6. Поверка стендов для контроля углов установки колес

В основу всех стендов для контроля углов установки колес положен единый метод определения геометрического расположения продольной плоскости колеса в прямоугольной системе координат.

Наибольшее распространение на СТО страны получили электрооптические стенды типа РКО-1 (рис. 28), которые основаны на принципе использования световых проекторов, проекционных экранов и системы зеркал. Стенд обеспечивает измерение схождения, развала, продольного и поперечного наклона осей поворота каждого из управляемых колес, а также соотношение углов поворота колес.

Рис. 28. Стенд PKO-I: 1 - проектор; 2 - проекционный экран; 3 -стойка; 4 - раздвижная штанга; 5 - поворотный диск; 6 - площадка под задние колеса; 7 - трансформатор

Измерение схождения производится по схеме, показанной на рис. 29. Разность показаний, высвечиваемых проектором на измерительных шкалах линеек, соответствует величине схождения колес автомобиля. Линейки расположены от центра колеса на одинаковом расстоянии a, которое зависит от диаметра обода колес, схождение которых измеряется. Значения а применительно к диаметрам колес 0,330, 0,356, 0,381 м (13, 14 и 15 дюймов) представлены в табл. 13.

Рис. 29. Схема измерения схождения колес автомобиля на стенде РКО-1

Таблица 13

Развал колес измеряется по угловым шкалам, нанесенным на проекционные экраны (рис. 30).

Рис. 30. Схема измерения развала колес автомобиля на стенде РКО-1

В табл. 14 приводятся ориентировочные значения углов поворота колес в зависимости от колесной колеи и базы автомобиля. Поверка стендов производится в помещении с температурой в пределах 283-313К и влажностью до 85 %.

Таблица 14

Внешним осмотром выявляется наличие различных дефектов, влияющих на эксплуатационные качества и метрологические характеристики. При этом наружные поверхности поворотных кругов и площадок под задние колеса автомобиля не должны иметь перекосов, вмятин, наружные поверхности проекторов и их штативов также не должны иметь вмятин, перекосов.

Опробованием проверяется взаимодействие подвижных частей стенда. При этом поворотные круги должны вращаться плавно, без заеданий и надежно стопориться; подвижные ножки штатива и основание оси коллиматора должны перемещаться без усилий и надежно стопориться, большое накатное кольцо проектора тоже должно вращаться плавно, без заеданий.

При поверке стенда оцениваются негоризонтальности и неплоскостности поверхностей поворотных кругов и площадок под задние колеса автомобиля, определяются расстояния и разности расстояний между пазами кронштейнов раздвижных штанг и центрами поворотных кругов, расстояния от центров поворотных кругов до экранов, отклонения вертикальных осей экранов от отвесных линий, неперпендикулярность горизонтальных и вертикальных осей экранов, разности длин раздвижных штанг, погрешности линейных и угломерных шкал, размахи колебания проекторов, децентровка оптических осей проекторов, неперпендикулярность оптических осей проекторов к их оси вращения. Для проекторов первой партии выпуска определяются также непрямолинейность и непараллельность направляющих стержней проекторов.

Неплоскостность поверхностей поворотных кругов и площадок под задние колеса автомобиля проверяется с помощью гидростатического уровня (например, типа 115-2) и рулетки или с помощью теодолита (типа Т-15). Контрольные точки для оценки неплоскостности показаны на рис. 31. Неплоскостность определяется на высоте подъема платформы подъемника 1200±10 мм без нагрузки и под нагрузкой - с установленным на платформе автомобилем.

Рис. 31. Определение неплоскостности поверхностей поворотных кругов и площадок под задние колеса автомобиля. Базовые расстояния составляют для точки А-1400 мм, для точки Б - 1300 мм, для точки В - 1200 мм

При проверке негоризонтальности с помощью гидростатического уровня одну измерительную головку устанавливают на поверхность поворотного круга, а другую поочередно переставляют на другие три поверяемые поверхности. После каждой перестановки производится отсчет по обеим головкам. Разность отсчетов в любой измерительной точке не должна превышать ±2 мм. Измерения производят в контрольных точках О, А, Б, В, О¹, А¹, Б¹, В¹. При превышении разности ±2 мм производится регулировка установки платформ подъемника.

