy zwanych tężnikami. Drugim rozwiązaniem na usztywnienie jest wprowadzenie dodatkowych elementów wzmacniających wierzchołki kratownicy, uniemożliwiających wzajemne przemieszczanie się sąsiednich elementów obwodowych. Wzmocnione w ten sposób wierzchołki nazywane są węzłami ramy. Konstrukcje obu rozwiązań zachowują się inaczej podczas kolizji, pod wpływem przyłożonej siły. W przypadku kratownicy wzmocnionej tężnikami odkształceniu ulega tylko element, na który bezpośrednio działa siła zewnętrzna. Ponadto jedynie obrotowo przemieszcza się element sąsiedni wokół wierzchołka podpartego dolnym końcem tężnika. Wszystkie pozostałe elementy ramy nie zmieniają swego położenia. W przypadku ramy ze sztywnymi węzłami, odkształcenie jednego z elementów obwodowych powoduje odkształcenia pozostałych. Tworzone w ten sposób konstrukcje kratownicowe ramy odporne są zarówno na przenoszone podczas normalnej eksploatacji obciążenia pionowe, jak i obciążenia poziome (wzdłużne, poprzeczne i skośne) występujące w trakcie ewentualnych kolizji. Uszkodzenie ramy jest najczęściej spowodowane kolizją drogową, rzadziej korozyjnym czy zmęczeniowym osłabieniem materiału będącym następstwem długotrwałej eksploatacji. Kolizja drogowa pojazdu powoduje następujące odkształcenia ramy:
- zginane w płaszczyźnie pionowej – przy uderzeniu w przód pojazdu,
- zginanie w płaszczyźnie poziomej – przy uderzeniu w bok pojazdu,
- zgniatanie – przy jednoczesnym uderzeniu w przód i tył pojazdu,
- skręcanie – przy uderzeniu, w którym działa jednocześnie para pionowych sił gnących przyłożonych w przeciwległych narożnikach ramy.
Najczęściej wszystkie te rodzaje odkształceń występują łącznie.
Naprawa ramy sprowadza się do przywrócenia jej pierwotnego kształtu i wytrzymałości. Jest to bardzo ważne ze względu na zapewnienie prawidłowej współpracy mechanizmów i czynnego bezpieczeństwa jazdy. Kontrola odkształceń ramy polega na zmierzeniu wzajemnych odległości pomiędzy punktami kontrolnymi i porównaniu otrzymanych wyników z danymi wzorcowymi zawartymi na specjalnej karcie pomiarowej pojazdu. Do tego celu stosuje się specjalistyczne urządzenia pomiarowe (optyczne lub elektroniczne). Ponadto urządzenia pomiarowe umożliwiają optymalne ustalenie punktów przyłożenia, kierunków i wartości sił prostujących oraz śledzenie efektów prowadzonych operacji naprawczych.
Do prostowania ram samochodów ciężarowych wykorzystuje się stanowiska naprawcze pozwalające użyć rozmaite układy sił. Ze względu na sztywność i masę ramy samochodu ciężarowego, ich naprawy przeprowadza się etapami. W większości przypadków konieczne jest podczas prostowania ramy podgrzewanie prostowanych fragmentów płomieniem gazowym lub nagrzewnicą indukcyjną, w celu zwiększenia plastyczności materiału.
Stanowiska naprawcze do napraw ram samochodów ciężarowych są osadzone na stałe z podłożem w warsztacie. Do osadzonej w podłożu konstrukcji składającej się ze wzdłużnych i poprzecznych prowadnic mocuje się:
- siłowniki hydrauliczne o układzie pionowym wywołujące siły prostujące (ciągnące lub pchające),
- kątowniki umożliwiające zastosowanie poziomych kierunków sił,
- podpory pionowe i poziome utrzymujące ramę podczas wytwarzania sił prostujących,
- zaczepy do łańcuchów ciągnących.
Stanowiska naprawcze przystosowane są do przenoszenia znacznych obciążeń. Siły wytwarzane przez system ciągnący podczas prostowania ramy samochodu ciężarowego przekraczają nierzadko 20 t.
