一种非承载式车架侧弯校形工装及校形方法
【专利摘要】本发明提供了一种非承载式车架侧弯校形工装及校形方法，属于机械装置【技术领域】，适用于各种形式的非承载式车架侧弯变形后的校正；校形工装的技术方案包括校正梁、第一连接梁、第二连接梁、第一调整梁、第二调整梁、加载装置、钢丝绳及张紧装置；该校形工装结构简单，校形方法操作方便，车辆使用者能够自行校正，解决了现有的非承载式车架发生侧弯后必须到生产厂家或者在指定条件下才能进行校正的问题，具有良好的经济效益。
【专利说明】一种非承载式车架侧弯校形工装及校形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械装置【技术领域】，具体涉及一种非承载式车架侧弯校形工装及校形方法。
【背景技术】
[0002]非承载式车身的汽车用刚性车架，车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接，车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在粗糙路面行驶时对车身提到保护作用，因此车厢变形小，互换性、平稳性和安全性好。通用非承载式车身车架由左右纵梁及横梁通过铆接或螺接的方式进行连接固定，左右纵梁均由内外两层的槽形结构梁通过铆接的形式构成，而横梁则依据不同的车架结构及使用环境具有多样化的形式，但横梁的共同特点则是具备足够的刚性，能够有效抵抗车架在使用过程中的变形，起到稳固车架的作用。非承载式车身在发生侧向碰撞后产生的侧弯变形，采用传统的地锚方式固定与校正和插粧(龙门架)方式的固定与校正等维修方法都不能有效的进行校正，需寻找一种简单方便，适用性强的校正工装及校正方法解决非承载式车身侧弯变形的校正。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种非承载式车架侧弯校形工装及校形方法，适用于各种形式的非承载式车架侧弯变形后的校正，结构简单，操作方便，在车架发生侧弯后，车辆使用者能够自行校正。
[0004]其中上述校形工装的技术方案在于:包括校正梁、第一连接梁、第二连接梁、第一调整梁、第二调整梁、加载装置、张紧装置，所述第一调整梁置于所述校正梁和加载装置之间，所述第二调整梁置于所述加载装置的加载端与侧弯车架向外突出一侧的纵梁之间；所述校正梁两端均设有一件所述张紧装置，所述张紧装置包括一根钢丝绳及连接于钢丝绳两端的调整件，所述钢丝绳环绕于车架上，两端的调整件与校正梁端部连接；所述第一连接梁包括两个，分别置于车架内与两根钢丝绳对应的部位，所述第二连接梁设于车架内与第二调整梁对应的部位，且所述第一连接梁和第二连接梁与车架两侧纵梁形成的内腔面贴合。
[0005]作为优选，所述校正梁包括两个平行设置的三角形单体支架及设于所述三角形单体支架两端的支耳，所述两个三角形单体支架之间通过多根支撑梁连接；所述支耳上设有与所述张紧装置的调整件配合的通孔。
[0006]作为优选，所述调整件由螺杆、调节螺母及开口垫片组成，所述螺杆设于所述支耳的通孔内，上端与所述钢丝绳连接，下端与所述调节螺母配合，所述调节螺母与支耳之间设有所述开口垫片。
[0007]作为优选，所述第二调整梁与第二连接梁正相对，所述钢丝绳在第一连接梁侧壁的投影位于第一连接梁侧壁的正中间。
[0008]作为优选，所述校形工装还包括四个护角，所述护角为四分之一圆弧状，设于侧弯车架向内凹陷一侧与所述钢丝绳接触的纵梁边缘部位，所述钢丝绳位于所述护角外表面的正中间位置。
[0009]作为优选，所述加载装置为千斤顶，所述第一调整梁和第二调整梁之间设有两个所述千斤顶。
[0010]上述校形方法的具体步骤如下:
[0011]⑴选取车架变形区段两侧的未变形区段中心线为基准线，并记其中一侧基准线为初始位置基准线，另一侧中心基准线为变形基准线，对纵梁侧弯变形区段沿车架纵梁方向进行等分，每个区域等分长度为20，其中0为车架纵梁翼面宽度；选取车架上变形基准线一侧端部横梁的中点为中心基准点，检测并记录该中心基准点到初始位置基准线对应点的距离，该距离为该侧弯车架的实际变形量^