Неплоскостность поворотных кругов и площадок под задние колеса может производиться также с помощью поверочной линейки и брускового уровня. В этом случае неплоскостность контролируемых поверхностей определяют по измерениям превышений смежных точек по замкнутому контуру (последовательно по двум смежным по периметру поворотным кругам и площадкам).

Измерения производят следующим образом. В центре измеряемых площадок устанавливают подставки, на которые ставят поверочную линейку, а на последнюю - накладной уровень. Металлические подставки под линейку должны иметь толщину не менее 2 мм и разность толщин не более 0,05 мм.

После успокоения пузырька уровня производят отсчеты по его левому Л и правому П концам и вычисляют среднее арифметическое значение a_ср по формуле

(23)

При этом отсчеты вправо от места нуля принимают со знаком плюс, а влево - со знаком минус.

Накладной уровень, который устанавливают на поверочную линейку, предварительно градуируется в угловых единицах.

Превышение измеряемых точек вычисляется по формуле

(24)

где h - превышение контролируемой площадки; принимается со знаком плюс, когда она выше базовой точки, и со знаком минус, когда она ниже базовой точки; Δ - отклонение середины пузырька уровня (a_ср) от места нуля (M_o) в делениях ампулы Δ = a_ср - M_o; τ - цена деления ампулы уровня в угловых секундах; S - расстояние между подставками в мм; k - пересчетный коэффициент уровня,

Негоризонтальность отдельных поверхностей поворотных кругов и площадок под задние колеса автомобиля оценивается с помощью брускового уровня. Для этого на поверхность поверяемого круга или площадки в направлении продольной оси стенда устанавливают брусковый уровень; после успокоения пузырька уровня производят отсчет. Затем уровень поворачивают на 3,142 рад и снова производят отсчет. Негоризонтальность поворотных кругов не должна превышать 2,3 мм на 1 м. Аналогичные измерения производят в поперечном направлении.

Измерения производят в контрольных точках О', А', Б', В' подвижной и О, А, Б, В неподвижной платформы.

Расстояние и разность расстояний между пазами кронштейнов установки раздвижных штанг и центрами поворотных кругов измеряется по схеме, показанной на рис. 32. Измерение производится рулеткой, например РСК-5м по ГОСТ 7502-68, с применением шести специальных стоек трех металлических струи диаметром 0,2-0,5 мм и длиной 3 м.

Рис. 32. Определение расстояний и разности расстояний между пазами кронштейнов установки раздвижных штанг и центрами поворотных кругов

Расстояние зависит от диаметра колес диагностируемого автомобиля и задается технической документацией на стенд. Для колес диаметром 0,33 м оно равно 1850 мм, 0,356 м - 1950 мм, 0,381 м - 2100 мм. Разность расстояний не должна превышать ±50 мм.

Расстояния от центров поворотных кругов до экранов измеряются при расположении экранов перед автомобилем и сбоку от него; расстояние до экранов должно быть равно 1200±50 мм.

Отклонение вертикальной оси экрана от отвесной линии оценивается с помощью отвеса, имеющегося в комплекте стенда. При необходимости производится регулировка положения экрана (согласно инструкции по обслуживанию, стенда).

Неперпендикулярность горизонтальной оси к вертикальной оценивается с помощью транспортира или угольника, а при их отсутствии просто может быть оценена следующим образом. На вертикальной и горизонтальной осях задаются два равных расстояния ОА и ОВ по 150 мм (рис. 33) и измеряется расстояние АВ. которое должно быть равно 212,0±1 мм. Измерения производятся во всех рабочих квадрантах экранов. Неперпендикулярность, осей не должна превышать 43,5×10^-4 рад. До проверки отклонения вертикальных осей экранов от отвесной линии и неперпендикулярности горизонтальных осей к вертикальным с помощью металлической линейки оценивается их нелинейность, которая не должна превышать ±2 мм.

