Підвищення довговічності деталей передньої підвіски автомобіля ВАЗ-2101

Після перевірки обладнання підготовлюють зразок (Сталь 30Х - рис. 4.3) і контртіло (Сталь ШХ15 - рис. 4.4). Після чого контртіло встановлюють на стіл установки для натурних досліджень та його закріплюють.

Рисунок 4.3 - Зразок для натурних досліджень (Сталь 30Х)

Рисунок 4.4 - Контртіло для натурних досліджень (Сталь ШХ15)

Після закріплення контртіла наповнюють заглиблення мастилом, встановлюють верхній зажим з моделлю сферичного пальця та послаблюють гвинти кріплення пальця. Встановлюють зажим в шток установки та опускають шток до упору (поки сфера пальця не ляже на контртіло), навантажують важіль установки.

Включаємо установку та заміряємо шлях тертя Si , як тільки покажчик покаже шлях тертя S₁, виключаємо установку та знімаємо зажим зі зразком, встановлюємо його на стіл мікроскопа та вимірюємо пятно контакту. Робимо чотири виміри в різних точках контакту. Отримані данні заносимо в зошит, а зажим зі зразками встановлюємо в попереднє положення та включаємо установку.

Замірявши шлях S₂ вимикаємо установку та проводимо все у тому ж порядку. Всі ці дії проводимо до того часу, поки виміри пятна контакту не стабілізуються.

* Для дослідження впливу цементації на зносостійкість пальця кульового визначали лінійний знос, а не п`ятно контакту (див. розділ 2.8).



4.4 Результати випробувань та методика обробки результатів

Так як кожне пятно контакту вимірювалось у 4-х місцях, то отримані значення заносимо до табл. 4.1 і 4,2.

Таблиця 4.1 Результати випробувань у мастилі Циатім-205

№ досліду	Тривалість, год	Пятно контакту а, мм	Шлях Тертя S, м
1	15	0,235	7,05
2	30	0,255	14,1
3	60	0,279	28,2
4	90	0,325	42,3
5	120	0,375	56,4
6	150	0,425	70,5
7	180	0,425	84,6
8	240	0,4625	112,8
9	300	0,4813	141
10	360	0,519	169,2
11	420	0,57	197,4

Будуємо графік залежності розмірів площадки контакту від шляху тертя (рис. 4.5)

Рисунок 4.5 - Залежність розмірів площадки контакту від шляху тертя для мастила Циатім-205

Таблиця 4.2. Результати випробувань у мастилі Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс".

№ досліду	Тривалість, год	Пятно контакту а, мм	Шлях тертя S, м
1	15	0,238	7,05
2	45	0,25	21,15
3	90	0,256	42,3
4	120	0,2625	56,4
5	150	0,2725	70,5
6	210	0,3	98,7
7	270	0,3	126,9
8	330	0,3	155,1
9	360	0,3	169,2
10	420	0,3	197,4

Будуємо графік залежності розмірів площадки контакту від шляху тертя (рис. 4.6)

Рисунок 4.6 - Залежність розмірів площадки контакту від шляху тертя для мастила Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс"

Сумістимо рис. 4.5 і 4.6 для наочності - рис. 4.7.

Рисунок 4.7 - Порівняння розмірів площадки контакту від шляху тертя для мастила Циатім-205 (зразок №1) і мастила Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс" (зразок №2)

4.5 Визначення коефіцієнту Kw для двох варіантів випробувань

Застосуємо розрахунково-експериментальну методику визначення параметрів моделі зношування матеріалів з урахуванням трибологічних властивостей мастил [27]. В якості базової моделі зношування використовувалась залежность інтенсивності зношування від двох безрозмірних параметрів - навантаження та швидкості ковзання

:

, (4.1)

де - лінійний знос нижнього кільця, м (рис. 4.8);

- шлях тертя, м;

- тиск в контакті, МПа;

- приведений модуль пружності матеріалів контактуючих тіл, МПа;

- швидкість ковзання, м/с;

- приведений радіус контактуючих кільця і сфери, м;

- кінематична в'язкість мастила (при 100 ⁰С), м²/с;

- параметри закономірності зношування.