Większość stosowanych stanowisk naprawczych do prostowania ram samochodów ciężarowych wyposażona jest ponadto w osprzęt dodatkowy umożliwiający naprawy odkształconych kabin załogowych. Może nim być:
- specjalna rama do zamocowania naprawianej kabiny na urządzeniu z układem pionowych kolumn siłownikowych,
- zestaw siłowników ciągnących i zaczepów reakcyjnych dostosowany do współpracy z osadzonymi w podłożu prowadnicami stanowiska prostowania ram.
Kabiny samochodów ciężarowych, które zostały znacznie uszkodzone podczas kolizji drogowej są naprawiane przeważnie po uprzednim demontażu z pojazdu. Do prowadzenia napraw kabin samochodów ciężarowych stosuje się przeważnie oddzielne urządzenia, które współpracują z istniejącymi stanowiskami do napraw ram samochodowych lub są skonstruowane jako samodzielne stanowiska. Naprawa kabiny zaczyna się od podłogi. Przywrócenie pierwotnego kształtu podłogi jest podstawą do dalszej naprawy górnej części kabiny. Do jej przeprowadzenia używane są wieże naprawcze współpracujące z prasami i słupami wyciągowymi. Do naprawy dachu stosuje się elementy przedłużające, podpórki i inne specjalistyczne akcesoria. Podstawę urządzenia (element nośny) stanowi stabilna i sztywna rama nośna z zamocowanymi do niej czterema zestawami kołowymi o dużej nośności. Naprawiana kabina mocowana jest do ramy nośnej poprzez cztery “trawersy”, które mogą się przemieszczać po ramie (również podczas ciągnięcia) we wszystkich kierunkach. Mogą one zostać zablokowane w dowolnym momencie naprawy poprzez dokręcenie śrub mocujących. Głównym elementem roboczym urządzenia jest wieża ciągnąca o maksymalnej sile ciągu 20 t. Dodatkowo urządzenie jest wyposażone w wieżę pomocniczą o maksymalnej sile ciągu 10 t. Poszczególne wieże naprawcze można wyposażyć w przystawki typu żuraw lub przedłużacz. Wieże ciągnące mocowane są do ramy nośnej poprzez szczeliny w elementach składowych przy zastosowaniu specjalnych śrub łączących. Wieże te mogą być mocowane do ramy w dowolnej pozycji, pod żądanym kątem względem naprawianej kabiny samochodowej. Zespół mocujący (rama wraz osprzętem mocującym) składa się z następujących głównych elementów składowych: rama (1), trawersa (2), płyta mocująca (3), uchwyt mocujący (4), regulowana podstawa mocująca (5) i śruba mocująca (6) – patrz schemat 1.
Rys. 1. Zespół mocujący – rama wraz z osprzętem mocującym.
Systemy do naprawy kabin mogą być dodatkowo wyposażone w urządzenia pomiarowe.
W przypadku naprawy kabiny nie zachodzi niebezpieczeństwo (jak to jest w przypadku karoserii samonośnych samochodów osobowych), że w wyniku złego kształtu samochód będzie posiadał wady geometrii układu jezdnego, gdyż kabina załogowa nie jest bezpośrednio związana z elementami zawieszenia kół. Zastosowanie urządzenia pomiarowego ma natomiast wpływ na koszt naprawy (czas) oraz komfort pracy.
mgr Andrzej Kowalewski
W przeciwieństwie do samochodów osobowych zdecydowana większość pojazdów ciężarowych posiada element nośny w postaci ramy. Do niej mocowane są: elementy zawieszenia, silnik, elementy przeniesienia napędu, kabina, komora ładunkowa.
