Проектирование двигателя внутреннего сгорания

Вал, ротор

Прод.

750

650

13

40

500

Закалка 1030 - 1060oC, масло, Отпуск 660 - 700oC,

Вал, ротор

Танг.

730

620

11

32

400

Закалка 1030 - 1060oC, масло, Отпуск 660 - 700oC,

Анализ технологичности детали

Деталь представляет собой тело вращения. Наибольший диаметр составляет 12 мм, а длина 40,4 мм. Деталь имеет отверстие диаметром 9 мм, расточенное на длину 29 мм. Наиболее точные наружные поверхности изготавливаются с точностью по 6-му квалитету, остальные - по 12-му квалитету Шероховатость ответственной поверхности составляет Ra=0,08 мкм, остальных - Rz=20 мкм.

С точки зрения геометрии деталь является технологичной, так как представляет собой комбинацию простых поверхностей. В целом, конструкция гнезда, с точки зрения технологии изготовления, имеет ряд преимуществ:

-деталь имеет поверхности несложной конфигурации;

-все поверхности доступны для обработки;

-непосредственное измерение большинства размеров не вызывает технологических трудностей;

-для производства детали возможно использование высокопроизводительных методов обработки.

Уровень технологичности детали по точности обработки определяются по следующей зависимости:

,

- средний квалитет точности обработки изделия;

- число размеров, соответствующего квалитета точности;

T- квалитетточности.

Поскольку , то деталь можно считать технологичной по точности обработки.

Уровень технологичности детали по шероховатости вычисляется по следующей зависимости:

,

где, - средний квалитет точности обработки изделия;

- число размеров, соответствующей шероховатости;

Ш- шероховатость поверхности.

Поскольку , то деталь нельзя считать технологичной по шероховатости. Следовательно, деталь не полностью технологична.

Выбор и обоснование метода получения заготовки

Основным принципом выбора заготовки является ориентация ее на такой способ изготовления, который обеспечивал бы ее максимальное приближение к форме готовой детали. Учитывая также назначение и условия работы детали, ее конфигурацию, свойства материала и тип производства (серийное), для нашей детали выбираем заготовку, полученную методом сортового проката. При таких условиях существенно сокращается расход материала, объем механической обработки и производственный цикл изготовления детали.

Выбранный метод получения заготовки широко применяется в промышленности для изготовления деталей типа валов, втулок, стаканов, рычагов и т. д. В качестве заготовки выбираем горячекатаный пруток повышенной точности диаметром 12мм; квалитет точности Т=15; шероховатость R_Z= 100 мкм.

Расчет технологических переходов обработки основных поверхностей детали

Число переходов, необходимое при обработке каждой из поверхностей деталей и их состав по применяемым методам обработке определяются соотношением характеристик точности размером, формы и шероховатости одноименных поверхностей исходной заготовки и готовой детали.

Количество переходов для достижения заданной точности поверхности определяется по зависимости:

количество операций обработки поверхности для достижения необходимой степени точности,

где Т_заг - допуск на размер заготовки;

Т_дет - допуск на размер готовой детали;

lgA = lg2,29 = 0,462 - коэффициент уточнения.

количество операций обработки поверхности для достижения необходимой шероховатости,

где Rа_заг - шероховатость заготовки;

Rа_дет - шероховатость готовой детали;

lg В = lg 2,5 = 0,4 - коэффициент уточнения.

Для примера произведем расчет числа переходов для поверхности №1ШRa 5:

;

.

Таким образом, принятое число переходов - 6. Следовательно, необходимой точности и требуемого уровня шероховатости можно достичь путем выполнения шести переходов механической обработки:

1. Черновое точение;

2. Получистовое точение;

3. Чистовое точение;

4. Шлифование 1;

5. Шлифование 2;

6. Притирка;

Таблица 1.3 Расчет припусков поверхности №1Ш (12h12)

№ опер.	Название операции	операц. Размер	Доп/вал	припуск
		расчет.	прин.		норм.	скор.
6	Притирка	12	12		0,01	0,02
5	Шлифование 2	12,19	12,2		0,1	2,03
4	Шлифование 1	12,3	12,3		0,2	0,2
3	Чистовое точение	12,7	12,7		0,4	0,4
2	Получистовое	13,3	13,3		0,6	0,7
1	Черновое точение	13,9	14		1,3	1,73
	Заготовка	15,57	16

Таблица 1.4 Расчет припусков поверхности №7Ш (9Н11)

№ опер.	Название операции	операц. Размер	Доп/вал	припуск
		расчет.	прин.		норм.	скор.
3	Точное	9	9		0,2	0,19
2	Сверление	8,69	8,7		0,5	0,43



3. Охрана труда

3.1 Выявление и анализ опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого объекта

3.1.1 Краткое описание прототипа объекта проектирования

Объект производства - Двигатель внутреннего сгорания.