Лінійний знос кільця визначається з геометрії перетину сфери і кільця.

Рисунок 4.8 - Розрахункова схема контактування кільця та сфери

З розрахункової схеми величина зносу кільця характеризується переміщенням нижньої точки сфери в точку . Сферу при цьому вважаємо такою, що не зношується.

Тоді

, (4.2)

де з геометрії контактування сфери і площини:

(4.3)

Підставляючи (4.3) в (4.2) отримуємо залежність лінійного зносу кільця від вимірюваної ширини площадки контактування та шляху тертя :

. (4.4)

Будемо вважати, що експериментальна залежність ширини кільцевої площадки контакту від шляху тертя представляється у вигляді степеневої апроксимації:

, (4.5)

де ,- параметри апроксимації, які визначаються за результатами випробувань на машині тертя.

Приймемо припущення про рівномірний розподіл контактного тиску по площадці контакту. Площу контакту сфери і кільця під час зношування визначимо з виразу:

. (4.6)

Підставляючи в (4.6) з (4.4) отримаємо:

. (4.7)

Умова рівноваги в контакті спряжених сфери та кільця тоді буде мати вигляд:

(4.8)

Інтегруючи вираз (4.1) отримаємо інтегральну форму моделі зношування кільця:

. (4.9)

Підставляючи в ліву частину рівняння (4.9) вираз для зносу через ширину площадки контакту, а в праву вираз (4.8) для контактного тиску отримаємо:

. (4.10)

Або з врахуванням виразу (4.5) після інтегрування по шляху тертя маємо:

. (4.11)

З умови задовільнення рівняння (4.11) при будь-яких S:

, (4.12)

Звідки

(4.13)

Для знаходження параметру проведемо випробування на машині тертя при двох значеннях швидкості та і отримаємо два масиви даних з параметрами:

(4.14)

При незмінних умовах випробувань (змінюється тільки швидкість ковзання) для сталого зношування можна прийняти , що підтверджується результатами випробувань.

Підставляючи вирази (4.14) в (4.11) отримуємо два рівняння:

(4.15)

Розділивши перше рівняння на друге після перетворень отримаємо:

(4.16)

Звідки

(4.17)

Для знаходження коеффіцієнту скористаємось одним з рівнянь (4.15).

(4.18)

де

За даними результатами випробування знаходимо параметри моделі зношення і m.

Визначимо параметри апроксимації

і параметри моделі зношення

4.6 Розрахунок зносу сферичної частини кульового підшипника

За отриманими даними визначимо параметри моделі зношування K_w і m для двох зразків мастила.

Параметри моделі зношування K_w і m для мастила Циатім-205:

Визначаємо параметри моделі зношення для мастила Циатім -205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс":

Розрахунок на зношування контртіла. Для першого досліду, підставляючи значення, отримуємо U:

Для другого досліду, підставляючи значення, отримуємо U:

U = 1.38 * 10^-24 * 13.3^13.5 * 7.05 = 1.77 * 10^-8

Таким чином, застосування мастила з присадками (Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс") замість мастила без присадок (Циатім-205) забезпечує підвищення зносостійкості у 0,28*10^-6/1,77*10^-8 = 15,8 разів.



5. Охорона праці та аналіз небезпечних факторів

Широке застосування в промисловості електродвигунів, нагрівальних електричних приладів, систем керування, що працюють у різних умовах, вимагає забезпечення електробезпечності, розробки заходів і засобів, що забезпечують захист людей від впливу електричного струму. Охорона праці - це система законодавчих актів, соціально-економічних, організаційних, технічних, гігієнічних, і лікувально-профілактичних заходів і засобів, які забезпечують безпеку, збереження здоров'я й працездатності людини в процесі праці. Як відомо - повністю безпечних і нешкідливих виробництв не існує. Завдання охорони праці - звести до мінімального ймовірність поразки або захворювання працюючих з одночасним забезпеченням комфорту при максимальній продуктивності праці. Поліпшення умов праці і його безпеку приводять до зниження виробничого травматизму, професійних захворювань, що зберігає здоров'я працівників й одночасно приводить до зменшення витрат на оплату відповідних пільг і компенсацій за роботу в несприятливих умовах.