Рис. 33. Схема определения взаимной перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей экранов

Разность длин раздвижных штанг измеряется рулеткой, например РСК - 5 м, и не должна превышать 2 мм.

Измерение величины L производится между нулевой отметкой линейной шкалы и вершиной треугольника не менее чем в трех точках фиксации раздвижной штанги (рис. 34).

Рис. 34. Определение разности длин раздвижных штанг

Погрешность шкал для линейных измерений определяют по результатам измерений расстояний между каждым десятым штрихом шкалы и крайними штрихами с помощью металлической линейки или штангенциркуля.

Погрешность не должна превышать ±1 мм на всем диапазоне.

Измерения производятся на линейных шкалах раздвижных штанг и установочных стоек.

Погрешность угломерных шкал определяют по результатам измерений длин прилежащего и противолежащих катетов прямоугольных треугольников АОВ и АОС (рис. 35), образованных контрольной меткой А, крайними точками угломерной шкалы В и С и точкой пересечения прямых АО и ВС.

Рис. 35. Схема определения погрешности угломерных шкал экранов

Длины катетов АО, ВО и ОС измеряются линейкой типа IV, класса 5.

Значение поверяемых углов α₁ и α₂ шкалы определяют через тангенсы углов:

(25)

Отклонение любого штриха от его расчетного положения не должно превышать 43,5*10^-4 рад.

Погрешность угломерных шкал поворотных кругов определяют после ремонта стенда тригонометрическим методом или с помощью теодолит (например, типа Т-15), устанавливаемого на его поверхности так, чтобы его вертикальная ось вращения алиады совмещалась с осью вращения круга. Отсчеты поворотного круга и теодолита устанавливают на нуль и зрительную трубу теодолита наводят на удаленную точку. Затем поворотный круг вместе с теодолитом вращают по часовой стрелке на 0,17 рад, зрительную трубу теодолита возвращают в прежнее положение и наводят на ранее выбранную удаленную точку. По отсчетному устройству теодолита определяют фактический угол поворота круга. Аналогичные измерения производят на всем

диапазоне измерения поворотного круга.

Погрешность угломерной шкалы поворотного круга Δ определяется по формуле

(26)

где Δα_пк - разность между последующим и нулевым отсчетами поворотного круга; Δα_т - разность между последующим и нулевым отсчетами теодолита.

При определении погрешности шкал поворотных кругов тригонометрическим методом строятся два прямоугольных треугольника АВО и АСО (рис. 36) по всем оцифрованным отметкам шкалы. Измерение длин катетов производится с помощью металлической линейки (ГОСТ 427-56). Интервалы шкал между крайними и нулевым штрихами измеряются металлической линейкой или штангенциркулем.

Рис. 36. Схема определения, погрешности угломерных шкал поворотных кругов

Углы φ₁ и φ₂ вычисляются из формул:

(27)

Отклонение любого штриха от его расчетного положения не должно превышать 43,5*10^-4 рад на всем диапазоне.

Размах колебаний оси вращения проектора определяют по величине смещения изображения метки проектора, спроектированного на экран, путем покачивания корпуса проектора. Для этого проектор устанавливают на поверочной плите или другом жестком основании. На расстоянии 1000 мм от объектива устанавливают экран. Легким усилием руки покачивают корпус проектора и на экране отмечают две крайние точки положения изображения метки. Максимальное смещение изображения метки проектора не должно превышать 1,2 мм.

Децентровку оптической системы проектора определяют по величине поперечного смещения изображения метки на экране. Проектор устанавливают на поверочной плите, фокусируют изображение метки проектора на экран, расположенный на - расстоянии 1500 мм от объектива проектора, и стопорят. Положение метки на экране обозначают карандашом. Затем црворачивают большое накатное кольцо проектора на 6,284 рад, периодически отмечая карандашом положение изображения метки. Наибольшее отклонение проектируемой на экран точки от первоначального положения не должно превышать 1,5 мм.

