ऑटोमोबाइल लीफ स्प्रिंग सस्पेंशन

ऑटोमोबाइल लीफ स्प्रिंग सस्पेंशन एक पारंपरिक सस्पेंशन सिस्टम है, जिसका उपयोग व्यापक रूप से वाणिज्यिक वाहनों, पिकअप ट्रकों, ट्रकों और कुछ ऑफ-रोड वाहनों में किया जाता है, क्योंकि इसकी संरचना सरल, भार वहन क्षमता मजबूत, लागत कम और टिकाऊ होती है। लीफ स्प्रिंग के निर्माण में सामग्री चयन, ढलाई, गर्मी उपचार, संयोजन और परीक्षण जैसी प्रक्रियाएं शामिल हैं।

1. लीफ स्प्रिंग सस्पेंशन की संरचना और कार्य

• संरचना:
  • लीफ स्प्रिंग: कई (या एकल) स्प्रिंग स्टील प्लेटों से बना होता है, जो यू-बोल्ट द्वारा तय किया जाता है।
  • कनेक्टिंग पार्ट्स: जैसे कि हैंगर (शैकल), सेंटर बोल्ट, क्लैंप।
  • शॉक एब्जॉर्बर: सहायक डंपिंग, लीफ स्प्रिंग के साथ मिलकर काम करता है।
  • सस्पेंशन एक्सेसरीज: बुशिंग, ब्रैकेट, फिक्स्ड सीट आदि।
• कार्य:
  • वाहन का वजन वहन करें, सड़क के झटकों को अवशोषित करें।
  • कठोर समर्थन प्रदान करें, भारी भार के लिए उपयुक्त (जैसे ट्रक 10-20 टन लोड करते हैं)।
  • पहियों की गति का मार्गदर्शन करें, एक्सल की स्थिति बनाए रखें।
• अनुप्रयोग: आमतौर पर ट्रकों (जैसे डोंगफेंग, फोटॉन), पिकअप ट्रकों (जैसे फोर्ड एफ-150), ऑफ-रोड वाहनों (जैसे जीप रैंगलर) में पाया जाता है।

2. लीफ स्प्रिंग की निर्माण प्रक्रिया

लीफ स्प्रिंग का उत्पादन मुख्य रूप से स्टैम्पिंग, हीट ट्रीटमेंट और असेंबली प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है। लीफ स्प्रिंग के लिए कास्टिंग प्रक्रिया का उपयोग बहुत कम किया जाता है, क्योंकि इसके लिए उच्च क्रूरता और लोच की आवश्यकता होती है, जबकि कास्टिंग सामग्री (जैसे कच्चा लोहा) में पर्याप्त कठोरता होती है लेकिन पर्याप्त क्रूरता नहीं होती है। विस्तृत प्रक्रिया इस प्रकार है:

सामग्री चयन

• स्प्रिंग स्टील:
  • सामान्य सामग्री: 60Si2Mn, 55CrMnA, SUP9 (जापानी मानक) या 5160 (अमेरिकी मानक)।
  • विशेषताएं: उच्च शक्ति (तन्यता ताकत 1200-1800 एमपीए), उच्च लोचदार सीमा, थकान प्रतिरोध।
  • कार्बन सामग्री: 0.5-0.6%, जिसमें सिलिकॉन, मैंगनीज, क्रोमियम और अन्य मिश्र धातु तत्व होते हैं, जो क्रूरता और स्थायित्व में सुधार करते हैं।
• मोटाई और आयाम:
  • एकल शीट की मोटाई: 6-20 मिमी (लोड आवश्यकताओं के आधार पर)।
  • लंबाई: 800-2000 मिमी, चौड़ाई 50-100 मिमी।
  • परतें: 3-10 परतें (मल्टी-लीफ) या सिंगल-लीफ (सिंगल-लीफ स्प्रिंग, जैसे कुछ हल्के ट्रक)।
• अन्य सामग्री: रबर या पॉलीयूरेथेन बुशिंग का उपयोग हैंगर के लिए घर्षण और शोर को कम करने के लिए किया जाता है।

डिजाइन और योजना

• कार्यात्मक आवश्यकताएं:
  • भार वहन क्षमता: वाहन के सकल वजन (जीवीडब्ल्यू) के अनुसार डिज़ाइन किया गया, जैसे कि हल्के ट्रक 1-3 टन, भारी ट्रक 10-20 टन।
  • कठोरता (के मान): आमतौर पर 200-1000 एन/मिमी, सस्पेंशन की कठोरता और आराम को प्रभावित करता है।
  • थकान जीवन: लाखों चक्र लोडिंग (लगभग 10 साल का सेवा जीवन) का सामना करने की आवश्यकता है।
• सीएडी डिजाइन:
  • स्प्रिंग की वक्रता, लंबाई और परतों को डिजाइन करने के लिए सॉलिडवर्क्स या कैटिया का उपयोग करें।
  • परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) तनाव वितरण का अनुकरण करता है, यह सुनिश्चित करता है कि यह अधिकतम भार के तहत विकृत न हो।
• आकार: परवलयिक या मल्टी-लीफ सुपरिम्पोज्ड, परवलयिक हल्का होता है और तनाव वितरण समान होता है।