Тому потрібно розглянути організаційні питання охорони праці, пожежної безпеки, електробезпечності, оздоровлення повітряного середовища виробничих приміщень, методи й засоби забезпечення безпеки технологічних процесів, а також наведести вимоги, методи й засоби, які забезпечують безпеку праці при відновленні та зміцненні пальця кульового.

5.1 Аналіз умов праці

У міру ускладнення системи "Людини-техніка" усе більше відчутніше стають економічні й соціальні втрати від невідповідності умов праці й техніки виробництва можливостям людини. Аналіз умов праці на ділянці, де будуть ремонтуватись деталі передньої підвіски автомобіля ВАЗ-2101, приводить до висновку про потенційну небезпеку виробництва. Суть небезпеки полягає у тому, що вплив присутніх небезпечних і шкідливих виробничих факторів на людину приводить до травм, захворюванням, погіршення самопочуття й інших наслідків. Головним завданням аналізу умов праці є встановлення закономірностей, які викликають погіршення або втрати працездатності робітника, і розробка на цій основі ефективних профілактичних заходів.

На ділянці є наступні шкідливі й небезпечні фактори:

а) механічні фактори, які характеризуються впливом на людину кінетичних, потенційної енергій і механічних обертань. До них належать кінетична енергія рухомих й обертових тіл, шум, вібрація.

б) термічні фактори, які характеризуються тепловою енергією й аномальною температурою. До них відносяться температура нагрітих предметів і поверхонь.

в) електричні фактори, які характеризуються наявністю струмоведучих частин устаткування.

При розробці заходів щодо поліпшення умов праці необхідно враховувати весь комплекс факторів, які впливають на формування безпечних умов праці.

5.2 Загальні положення

5.2.1 Захист від шуму й вібрації

Шум - це безладне хаотичне сполучення хвиль різної частоти й інтенсивності. Шум і вібрація на виробництві завдає великої шкоди, шкідливо діючи на організм людини й знижуючи продуктивність праці.

Шум виникає при механічних коливаннях. Розрізняють три форми впливу шуму на органи слуху:

а) стомлення слуху;

б) шумова травма;

в) осередня приглухуватість.

Для зниження шуму, що виникає в цеху, передбачено: масивний бетонний фундамент, шумопоглинаючі лаки, застосування звукоізолюючих кожухів й акустичних екранів на обладнанні, яке є джерелами підвищеного рівня шуму.

5.2.2 Пожежна безпека

Пожежі на машинобудівних підприємствах становлять велику небезпеку для працюючих і можуть заподіяти величезний матеріальний збиток. До основних причин пожеж, які виникають на виробництві, можна віднести: порушення технологічного режиму, несправність електроустаткування (коротке замикання, перевантаження), самозаймання промасленого дрантя й інших матеріалів, схильних до самозаймання, недотримання графіка планового ремонту, реконструкції установок з відхиленням від технологічних схем. На проектованій ділянці можливі такі причин пожежі: перевантаження проводів, коротке замикання, виникнення великих перехідних опорів, самозаймання різних матеріалів, сумішей і масел, висока конденсація займистої суміші газу, пари або пилу з повітрям (пари розчинника). Для локалізації й ліквідації пожежі створюються наступні умови попередження пожеж: курити тільки в строго відведених місцях, патьоки й розливи масла й розчинника забирати дрантям, дрантя повинне знаходитися в спеціально пристосованому контейнері.