Konstrukcja ramy składa się z podłużnic i poprzecznic, które nadają całemu pojazdowi odpowiednią sztywność, mają wytrzymać przenoszone wszelkiego rodzaju obciążenia wynikające z normalnych warunków eksploatacyjnych, jak również zapewnić ochronę kierowcy, pasażerów i przewożonych ładunków w trakcie ewentualnych kolizji drogowych. Taka konstrukcja wykonana z połączenia wielu prostych elementów tworzy sztywną całość zwaną kratownicą. Ze względu na różnorodność i kierunkowość obciążeń, konstrukcje kratownic w celu wzmocnienia muszą być uzupełniane dodatkowymi elementami usztywniającymi. Pierwszym sposobem jest zastosowanie dodatkowych elementów usztywniających usytuowanych wzdłuż obu przekątnych kratownicy zwanych tężnikami. Drugim rozwiązaniem na usztywnienie jest wprowadzenie dodatkowych elementów wzmacniających wierzchołki kratownicy, uniemożliwiających wzajemne przemieszczanie się sąsiednich elementów obwodowych. Wzmocnione w ten sposób wierzchołki nazywane są węzłami ramy. Konstrukcje obu rozwiązań zachowują się inaczej podczas kolizji, pod wpływem przyłożonej siły. W przypadku kratownicy wzmocnionej tężnikami odkształceniu ulega tylko element, na który bezpośrednio działa siła zewnętrzna. Ponadto jedynie obrotowo przemieszcza się element sąsiedni wokół wierzchołka podpartego dolnym końcem tężnika. Wszystkie pozostałe elementy ramy nie zmieniają swego położenia. W przypadku ramy ze sztywnymi węzłami, odkształcenie jednego z elementów obwodowych powoduje odkształcenia pozostałych. Tworzone w ten sposób konstrukcje kratownicowe ramy odporne są zarówno na przenoszone podczas normalnej eksploatacji obciążenia pionowe, jak i obciążenia poziome (wzdłużne, poprzeczne i skośne) występujące w trakcie ewentualnych kolizji. Uszkodzenie ramy jest najczęściej spowodowane kolizją drogową, rzadziej korozyjnym czy zmęczeniowym osłabieniem materiału będącym następstwem długotrwałej eksploatacji. Kolizja drogowa pojazdu powoduje następujące odkształcenia ramy:
- zginane w płaszczyźnie pionowej – przy uderzeniu w przód pojazdu,
- zginanie w płaszczyźnie poziomej – przy uderzeniu w bok pojazdu,
- zgniatanie – przy jednoczesnym uderzeniu w przód i tył pojazdu,
- skręcanie – przy uderzeniu, w którym działa jednocześnie para pionowych sił gnących przyłożonych w przeciwległych narożnikach ramy.
Najczęściej wszystkie te rodzaje odkształceń występują łącznie.
Naprawa ramy sprowadza się do przywrócenia jej pierwotnego kształtu i wytrzymałości. Jest to bardzo ważne ze względu na zapewnienie prawidłowej współpracy mechanizmów i czynnego bezpieczeństwa jazdy. Kontrola odkształceń ramy polega na zmierzeniu wzajemnych odległości pomiędzy punktami kontrolnymi i porównaniu otrzymanych wyników z danymi wzorcowymi zawartymi na specjalnej karcie pomiarowej pojazdu. Do tego celu stosuje się specjalistyczne urządzenia pomiarowe (optyczne lub elektroniczne). Ponadto urządzenia pomiarowe umożliwiają optymalne ustalenie punktów przyłożenia, kierunków i wartości sił prostujących oraz śledzenie efektów prowadzonych operacji naprawczych.
Do prostowania ram samochodów ciężarowych wykorzystuje się stanowiska naprawcze pozwalające użyć rozmaite układy sił. Ze względu na sztywność i masę ramy samochodu ciężarowego, ich naprawy przeprowadza się etapami. W większości przypadków konieczne jest podczas prostowania ramy podgrzewanie prostowanych fragmentów płomieniem gazowym lub nagrzewnicą indukcyjną, w celu zwiększenia plastyczności materiału.