[0012]⑵将校形工装装配到侧弯车架上，调整拉紧装置使与侧弯车架和校正梁连接的钢丝绳受力拉紧，然后用加载装置向侧弯车架施加外力，利用此外力使车架向未变形的初始位置进行回复，使步骤⑴中所取中心基准点到初始位置基准线对应点的距离为为车架实际变形量的表
[0013]⑶保持步骤(2)中的外力不变，对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热，加热温度区间600?7001，利用红外线测温仪测量加热温度，实测温度以上、下翼面母材表面的加热温度为准，同时对受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展。
[0014]⑷第⑶步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为％，依据第⑵步与第⑷步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量为|%1。|，作为下一次校正的参考依据。
[0015](5)重新调整拉紧装置，使连接校正梁与车架的钢丝绳重新拉紧，再利用千斤顶对车架施加外力，使车架向未变形的初始位置进行回复，此次车架向初始位置的回复量为
2| 1，检测并记录此次车架回复后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为
[0016](6)保持步骤(5)中的外力不变，在等分区段内，沿车架受拉伸纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行加热，加热宽度为8?82，其中8工为外纵梁板厚，8 2为内纵梁板厚，加热温度区间600?7001，相邻加热区域的直线段间距多20，同时，对另一侧受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展。
[0017](7)第(6)步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为、，依据第(7)步与第(5)步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量|、4。|，作为下一次校正的参考依据。
[0018]⑶后续校正时，以前一次校正后的回弹量为依据，按第(5)^6)^7)步的操作方式进行重复操作。
[0019]作为上述方法的优选，在所述步骤(3)中对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热的区域为一个等腰梯形区，所述等腰梯形的长底边与所述上翼面和下翼面的外边缘重合。
[0020]作为上述方法的优选，所述步骤(8)中的后续校正，在按步骤(6)进行操作时，加热区域为上一次进行加热时的未加热区域。
[0021]在本发明中，所述中心基准点在初始位置基准线的对应点是车架在回复到初始位置后，该中心基准点所在的位置。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1、本发明所述的校形工装结构简单，校形方法操作方便，适用于多种非承载式车架发生侧弯后的校形，解决了现有的非承载式车架发生侧弯后必须到生产厂家或者在指定条件下才能进行校正的问题，具有良好的经济效益。
[0024]2、上述校形工装中的校正梁采用三角形结构，保证了校形工装在校形过程中的稳定性。
[0025]3、上述校形工装中的第一调整梁、第二调整梁与校正梁及车架采用非固定式安装，保证千斤顶能够在校正梁上根据需要调整位置，以满足对侧弯车架不同部位施加外力，从而提高校形效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为非承载式车架的左纵梁的结构示意图。
[0027]图2为本发明所述的校形工装与车架装配的一种实施例的俯视图。
[0028]图3为图2中校形工装的校正梁的后视图。
[0029]图4为图2中4处的局部结构放大示意图。
[0030]图5为图2中8处的局部结构放大示意图。
[0031]图6为图2中护角与钢丝绳及车架纵梁装配的结构示意图。