5.2.3 Електробезпечність

Експлуатація більшості машин й устаткування пов'язана із застосуванням електричної енергії. Електричний струм проходячи через організм, чинить термічний, електролітичний і біологічний вплив, викликаючи місцеві й загальні електротравми. Основними причинами впливу струму на людину є:

- випадковий дотик або наближення на небезпечну відстань до струмоведучих частин;

- поява напруги на металевих частинах устаткування в результаті ушкодження ізоляції або помилкових дій персоналу;

- крокова напруга в результаті замикання проводу на землю.

Основні міри захисту від поразки струмом: ізоляція, неприступність струмоведучих частин, застосування малої напруги (не вище 42 В, а в особливонебезпечних приміщеннях - 12 В), захисне відключення, застосування спеціальних електрозахисних засобів, захисне заземлення й зануленння. Однією з найбільше часто застосовуваною мірою захисту від поразки струмом є захисне заземлення.

Заземлення - навмисне електричне сполучення із землею металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою. Розділяють заземлювачі штучні, призначені для цілей заземлення, і природні - металеві предмети, які перебувають у землі, для інших цілей. Для штучних заземлювачів застосовують звичайно вертикальні й горизонтальні електроди. Як вертикальні електроди використовують сталеві труби діаметром 3…5 см. і сталеві куточки розміром від 40 х 40 до 60 х 60 мм довжиною 3…5 м. Також застосовують сталеві прутки діаметром 10…20 мм і довжиною 10 м. Для сполучення вертикальних електродів й у якості самостійного горизонтального електрода використовують сталь перетином не менше 4 х 12 мм і сталь круглого перетину діаметром не менше 6 мм.

Як заземлюючі провідники застосовують смугову або круглу сталь, прокладання яких провадять відкрито по конструкції будівлі на спеціальних опорах. Заземлююче обладнання приєднується до магістралі заземлення паралельно окремими провідниками

5.2.3.1 Розрахунок заземлення

Як штучне заземлення застосовуємо сталеві прути діаметром 50 мм і довжиною 5 м. Для сполучення вертикальних електродів й у якості самостійного горизонтального електрода використовуємо смугову сталь перерізом 4x12 мм.

Визначаємо опір розтіканню струму одиночного вертикального заземлення, Ом:

Rв =(2l)(ln(2l/d)+0.5ln((4t+l)/(4t-l)) Ом (5.1)

де l - довжина заземлення, м

d - різниця зовнішнього й внутрішнього діаметра труби (при D = 50 мм; do = 40 мм);

t - глибина закладення половини заземлення, м;

- розрахунковий питомий опір ґрунту, ом•м.

= _гр , (5.2)

де _гр - питомий опір ґрунту =500 Ом

- коефіцієнт сезонності; = 1.3.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.2), одержимо:

= 5001.3 = 650 Омм

Визначимо глибину закладення половини заземлення, м;

t = 0.5l+to м, (5.3)

де tо - відстань від поверхні землі до верхнього кінця заземлювача, приймаємо tо = 0.5 м.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.1), одержимо:

Rв = 650(25)(ln(10/0.01)+0.5ln(17/7) = 179.75 Ом.

Визначимо число заземлень:

n = Rв/(R₃) шт,

де R₃ - найбільший припустимий опір заземлюючого пристрою, Ом

- коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів без урахування впливу сполучної смуги; = 0.71 (електроди розміщені по контуру).

n = 179.75(40.71) = 63.29 шт.

Приймаємо n = 64 шт.

Визначимо опір розтіканню розтіканню струму горизонтальної сполучної смуги, Ом:

Rn = /(2l₁)ln(2l₁•2/(bt₁) Ом, (5.4)

де t₁ - глибина закладення смуги, м

b - ширина смуги, м;

l₁ - довжина смуги, визначається як:

l₁ = 1.05an м, (2.5)

де a - відстань між вертикальними заземленнями, м

a = 3l = 35 = 15 м,

Підставляючи відомі величини у формулу (5.5) , одержимо:

l₁ = 1.051564 = 1008 м.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.4), одержимо:

Rn = 650(21008)ln(210082(0.0123)) = 1.8 Ом.