Stanowiska naprawcze do napraw ram samochodów ciężarowych są osadzone na stałe z podłożem w warsztacie. Do osadzonej w podłożu konstrukcji składającej się ze wzdłużnych i poprzecznych prowadnic mocuje się:
- siłowniki hydrauliczne o układzie pionowym wywołujące siły prostujące (ciągnące lub pchające),
- kątowniki umożliwiające zastosowanie poziomych kierunków sił,
- podpory pionowe i poziome utrzymujące ramę podczas wytwarzania sił prostujących,
- zaczepy do łańcuchów ciągnących.
Stanowiska naprawcze przystosowane są do przenoszenia znacznych obciążeń. Siły wytwarzane przez system ciągnący podczas prostowania ramy samochodu ciężarowego przekraczają nierzadko 20 t.
Większość stosowanych stanowisk naprawczych do prostowania ram samochodów ciężarowych wyposażona jest ponadto w osprzęt dodatkowy umożliwiający naprawy odkształconych kabin załogowych. Może nim być:
- specjalna rama do zamocowania naprawianej kabiny na urządzeniu z układem pionowych kolumn siłownikowych,
- zestaw siłowników ciągnących i zaczepów reakcyjnych dostosowany do współpracy z osadzonymi w podłożu prowadnicami stanowiska prostowania ram.
Kabiny samochodów ciężarowych, które zostały znacznie uszkodzone podczas kolizji drogowej są naprawiane przeważnie po uprzednim demontażu z pojazdu. Do prowadzenia napraw kabin samochodów ciężarowych stosuje się przeważnie oddzielne urządzenia, które współpracują z istniejącymi stanowiskami do napraw ram samochodowych lub są skonstruowane jako samodzielne stanowiska. Naprawa kabiny zaczyna się od podłogi. Przywrócenie pierwotnego kształtu podłogi jest podstawą do dalszej naprawy górnej części kabiny. Do jej przeprowadzenia używane są wieże naprawcze współpracujące z prasami i słupami wyciągowymi. Do naprawy dachu stosuje się elementy przedłużające, podpórki i inne specjalistyczne akcesoria. Podstawę urządzenia (element nośny) stanowi stabilna i sztywna rama nośna z zamocowanymi do niej czterema zestawami kołowymi o dużej nośności. Naprawiana kabina mocowana jest do ramy nośnej poprzez cztery “trawersy”, które mogą się przemieszczać po ramie (również podczas ciągnięcia) we wszystkich kierunkach. Mogą one zostać zablokowane w dowolnym momencie naprawy poprzez dokręcenie śrub mocujących. Głównym elementem roboczym urządzenia jest wieża ciągnąca o maksymalnej sile ciągu 20 t. Dodatkowo urządzenie jest wyposażone w wieżę pomocniczą o maksymalnej sile ciągu 10 t. Poszczególne wieże naprawcze można wyposażyć w przystawki typu żuraw lub przedłużacz. Wieże ciągnące mocowane są do ramy nośnej poprzez szczeliny w elementach składowych przy zastosowaniu specjalnych śrub łączących. Wieże te mogą być mocowane do ramy w dowolnej pozycji, pod żądanym kątem względem naprawianej kabiny samochodowej. Zespół mocujący (rama wraz osprzętem mocującym) składa się z następujących głównych elementów składowych: rama (1), trawersa (2), płyta mocująca (3), uchwyt mocujący (4), regulowana podstawa mocująca (5) i śruba mocująca (6) – patrz schemat 1.
Rys. 1. Zespół mocujący – rama wraz z osprzętem mocującym.
Systemy do naprawy kabin mogą być dodatkowo wyposażone w urządzenia pomiarowe.
W przypadku naprawy kabiny nie zachodzi niebezpieczeństwo (jak to jest w przypadku karoserii samonośnych samochodów osobowych), że w wyniku złego kształtu samochód będzie posiadał wady geometrii układu jezdnego, gdyż kabina załogowa nie jest bezpośrednio związana z elementami zawieszenia kół. Zastosowanie urządzenia pomiarowego ma natomiast wpływ na koszt naprawy (czas) oraz komfort pracy.
mgr Andrzej Kowalewski
Komentarze (0)