ढलाई प्रक्रिया

• काटना:
  • स्प्रिंग स्टील प्लेट को निर्दिष्ट आकार में काटने के लिए शीयरिंग मशीन या लेजर कटिंग मशीन का उपयोग करें।
  • सटीकता को ±0.5 मिमी के भीतर नियंत्रित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि स्टैकिंग सुसंगत है।
• गर्म ढलाई:
  • हीटिंग: प्लास्टिसिटी में सुधार के लिए स्टील प्लेट को 850-900°C (ऑस्टेनाइट तापमान) तक गर्म करें।
  • स्टैम्पिंग या रोलिंग: हाइड्रोलिक प्रेस (1000-3000 टन) या रोलिंग मशीन का उपयोग करके एक घुमावदार संरचना बनाएं, परवलयिक स्प्रिंग को एक-एक करके सटीक रूप से आकार देने की आवश्यकता होती है।
  • फायदे: गर्म ढलाई यह सुनिश्चित करती है कि स्टील प्लेट के अंदर के अनाज परिष्कृत हों, जिससे ताकत और लोच में सुधार हो।
• अंत प्रसंस्करण:
  • रोल ईयर (आई फॉर्मिंग): स्टील प्लेट के दोनों सिरों को गोल हैंगर में घुमाया जाता है, जिसका उपयोग एक्सल या फ्रेम को जोड़ने के लिए किया जाता है।
  • ड्रिलिंग: सेंटर होल का उपयोग सेंटर बोल्ट को स्थापित करने और कई स्प्रिंग्स को जोड़ने के लिए किया जाता है।

गर्मी उपचार

• शमन:
  • गठित स्टील प्लेट को 850-900°C तक गर्म करें और जल्दी से ठंडा करें (तेल शमन या पानी शमन)।
  • उद्देश्य: मार्टेंसाइट संरचना बनाएं, कठोरता (एचआरसी 40-50) और ताकत में सुधार करें।
• टेम्परिंग:
  • आंतरिक तनाव को खत्म करने, क्रूरता और थकान प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए 400-600°C पर टेम्पर करें।
  • टेम्परिंग के बाद कठोरता: एचआरसी 30-40, कठोरता और लोच को संतुलित करें।
• शॉट पीनिंग:
  • सतह पर संपीड़ित तनाव लाने और थकान जीवन को बेहतर बनाने के लिए उच्च गति वाले स्टील के छर्रों से सतह पर बमबारी करें (50-100% तक बढ़ाया जा सकता है)।

सतह का उपचार

• जंग रोधी कोटिंग:
  • एपॉक्सी राल या पाउडर कोटिंग स्प्रे करें, मोटाई 50-100μm।
  • हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग या इलेक्ट्रोप्लेटिंग, नमक स्प्रे परीक्षण > 500 घंटे।
• स्नेहन: घर्षण और शोर को कम करने के लिए मल्टी-लीफ स्प्रिंग्स के बीच ग्रेफाइट स्नेहक लगाएं या प्लास्टिक गास्केट जोड़ें।

असेंबली

• स्टैकिंग और फिक्सिंग:
  • कई स्प्रिंग्स को वक्रता के आकार के अनुसार स्टैक किया जाता है, और सेंटर बोल्ट (एम12-एम20) द्वारा तय किया जाता है।
  • क्लैंप (यू-बोल्ट) स्प्रिंग को एक्सल पर ठीक करता है।
• सहायक उपकरण स्थापना:
  • हैंगर बुशिंग (रबर या पॉलीयूरेथेन), फ्रेम और स्प्रिंग को जोड़ता है।
  • शॉक एब्जॉर्बर कंपन को नियंत्रित करने के लिए स्प्रिंग के समानांतर है।
• संरेखण: सुनिश्चित करें कि स्प्रिंग वक्रता और एक्सल स्थिति संरेखित हैं, विचलन <1 मिमी।

परीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण

• कठोरता परीक्षण:
  • लोड लागू करने (1-20 टन) के लिए हाइड्रोलिक परीक्षण मशीन का उपयोग करें, विरूपण की मात्रा को मापें और कठोरता (के मान) को सत्यापित करें।
• थकान परीक्षण:
  • लाखों चक्र लोडिंग (आवृत्ति 1-3 हर्ट्ज) का अनुकरण करें, यह सुनिश्चित करें कि कोई फ्रैक्चर न हो।
• आयाम निरीक्षण:
  • वक्रता, लंबाई और छेद की स्थिति की जांच करने के लिए एक तीन-समन्वय मापने वाली मशीन (सीएमएम) का उपयोग करें, सटीकता ±0.5 मिमी।
• जंग प्रतिरोध परीक्षण:
  • नमक स्प्रे परीक्षण (500-1000 घंटे), कोटिंग स्थायित्व को सत्यापित करें।
• लोड परीक्षण:
  • अधिकतम भार (जैसे 20 टन) का अनुकरण करें, यह सुनिश्चित करें कि कोई विरूपण या फ्रैक्चर न हो।