Конструкция двигателя состоит из отдельных элементов , некоторые из них соединяются между собой при помощи сварки.

Сборку двигателей производят в сборочно-сварочных цехах. Основное оборудование таких цехов: сварочные установки, приспособления для сборки, молотки, щетки, зубила, зажимы или стальные шины, электродержатели и др.

В процессе сборки вначале элементам конструкции придают определенное взаимное расположение в приспособлении, а затем непосредственно сборка, т.е. элементы свариваются посредством выбранного типа сварки.

Соединение между собой элементов производится различными способами сварки: ручной дуговой, контактной, диффузионной, полуавтоматической и автоматической.

3.1.2 Выявление опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого объекта

Основными вредными и опасными факторами, воздействующими на человека при процессе сварки, являются:

Физические опасные и вредные производственные факторы присутствующие в сборочно-сварочном цеху (ГОСТ 12.0.003-90):

-движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;

-повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

-повышенная или пониженная подвижность воздуха;

-повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования или материалов;

-повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

-повышенный уровень шума на рабочем месте;

-повышенный уровень вибрации;

-повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

-отсутствие или недостаток естественного света;

-пониженная контрастность;

-недостаточная освещённость рабочей зоны;

-острые кромки, заусенцы, шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования.

3.1.3 Характеристика источников опасных и вредных производственных факторов и анализ возможных последствий воздействия этих негативных факторов на работающих

Образующиеся при сварке пыль и газы загрязняют воздух в рабочем помещении и могут быть причиной заболевания рабочих.

Пыль, образующаяся при электросварке, чрезвычайно мелка и поэтому быстро проникает в глубину дыхательных путей и легко задерживается в организме. Вдыхание сварочной пыли и газов при продолжительной работе в замкнутых пространствах без вентиляции может вызвать заболевание легких (пневмокониоз), а иногда и отравление организма.

Необходимой нормой здорового и высокопродуктивного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормального микроклимата в рабочей зоне помещений. В производственных помещениях сварочных и сборочно-сварочных цехов параметры микроклимата следует принимать по ГОСТ 12.1.005-76.

Действие вредных веществ в условиях высоких температур, шума и вибраций значительно усугубляется. Движение воздуха в цехах является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года. Скорость воздуха также влияет на распределение вредных веществ в помещении. Воздушные потоки могут распространять их по всему объему помещения, переводить пыль из осевшего состояния во взвешенное.

При пониженной температуре воздуха в цехе кровеносные сосуды кожи сужаются, при этом приток крови к поверхности тела замедляется, и теплоотдача в окружающую среду конвекцией и излучением значительно уменьшается.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей.

Производственное освещение -- неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При правильно организованном освещении рабочего места обеспечивается сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность труда и качество выпускаемой продукции находятся в прямой зависимости от освещения.

Особо серьезной опасностью является поражение электрическим током, что может иметь место при удалении огарков, при случайном включении корпуса в сеть, вследствие неисправности сварочного аппарата или сети заземления, при неправильном подключении аппарата к сети, при касании к оголенным частям осциллятора и так далее. При исправном состоянии оборудования и правильном ведении работ опасность поражения током полностью устраняется.

Производственное оборудование должно обеспечивать безопасность работающих при монтаже (демонтаже), вводе в эксплуатацию и эксплуатации как в случае автономного использования, так и в составе технологических комплексов при соблюдении требований (условий, правил), предусмотренных эксплуатационной документацией.

3.2 Разработка мероприятий по предотвращению или ослаблении возможного воздействия опасных и вредных факторов при производстве ПДВС

3.2.1 Обоснование возможности устранения из состава проектируемого объекта источника опасных и вредных производственных факторов, а также анализ возможных методов и устройств ослабления воздействия этих негативных факторов на работающих

Мероприятия по предотвращению или ослаблению возможного воздействия опасных и вредных факторов:

- установка машин и контроль за их эксплуатацией;

- использование естественной и механической вентиляции;

- от лучистой теплоты - теплоизоляция нагретых поверхностей;

- использование средств индивидуальной защиты;

- звукоизоляция помещений, оборудования, специальные глушители, антифоны, беруши, противошумные шлемы;

- снижение вибрации в источике возникновения точной балансировкой вращающихся частей и изменение резонансной частоты системы, виброгашение путем установления механизмов на самостоятельные фундаменты, применение динамических виброгасителей, виброизоляция;

- для защиты от низкочастотных и радио излучений является экранирование;

- при недостаточности естественного освещения используется совмещённое освещение, при котором в светлое время суток

используется одновременно естественный и искусственный свет. Искусственное освещение предназначено для освещения рабочих поверхностей в темное время суток или при недостаточном естественном освещении;

- электробезопасность обеспечивается соответствующей конструкцией

электрооборудования, применением технических способов и средств защиты, наиболее распространёнными техническими средствами защиты являются защитное заземление и зануление.