[0032]图7为图2中的向视图。
[0033]图8为本发明所述实施例中选取基准线和基准点的示意图。
[0034]图9为本发明所述实施例中纵梁等分示意图。
[0035]图10为本实施例中第一次校形时的示意图。
[0036]图11为本实施例中第二次校形时的示意图。
【具体实施方式】
[0037]首先对非承载式车架6的结构做简单说明，本实施例中所述的非承载式车架6包括形状为V形结构且开口相对的左纵梁11和右纵梁15，以及其他连接部件，在本实施例及附图中，为便于说明，省去其他连接部件，由于左纵梁11和右纵梁15结构相同，所以仅对左纵梁11的结构作说明。
[0038]左纵梁11由外纵梁和内纵梁组成，外纵梁厚度记为8”内纵梁厚度记为82，左纵梁11为I形结构，包括上翼面12、下翼面14及腹面13，上翼面12和下翼面14的宽度记为0。
[0039]以下结合附图详细描述本发明的具体实施例。
[0040]如图3至图7所示，校形工装包括校正梁1、第一连接梁4、第二连接梁7、第一调整梁10、第二调整梁8、加载装置9、张紧装置2，第一调整梁10置于校正梁1和加载装置9之间，第二调整梁8置于加载装置9的加载端与侧弯车架向外突出一侧的纵梁之间；校正梁1两端均设有一件张紧装置2，张紧装置2包括一根钢丝绳3及连接于钢丝绳3两端的调整件，钢丝绳3环绕于车架上，两端的调整件与校正梁1端部连接；第一连接梁4包括两个，分别置于车架内与两根钢丝绳3对应的部位，第二连接梁7设于车架内与第二调整梁8对应的部位，且第一连接梁4和第二连接梁7与车架两侧纵梁形成的内腔面贴合。
[0041]在本实施例中，校正梁1包括两个平行设置的三角形单体支架101及设于三角形单体支架101两端的支耳103，两个三角形单体支架101之间通过多根支撑梁102连接；支耳103上设有与张紧装置2的调整件配合的通孔104。
[0042]在本实施例中，调整件由螺杆201、调节螺母203及开口垫片202组成，螺杆201设于支耳103的通孔104内，上端与钢丝绳3连接，下端与调节螺母203配合，调节螺母203与支耳103之间设有开口垫片202。
[0043]在本实施例中，第二调整梁8与第二连接梁7正相对，钢丝绳3在第一连接梁4侧壁的投影位于第一连接梁4侧壁的正中间。
[0044]在本实施例中，校形工装还包括四个护角5，护角5为四分之一圆弧状，设于侧弯车架向内凹陷一侧与钢丝绳3接触的纵梁边缘部位，钢丝绳3位于护角外表面的正中间位置。
[0045]在本实施例中，加载装置9为千斤顶，第一调整梁10和第二调整梁8之间设置的千斤顶为两个。
[0046]上述校形工装的工作原理如下:
[0047]将发生侧弯的非承载式车架6与上述校形工装按如图3所示装配，使发生侧弯车架的向外突出一侧的纵梁与第二调节梁8相对，调整千斤顶使第二调节梁8与车架纵梁侧弯变形段的起始点腹面贴合；然后旋转调节螺母203，使钢丝绳3受力拉紧；再调节千斤顶，向车架6的侧弯部位的腹面施加外力，使拉紧的钢丝绳3产生与千斤顶施加外力方向相反的作用力，使车架6向未发生变形的状态回复，即可实现对侧弯车架6的校正。
[0048]以下结合附图对本发明中的校形方法做详细说明。
[0049]设车架向内凹陷一侧的纵梁为左纵梁，向外突出一侧的纵梁为右纵梁，校形方法的步骤如下:
[0050]⑴选取车架变形区段19两侧的未变形区段18的中心线为基准线，并记其中一侧基准线为初始位置基准线17，另一侧中心基准线为变形基准线20，对纵梁侧弯变形区段沿车架纵梁方向进行等分，每个区域等分长度为20，其中0为车架纵梁翼面宽度；选取车架上变形基准线20 —侧端部横梁21的中点为中心基准点22，检测并记录该中心基准点22到初始位置基准线17对应点的距离，该距离为侧弯车架的实际变形量^
[0051]⑵将校形工装装配到侧弯车架上，调整拉紧装置使与侧弯车架和校正梁连接的钢丝绳受力拉紧，然后用加载装置向侧弯车架施加外力，利用此外力使车架向未变形的初始位置进行回复，使步骤⑴中所取中心基准点到初始位置基准线对应点的距离为为车架实际变形量的表