Неперпендикулярность оптической оси проектора к его оси вращения. С помощью регулировочных винтов гасителя биения ось вращения проектора приводят в положение, перпендикулярное к плоскости ножек консолей держателя.

Проектор устанавливают на предварительно установленную с помощью уровня в горизонтальное положение плиту так, чтобы его ось была вертикальной. На расстоянии не менее 1000 мм от объектива проектора, устанавливают экран в вертикальной плоскости. Основание ножек держателя проектора ориентируют так, чтобы два регулировочных винта гасителя биений были расположены параллельно экрану. Изображение марки проектора фокусируют на экран и отмечают его положение карандашом. Основание держателя ножек поворачивают на плите на 3,142 рад и снова фокусируют "изображение метки на экран. При расхождении изображения метки на экране по высоте расстояние между точками делят пополам и отмечают карандашом.

Вращая в одну сторону регулировочные винты гасителя биений, расположенные параллельно экрану, совмещают изображение марки проектора со средней точкой. Операцию повторяют многократно, каждый раз поворачивая основание держателя на плите на 3,142 рад и устраняя расхождение изображения метки проектора. Затем основание держателя поворачивают на 1,571 рад и все ранее указанные операции повторяют.

Ось вращения проектора считается установленной перпендикулярно к плоскости поверочной плиты, если в любом положении основания держателя относительно экрана изображения метки не расходятся по высоте более чем на 1 мм. Затем на поверочную плиту сзади корректора и выше него устанавливают теодолит, визирную линию зрительной трубы которого приводят в горизонтальное положение.

Рис. 37. Схема определения неперпендикулярности оптической оси проектора к оси вращения теодолита

На экране, расположенном: на расстоянии 1000 мм от торца проектора (рис. 37), проводят вертикальную линию, на которую проектируют визирные линии теодолита и проектора. Проекции этих линий на экране отмечают карандашом (а_т - проекция визирной линии теодолита, a_п - проекция визирной линии проектора). Ир помощью металлической линейки или штангенциркуля измеряют расстояние h₁ между точками а_т и а_п с погрешностью, не превышающей 1 мм. Расстояние l₁ от объектива проектора до экрана измеряется стальной рулеткой с погрешностью, не превышающей 5 мм. Аналогичным образом измеряют расстояние h₂ и h₃ для расстояний до экрана l₂ = 2000 мм и l₃ = 3000 мм. При этом каждый раз основание ножек держателя проектора поворачивают примерно на 2,1 рад.

По результатам всех трех измерений вычисляется неперпендикулярность оптической оси проектора к его оси вращения:

(28)

где а_1-2 - неперпендикулярность оптической оси проектора к оси вращения в угловых минутах при расстоянии до экрана 1000 и 2000 мм; Δh_1-2 - разность расстояний h₁ - h₂; Δl_1-2 - разность расстояний l₂-l₁.

Аналогичные вычисления производят для положений экранов на расстоянии 2000 и 3000 мм и 1000 и 3000 мм.

Расхождение между результатами трех измерений величины не должно превышать ±29,1*10^-4 рад, а среднее арифметическое значение из трех измерений неперпендикулярности оптической оси проектора к его оси вращения не должно превышать ±43,5*10^-4 рад.

В условиях эксплуатации такой метод поверки неперпендикулярности оптической оси проектора к его оси вращения может заменяться более простым, но менее точным методом. В этом случае проектор устанавливается на колесо автомобиля и центрируется. На равных, диаметрально противоположных расстояниях (2,4 м) от проектора устанавливаются вертикально два экрана. Луч проектора проектируется на первый экран и на экране карандашом отмечается острие "марки". Затем проектор поворачивают на 3,142 рад и на втором экране также отмечается острие "марки". Между двумя отметками на экране натягивают струны. Для удобства натяжения струны на экранах предусмотрены специальные отверстия, которые перемещением экранов подводятся под проектируемые марки.

Перед проведением измерений на корпусе проектора - сверху по вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось - наносится след оптической оси. Расстояние между оптической осью и струной в горизонтальной плоскости измеряется металлической линейкой и не должно превышать 4 мм.