Поскольку контактная сварка, как правило, безвредна для окружающих, оборудование для ее выполнения размещают в соответствии с общим технологическим потоком среди других станков и машин. Лишь в отдельных случаях мощные, стыковые машины, выбрасывающие при оплавлении брызги расплавленного металла на значительное расстояние, загораживают или устанавливают в отдельном помещении. Для экономии рабочих площадей вспомогательное оборудование и аппаратуру часто размещают на стенах, колоннах или специальных антресолях.

При размещении сварочных машин необходимо соблюдать общие нормы по установке станочного оборудования в части расстоя-ния между машинами и ширины проходов. Важно обеспечить удоб-ное извлечение из машины трансформатора при ремонте.

Контактные машины, как правило, имеют однофазный транс-форматор. При наличии нескольких машин в цехе их следует питать от различных фаз, добиваясь по возможности равномерного распре-деления нагрузки между ними. При включении машин большой мощности из-за резкого падения напряжения часто наблюдается неприятное мигание электроламп и толчки в работе двигателей. Этого можно избежать питанием таких машин от отдельного сило-вого трансформатора. В цехах с большим количеством сварочных машин такая система питания дает наилучшие результаты.

Падение напряжения в проводах, питающих машины для кон-тактной сварки, не должно превышать 5%. При расчете провода проверяют на нагрев и падение напряжения. Поэтому сечение про-водов приходится увеличивать с увеличением расстояния от маши-ны до ее источника питания, хотя нагрев проводов не зависит от этого расстояния. При наличии в цехе многих сварочных машин це-лесообразно их питание от общих шин. Этим достигают экономии меди и меньшего падения напряжения в проводах. Машины для контактной аварки обычно имеют невысокий cos ц. Для его улучшения иногда применяют компенсационные устройства (обычно конденсаторы, включаемые параллельно сварочному трансформатору). Каждую машину присоединяют к сети через индивидуаль-ный рубильник и плавкие предохранители. Этим облегчают осмотр и ремонт специальных включающих устройств машины (контак-торов и т. п.).

Для охлаждения машин желательно применять очищенную во-ду, что уменьшает количество отложений в трубках. Слив воды дол-жен происходить через открытую воронку, хорошо видимую свар-щиком.

Наибольшее значение имеют:

а) оснащение легкими и удобны-ми в работе приспособлениями;

б) наличие сменных электродов из высокостойких сплавов и инструмента для их быстрой и точной заправки;

в) тщательный уход за оборудованием и регулярный eго ремонт.

Рассмотрим следующие способы защиты от лучистого потока теплоты: теплоизоляция нагретых поверхностей, экранирование тепловых излучений, применение воздушного душирования, защитной одежды, организация рационального отдыха в период работы.

Теплоизоляция является эффективным мероприятием не только по уменьшению интенсивности теплового излучения от нагретых поверхностей, но также для предотвращения ожогов при прикосновении к этим поверхностям. Для теплоизоляции применяют самые разнообразные материалы и конструкции (специальные бетоны и кирпич, асбест, войлок и т.п.).

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от теплового излучения является экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от воздействия лучистого потока теплоты.

Сварщик должен быть защищен от ожогов, возможных при вы-плесках во время точечной и роликовой сварки, и при сварке оплавлением.

На стыковой машите (предусматриваются специальные щитки или местная защита рабочего места сварщика от прямого попадания вылетающих из зоны сварки частиц расплав-ленного металла) .

При точечной и роликовой сварке для защиты глаз сварщик должен носить очки с бесцветными стеклами. Кроме того, сварщик снабжается фартуком и рукавицами.

При ручной сварке штучными электродами с покрытием, для снижения концентрации вредных веществ на рабочих местах до предельно допустимой концентрации, необходимо прежде всего применять вентиляционные устройства.

3.2.2 Расчет естественного освещения

Цель - ознакомление с методикой расчета и определение уровня естественного освещённости.

При накладывании плана здания на графики Данилюка были найдены значения следующих показателей:



4. Экономический раздел

Расчет себестоимости и цены изделия

Плунжер -- вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра. В отличие от поршня уплотнитель располагается на цилиндре и при совершении плунжером возвратно-поступательного движения движется по поверхности цилиндра. Плунжеры используются главным образом в гидравлических аксиально-плунжерных, радиально-плунжерных гидромашинах, а также в плунжерных насосах. Также в системах подачи топлива дизельных двигателей (топливные насосы высокого давления) получили распространение плунжерные пары.