[0052]⑶保持步骤(2)中的外力不变，对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热，加热温度区间600?7001，利用红外线测温仪测量加热温度，实测温度以上、下翼面母材表面的加热温度为准，同时对受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展。
[0053]⑷第⑶步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为％，依据第⑵步与第⑷步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量为|%1。|，作为下一次校正的参考依据。
[0054](5)重新调整拉紧装置，使连接校正梁与车架的钢丝绳重新拉紧，再利用千斤顶对车架施加外力，使车架向未变形的初始位置进行回复，此次车架向初始位置的回复量为2 | 1，检测并记录此次车架回复后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为
[0055](6)保持步骤(5)中的外力不变，在等分区段内，沿车架受拉伸纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行加热，加热宽度为8?82，其中8工为外纵梁板厚，8 2为内纵梁板厚，加热温度区间600?7001，相邻加热区域的直线段间距多20，同时，对另一侧受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展。
[0056](7)第(6)步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为、，依据第(7)步与第(5)步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量|、4。|，作为下一次校正的参考依据。
[0057]⑶后续校正时，以前一次校正后的回弹量为依据，按第(5)^6)^7)步的操作方式进行重复操作。
[0058]本实施例中，在步骤(3)中对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热的区域为一个等腰梯形区16，等腰梯形的长底边与上翼面和下翼面的外边缘重合。步骤(8)中的后续校正，在按步骤(6)进行操作时，加热区域为上一次进行加热时的未加热区域。
[0059]在本实施例中，中心基准点在初始位置基准线上的对应点指的是车架校正之前选取的中心基准点在车架回复到初始位置后，该中心基准点所在的位置。
[0060]综上所述，本发明所述的校形工装结构简单，校形方法操作方便，车辆使用者能够自行校正，解决了现有的非承载式车架发生侧弯后必须到生产厂家或者在指定条件下才能进行校正的问题，具有良好的经济效益。
【权利要求】
1.一种非承载式车架侧弯校形工装，其特征在于:包括校正梁、第一连接梁、第二连接梁、第一调整梁、第二调整梁、加载装置、张紧装置，所述第一调整梁置于所述校正梁和加载装置之间，所述第二调整梁置于所述加载装置的加载端与侧弯车架向外突出一侧的纵梁之间；所述校正梁两端均设有一件所述张紧装置，所述张紧装置包括一根钢丝绳及连接于钢丝绳两端的调整件，所述钢丝绳环绕于车架上，两端的调整件与校正梁端部连接；所述第一连接梁包括两个，分别置于车架内与两根钢丝绳对应的部位，所述第二连接梁设于车架内与第二调整梁对应的部位，且所述第一连接梁和第二连接梁与车架两侧纵梁形成的内腔面贴合。
2.根据权利要求1所述的一种车架侧弯校形工装，其特征在于:所述校正梁包括两个平行设置的三角形单体支架及设于所述三角形单体支架两端的支耳，所述两个三角形单体支架之间通过多根支撑梁连接；所述支耳上设有与所述张紧装置的调整件配合的通孔。
3.根据权利要求2所述的一种车架侧弯校形工装，其特征在于:所述调整件由螺杆、调节螺母及开口垫片组成，所述螺杆设于所述支耳的通孔内，上端与所述钢丝绳连接，下端与所述调节螺母配合，所述调节螺母与支耳之间设有所述开口垫片。
4.根据权利要求1所述的一种车架侧弯校形工装，其特征在于:所述第二调整梁与第二连接梁正相对，所述钢丝绳在第一连接梁侧壁的投影位于第一连接梁侧壁的正中间。