Визначимо опір розтіканню струму заземлюючого пристрою:

Ro = RвRn/(RвRn+Rnnв) Ом, (5.6)

де в - коефіцієнт використання горизонтального смугового заземлювача, який з'єднує вертикальні заземлювачі, м.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.6), одержимо:

Ro = 179.51.8/(179.50.33+1.80.7164) = 2.29

Ro не перевищує припустимого опору захисного заземлення 2.29<4.

5.2.4 Освітлення виробничого приміщення

Правильно спроектоване й виконане виробниче освітлення поліпшує умови роботи, знижує стомлюваність, сприяє підвищенню продуктивності праці та якості ремонту, безпеки праці й зниженню травматизму на ділянці.

Освітлення робочого місця - найважливіший фактор створення нормальних умов праці. Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути двох видів - природне й штучне.

Природне освітлення підрозділяється на:

- бічне, здійсненне через світлові прорізи в зовнішніх стінах;

- верхнє, здійсненне через аераційні й зенітні ліхтарі, прорізи в перекриттях;

- комбіноване, коли до верхнього освітлення додається бічне.

Штучне освітлення може бути двох систем - загальне й комбіноване, коли до загального освітлення додається місцеве, яке концентрує світловий потік безпосередньо на робочих місцях.

Проектована ділянка має загальне штучне освітлення з рівномірним розташуванням світильників тобто з однаковими відстанями між ними. Джерелами світла є дугові ртутні лампи ДРЛ (дугові ртутні), вони являють собою ртутні лампи високого тиску зі справною кольоровістю. Лампа складається із кварцової колби (яка пропускає ультрафіолетові промені), що заповнена парами ртуті при тиску 0.2…0.4 МПа, із двома електродами й зовнішньою скляною колбою, покритою люмінофором.

5.2.4.1 Розрахунок світильної установки системи загального освітлення

Найменший розмір об'єкта розрізнення рівний 0.5…1 мм, відповідає зоровій роботі середньої точності (IV розряд). Для розрахунку загального рівномірного освітлення при горизонтальній робочій поверхні основним є метод коефіцієнта використання. Визначення нормативного значення коефіцієнта природної освітленості (КПО) для третього поясу світлового клімату визначимо по [30]:

eIIIн = 4%

Для механічних цехів з комбінованою освітленістю 400…500 лк, при висоті приміщення 5 м, вибираємо дугові ртутні люмінісцентні лампи ДРЛ. Цим лампам відповідає світильник РСП 05.

Для зорової роботи середньої точності необхідна освітленість 400…500 лк.

Визначимо відстань між сусідніми світильниками або їхніми рядами:

L = h м, (5.7)

де = 1.25 - величина, яка залежить від кривої світлорозподілу світильника;

h - розрахункова висота підвісу світильників, м.

h = H-hc-hp м, (5.8)

де H - висота приміщення, H =5м

hc - відстань від світильників до перекриття, hc =0.5 м;

hp - висота робочої поверхні над підлогою, м.

Підставляючи відомі величини у формули (5.7) і (5.8), одержимо:

h = 5-0.5-1 = 3.5 м

L = 3.51.25 = 4.375 м

Приймаємо L = 4 м.

Визначимо необхідне значення світлового потоку лампи:

лм, (5.9)

де Ен - нормована освітленість; Ен = 400 лк;

S - освітлювана площа, S = 720 м²;

Кз - коефіцієнт запасу, Кз = 1.5;

Z - коефіцієнт нерівномірності висвітлення для ламп ДРЛ, Z = 1.11;

N - число світильників, N = 63 шт.

- залежить від типу світильника, індексу приміщення i, коефіцієнта відбиття n, стін с й інших умов освітленості. Приймаємо = 0,59.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.9) , одержимо:

Ф = 4007201.51.1(630.59) 12000 лм

По розрахованому світловому потоці вибираємо лампу ДРЛ-250.