Плунжерные насосы способны работать при бомльших давлениях, чем поршневые насосы. Причиной этого является то, что в плунжерах высокая чистота обработки должны быть у внешней цилиндрической поверхности, а у поршневых насосов наиболее важным является обработка внутренней цилиндрической поверхности, что технологически осуществить сложнее.

Основные материалы (М_п)

,

где - норма расходов основных материалов на единицу изделия, кг;

- цена основных материалов (АК6).

Определим норму расходов по известной формуле

,

- объем заготовки.

Тогда

, .

Покупные, комплектующие изделия и полуфабрикаты (Пи)

,

где - норма расходов покупных изделий;

- цена покупных изделий.

Покупных, комплектующих изделий и полуфабрикатов нет, следовательно, .

Возвратные отходы (В_отх)

,

где - норма отходов на единицу изделия, кг;

Норма отходов определяется разностью

,

где - масса детали.

Тогда

Основная (прямая) зарплата производственным рабочим (З_пр)

Основная зарплата производственным рабочим определяется по формуле

,



средняя часовая ставка производственного рабочего; - трудоемкость одного изделия.

Таким образом

Дополнительная зарплата производственным рабочим (З_доп)

Дополнительная зарплата производственным рабочим берется в размере 30-40% от основной заработной платы [20], то есть

.

Получим

Отчисления

Отчисления определяются как

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (Р_с.е)

Расходы на содержание оборудования вычислим по формуле

,

где - процент расходов на содержание и эксплуатацию оборудования [11].

Цеховые расходы

Цеховые расходы на производство определяются как

,



где - процент цеховых расходов.

Тогда

.

Тогда цеховая себестоимость :

,

.

Расходы на освоение новых видов изделий (Р_осв)

На освоение новых видов изделий идут соответствующие затраты

,

.

Специальные расходы (Р_спец)

Специальные расходы обычно определяются как

,

.

Общезаводские расходы

Общезаводские расходы определяются с учетом основной заработной платы рабочих

,



где - процент общезаводских расходов.

Тогда

.

Теперь мы можем определить заводская себестоимость.

,

.

Внепроизводственные расходы

Внепроизводственные расходы обычно принимают равными

,

.

Итого: полная себестоимость

,

.

Прибыль

Прибыль определяется по известной полной себестоимости

,

.

Виды цен и порядок их формирования

Государственные регулируемые цены на продукцию (услуги) производственно-технического назначения определяются таким образом:

а) оптовая цена детали

,

.

б) продажная (отпускная) цена детали

,



Список использованной литературы

1. Ваншейдт В.А. Дизели. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1977. - 430 с.

2. Гусев Ю.А., Епифанов С.В., Белогуб А.В. Поршни ДВС. Учебное пособие по лаб. работам, курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: ХАИ, 1999.

3. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1984.

4. Климанов А.В., Ленивцев Г.А. Теория, расчет и анализ работы автотракторных двигателей. - Самара, 2002.

5. Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания. /Под ред. Н.Х. Дьяченко. - М.: Машиностроение, 1979.

6. Пода В.Б. Динамический расчет и уравновешивания поршневых двигателей внутреннего сгорания. - Учебное пособие. - Харьков: Национальный аэрокосмический ун-т «ХАИ», 2007.-102 с.

7. Якунин Н.Н., Калимуллин Р.Ф., Горбачев С.В. Расчет автомобильных двигателей: методические указания к курсовому проекту, часть 2 - динамический расчет и компоновка двигателя.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003.



Приложение А

Все конечные цены сведены в таблице

Наименование	Цена, грн
Основные материалы	35
Покупные, комплектующие изделия и полуфабрикаты	0
Возвратные отходы	1,67
Основная заработная плата производственным рабочим	4
Дополнительная заработная плата производственным рабочим	1,4
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	36
Цеховая себестоимость	50
Расходы на освоение новых видов производства	2,5
Специальные расходы	2,1
Общезаводская себестоимость	57
Полная себестоимость	57,23
Прибыль	11,45
Оптовая цена детали	77,23
Отпускная цена детали	92,75



Приложение Б

Таблица Б1 - Результаты расчёта кинематических параметров поршневой группы.



Рисунок Б1 Конструкция поршня

Материал…………………………………….. АК6 ГОСТ 4784-97

Плотность материала …………………………Ro =2,750 г/см3

Масса………………………………………….. m=1,327кг

Рисунок Б2 Конструкция шатуна



Материал…………………………………….. Сталь 10Х ГОСТ1050-87

Плотность материала …………………………Ro =7,820 г/см3

Масса………………………………………….. m=1,092кг

Рисунок Б3 Конструкция коленвала

Материал…………………………………….. Сталь 40Х ГОСТ14543-87

Плотность материала …………………………Ro =7,820 г/см3

Масса………………………………………….. m=4,368кг

Размещено на Allbest.ru

...