5.根据权利要求1所述的一种车架侧弯校形工装，其特征在于:所述校形工装还包括四个护角，所述护角为四分之一圆弧状，设于侧弯车架向内凹陷一侧与所述钢丝绳接触的纵梁边缘部位，所述钢丝绳位于所述护角外表面的正中间位置。
6.根据权利要求1所述的一种车架侧弯校形工装，其特征在于:所述加载装置为千斤顶，所述第一调整梁和第二调整梁之间设有两个所述千斤顶。
7.一种使用权利要求1至6中任意一项所述校形工装对侧弯车架进行校形的校形方法，其特征在于所述校形方法采用以下步骤: ⑴选取车架变形区段两侧的未变形区段中心线为基准线，并记其中一侧基准线为初始位置基准线，另一侧中心基准线为变形基准线；对纵梁侧弯变形区段沿车架纵梁方向进行等分，每个区域等分长度为2D，其中D为车架纵梁翼面宽度；选取车架上变形基准线一侧端部横梁的中点为中心基准点，检测并记录该中心基准点到初始位置基准线上对应点的距离，该距离为侧弯车架的实际变形量a ; ⑵将校形工装装配到侧弯车架上，调整拉紧装置使与侧弯车架和校正梁连接的钢丝绳受力拉紧，然后用加载装置向侧弯车架施加外力，利用此外力使车架向未变形的初始位置进行回复，使步骤(I)中所取中心基准点到初始位置基准线对应点的距离为为车架实际变形量的a/2 ； ⑶保持步骤(2)中的外力不变，对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热，加热温度区间600?700°C，利用红外线测温仪测量加热温度，实测温度以上、下翼面母材表面的加热温度为准，同时对受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展； ⑷第⑶步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为，依据第⑵步与第⑷步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量为Ia1-BtJ，作为下一次校正的参考依据； (5)重新调整拉紧装置，使连接校正梁与车架的钢丝绳重新拉紧，再利用千斤顶对车架施加外力，使车架向未变形的初始位置进行回复，此次车架向初始位置的回复量为2 I B1-B0 I，检测并记录此次车架回复后，中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为bQ; (6)保持步骤(5)中的外力不变，在等分区段内，沿车架受拉伸纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行加热，加热宽度为BJB2，其中B1为外纵梁板厚，B2为内纵梁板厚，加热温度区间600?700°C，相邻加热区域的直线段间距多2D，同时，对另一侧受压缩纵梁的上翼面和下翼面外边缘进行锤击，使锤击区域的母材延展； (7)第(6)步校正完毕冷却后，松懈千斤顶，卸掉作用在车架上的外力，使车架产生校形后的回弹，检测记录车架回弹后中心基准点与初始位置基准线对应点的距离为h，依据第(7)步与第(5)步记录的数值可计算出车架第一次校正后的回弹量Ib1-13tlI，作为下一次校正的参考依据； ⑶后续校正时，以前一次校正后的回弹量为依据，按第(5)、(6)、(7)步的操作方式进行重复操作。
8.根据权利要求7所述的校形方法，其特征在于:在所述步骤(3)中对车架受拉伸一侧纵梁的上翼面和下翼面的侧弯变形起始区进行加热的区域为一个等腰梯形区，所述等腰梯形的长底边与所述上翼面和下翼面的外边缘重合。
9.根据权利要求7所述的校形方法，其特征在于:所述步骤(8)中的后续校正，在按步骤(6)进行操作时，加热区域为上一次进行加热时的未加热区域。
10.根据权利要求7、8、9中任意一项所述的校形方法，其特征在于:所述中心基准点在初始位置基准线的对应点是车架在回复到初始位置后，该中心基准点所在的位置。
【文档编号】B21D1/14GK104438467SQ201410466629
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】马勇, 王国强, 范智勇, 许卫国 申请人:湖北三江航天万山特种车辆有限公司