Визначення потужності світильної установки:

Dy = Pл N Вт, (5.10)

де Рл - потужність лампи, Рл = 125 Вт.

Підставляючи відомі величини у формулу (5.10), одержимо:

Dy = 12563 = 7875 Вт.

5.2.5 Оздоровлення повітряного середовища

Одне з необхідних умов здорової й високопродуктивної праці - забезпечити нормальні умови й чистоту повітря в робочому приміщенні. Необхідний стан повітря робочої зони може бути забезпечений виконанням певних заходів до основного з яких ставляться:

1) Застосування технологічних процесів й устаткування, які виключають утворення шкідливих речовин або влучення їх у робочу зону. Це можна досягти, наприклад, заміною токсичних речовин нетоксичними.

2) Надійна герметизація встаткування, зокрема термостата, де нагріваються підшипники, з поверхні яких випаровується масло.

3) Установка на проектованій ділянці вентиляції й опалення, що має велике значення для оздоровлення повітряного середовища.

4) Застосування засобів індивідуального захисту, а саме: спецодягу, який захищає тіло людини; захисні окуляри й фільтруючі засоби захисту (при продувці від пилу й стружки деталей стисненим повітрям); захисні мазі, які захищають шкіру рук від нафтопродуктів і масел (при мащенні підшипників і деталей ремонтованого вузхла); захисні рукавиці (при виконанні транспортувальних робіт).

Для певних умов праці оптимальними є:

Табл. 5.1. Оптимальні умови праці.

Період	холодний*	теплий
Температура t	1820	2123
Відносна вологість	6040	6040
Швидкість руху повітря, мс	0.2	0.3

* холодний і перехідний період

Припустимими є:

t = 1723 С,

вологість - 75%,

v =0.3 мс.

t (поза постійними робочими місцями) 1324С.

5.3 Техніка безпеки на дільниці

Перед початком роботи на проектованій дільниці необхідно перевірити справність устаткування, пристосувань й інструмента, огороджень, захисного заземлення, вентиляції.

Перевірити правильність складування заготівок і напівфабрикатів. Під час роботи необхідно дотримувати всі правила використання технологічного устаткування, дотримувати правил безпечної експлуатації транспортних засобів, тари й вантажопідйомних механізмів, дотримувати вказівок про безпечне утримання робочого місця.

В аварійних ситуаціях необхідно неухильно виконувати всі правила, які регламентують поведінку персоналу при виникненні аварій і ситуацій, які можуть привести до аварій і нещасних випадків. По закінченні роботи повинне бути виключене все електроустаткування, зроблене прибирання відходів виробництва й інших заходів, що забезпечують безпеку на дільниці.

Дільниця повинна бути оснащена необхідними попереджувальними плакатами, устаткування повинне мати відповідне фарбування, повинна бути виконана розмітка проїжджої частини проїздів.

Сама дільниця повинна бути спланована відповідно до вимог техніки безпеки, а саме дотримання: ширини проходів, проїздів, мінімальної відстані між обладнанням. Всі ці відстані повинні бути не менші припустимих.



6. Економічний розрахунок

1. Собівартість нового автомобіля з використанням відновленого пальця кульового.

Таблиця 6.1. Розрахунок вартості нового автомобіля з використанням відновленого пальця кульового

№ п/п	Показник	Умовне позначення	Одиниця виміру	Значення показника
1.	Вартість пальця кульового	Вбв	грн.	3
2.	Вартість автомобіля	Ва1	грн.	7 500
3.	Питома вага вузла у вартості всього автомобіля	У	%	0,04
4.	Вартість відновлення та зміцнення	Ваш	грн.	2
5.	Вартість автомобіля з відновленим та зміцненим пальцем кульовим	Ва2	грн.	7450

