Обжим пневмобаллонов: как устроен баллон и что делает станок

Пневматические рессоры, которые чаще называют пневмобаллонами или пневмоподушками, стоят в подвеске грузовиков, автобусов, прицепов и полуприцепов, в подвеске кабин и сидений, а также в легковых автомобилях с пневмоподвеской. В промышленности их применяют как виброопоры и пневматические приводы. Во всех этих конструкциях баллон работает под давлением воздуха и постоянно сжимается и растягивается, поэтому соединение резины с металлом должно быть прочным и герметичным. Это соединение и получают обжимом.

Как устроен пневмобаллон

Основа баллона — резинокордная оболочка. Её собирают из слоёв резины и корда на цилиндрической оправке, а затем вулканизируют. Корд воспринимает нагрузку от давления воздуха, а резина обеспечивает герметичность. Концы оболочки соединяют с металлическими деталями: через них баллон крепится к раме и мосту и через них же в него подаётся воздух.

Чаще всего встречаются два типа баллонов: рукавные с поршнем и сильфонные. У рукавного баллона оболочка закреплена на верхней крышке и на поршне, а при ходе подвески перекатывается по наружной поверхности поршня. Такие баллоны стоят в подвеске большинства грузовиков, прицепов и автобусов, а в легковых автомобилях обычно входят в пневмостойки.

У сильфонного баллона оболочка образует одну, две или три складки. Если складок несколько, между ними стоит поясное кольцо. Сильфонные баллоны чаще применяют в промышленности как виброопоры и пневмоприводы, а на транспорте, например, в механизмах подъёма осей прицепов.

С металлом оболочку соединяют двумя способами. В первом на конце оболочки формуют утолщённый борт с проволочным бортовым кольцом внутри, а металлический фланец после установки завальцовывают вокруг этого борта. Во втором конец оболочки надевают на шейку поршня или крышки и снаружи обжимают металлическим кольцом. В обоих случаях соединение получают радиальным обжимом, то есть сжатием к центру по всей окружности.

Что происходит при обжиме

Обжимное кольцо надевают на конец оболочки, которая сидит на шейке поршня или крышки. Кулачки станка сходятся к центру и уменьшают диаметр кольца, кольцо вдавливает резину в канавки шейки, и соединение становится прочным и герметичным. Этот принцип хорошо знаком тем, кто работает с РВД: муфта фитинга точно так же сжимает рукав на ниппеле. Ещё в начале 1980-х годов компания Goodyear запатентовала оборудование для сборки пневмобаллонов, в котором сегменты, сходясь к центру, сначала устанавливают кольцо на место, а затем обжимают его.

У рукавного баллона оба кольца обжимают, пока оболочка ещё прямая. Торец поршня вставляют в нижний конец оболочки, надевают кольцо и обжимают его, а верхний конец так же крепят на крышке. Складка появляется позже, когда поршень входит в оболочку: оболочка заворачивается, ложится на поршень и при ходе подвески перекатывается в том числе через обжатое кольцо. Поэтому наружная поверхность кольца должна быть заподлицо с поверхностью поршня.

От обжима зависят герметичность и прочность соединения. Недообжатое кольцо пропускает воздух, и баллон постепенно спускает, а на ходе отбоя, когда подвеска растягивает баллон, плохо закреплённая оболочка может выйти из-под кольца. Пережимать кольцо тоже нельзя: оно может треснуть, а резина и корд под ним повреждаются. В описаниях конструкций баллонов отмечают и то, что при обжиме в металле фланца возникают внутренние напряжения, которые со временем могут привести к утечке воздуха.

Чем обжим баллона отличается от обжима РВД

Принцип тот же, но работать станку приходится в других условиях. Кольца и фланцы пневмобаллонов в несколько раз крупнее муфт большинства РВД, поэтому нужны кулачки с большим раскрытием и большое усилие, чтобы обжать кольцо равномерно по всей окружности.

Кроме того, баллон с крышкой, шпильками и поршнем нельзя вставить в обжимную голову так, как рукав. Его нужно точно установить, чтобы кулачки легли на кольцо: кольцо узкое, и если деталь сместится на несколько миллиметров, кулачки надавят на резину или на крышку. Для этого у станков серии LT-KQ есть поворотный стол, на котором деталь устанавливают перед обжимом. Рабочую зону закрывает защитное ограждение, а система контроля усилия следит за тем, чтобы каждое кольцо в партии было обжато одинаково.

Производство и восстановление

На заводе, где выпускают пневмобаллоны, обжим входит в сборочную линию: оболочку надевают на поршень и крышку, ставят кольца и обжимают их, а затем каждый баллон проверяют на герметичность. Здесь важны производительность и быстрая смена кулачков при переходе на другой типоразмер.

Пневмобаллоны и пневмостойки также восстанавливают. Если повреждена только резиновая оболочка, а крышка и поршень в хорошем состоянии, старое кольцо срезают, металлические детали очищают и проверяют, ставят новую оболочку и обжимают новое кольцо. После восстановления баллон обязательно проверяют на герметичность.

И на заводе, и в мастерской нужно точно знать диаметр, до которого обжимают кольцо. Его берут из документации на баллон или подбирают на пробных образцах, так же как подбирают диаметр обжима для новой пары рукава и фитинга. Как это делается для РВД, мы рассказывали в статье «Таблицы обжима».

Станки серии LT-KQ

Станки серии LT-KQ предназначены для обжима пневмобаллонов подвески. В каталоге характеристики приведены для трёх исполнений: KQ2, KQ3 и KQ4. Наибольший внутренний диаметр обжима у них 83, 177 и 120 мм, длина обжима до 65, 88 и 100 мм, наибольшее усилие 5600, 3400 и 2100 кН соответственно. Станок оснащён электроприводом мощностью 7,5 кВт с питанием от трёхфазной сети, гидробаком на 55 литров, поворотным столом, защитным ограждением и системой контроля усилия. Он занимает площадь 1000×900 мм при высоте 2 м и весит 534 кг.

Кулачки для обжимных станков Link Technology изготавливаются на заказ по чертежам, поэтому станок можно подготовить под кольца Вашего типоразмера. О том, как устроены кулачки и какие профили можно изготовить, мы писали в статье «Кулачки для обжимных станков», а о других задачах, которые решают на обжимных прессах, в статье «Не только РВД».

Как проверить обжим

Обжим баллона проверяют так же, как обжим РВД.

1. После наладки обжимают пробную деталь и меряют диаметр кольца в нескольких местах по окружности. Разница между замерами показывает, равномерно ли сжато кольцо.
2. Осматривают кольцо и резину у его края. Трещин на кольце и надрывов оболочки быть не должно.
3. Баллон закрепляют в приспособлении, которое ограничивает его ход, накачивают воздухом и проверяют на герметичность мыльным раствором или в ванне с водой. Пузыри у кольца означают, что кольцо обжато недостаточно или резина под ним повреждена. Накачивать незакреплённый баллон нельзя: производители предупреждают, что без ограничителя хода он может разрушиться и травмировать человека.
4. Настройки станка для каждого типоразмера записывают, чтобы следующую партию обжать так же, без повторного подбора.