Питома вага вузла у загальній вартості автомобіля, як відношення вартості пальця

кульового до вартості автомобіля у відсотках:

У=В_бв*100/В_а1=3*100 / 7500 = 0,04 %

Визначимо вартість нового автомобіля:

2. Капітальні витрати на експлуатацію автомобіля:

,

де Ц - оптова ціна одного автомобіля, грн.;

К_т3 - коефіцієнт транспортно-заготівельних витрат, приймається рівним 0,2…0,25;

К_м - коефіцієнт, який враховує витрати на монтаж, нададку та освоєння обладнання, приймається рівним 0,1…0,15

Визначимо капітальні витрати з урахуванням максимальних коефіцієнтів:

Для базового автомобіля:

Для нового автомобіля:

3. Річний випуск продукції (роботи) за порівнюваними варіантами в розрахунку на одиницю техніки:

,

Так як застосування мастила з присадками (Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс") замість мастила без присадок (Циатім-205) забезпечує підвищення зносостійкості у 0,28*10^-6/1,77*10^-8 = 15,8 разів, то планується проїхати одним автомобілем:

В₂ = 22800 х 15,8 = 360240 км

Дійсний річний час роботи:

Розрахунок питомих капітальних вкладень при експлуатації техніки визначається шляхом ділення капітальних вкладень на обсяг випуску продукції:

Для базового автомобіля:

Для нового автомобіля:

4. Розрахуємо коефіцієнт продуктивності автомобілів:

де В₁ - річний обсяг роботи базового автомобіля в натуральному вираженні, т;

В₂ - річний обсяг роботи нового автомобіля в натуральному вираженні, т.

5. Коефіцієнт довговічності автомобілів:



Таблиця 6.2. Вихідні дані для розрахунку довговічності автомобіля

№ п/п	Показник	Умовне позначення	Одиниці виміру	Значення показника
1.	Термін служби базового автомобіля	Тсл1	роки	5
2.	Термін служби нового автомобіля	Тсл2	роки	7
3.	Нормативний коефіцієнт капітальних вкладень	Ен		0,15
4.	Коефіцієнт довговічності	Кдв		1,195

Для визначення річних витрат з експлуатації автомобіля складемо калькуляцію за наступних умов:

1) за рік автомобіль використовує в середньому 3000 л бензину марки АІ-95.

2) середня ціна 1 л бензину складає 10,95 грн.

3) інші паливно-мастильні витрати за рік складають 2500 грн.

4) автомобіль обслуговує 1 чоловік, який отримує в середньому 2600 грн. на місяць.

5) відрахування на соціальні заходи складають 36,5 %;

6) амортизаційні відрахування складають 40% від початкової вартості автомобіля;

7) інші витрати з експлуатації автомобіля складають 95% від заробітної плати робітників.

Розрахунок калькуляції з експлуатації базового та нового автомобіля проведемо у таблиці.

Таблиця 6.3. Порівняльна калькуляція з експлуатації базового та нового автомобільів

№ п/п	Стаття калькуляції	Базовий автомобіль, грн.	Новий автомобіль, грн.
		розрахунок	значення	розрахунок	значення
1.	Паливо та матеріали	3000*10,95+ +2500 =	35350	3000*1,95+ +250 =	35350
2.	Заробітна плата основних виробничих робітників	2600*12 =	31200	2600*12 =	31200
3.	Відрахування на соціальні заходи	31200*36,5/100=	11388	31200*36,5/100=	11388
4.	Амортизація	7500*0,4=	1125	7450*0,40=	1117
5.	Інші витрати	31200*95/100=	29640	31200*95/100=	29640
	Разом	35350+31200+ +11388+1125+ +29640=	109103	35350+31200+ +11388+1117,5+ +29640=	109095

Річні приведені витрати при експлуатації автомобіля:

,

де С_експ - річні експлуатаційні витрати з використання одного базового (нового) автомобіля, грн.;

Е_н - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, рівний 0,15;

К_пит - питомі капітальні вкладення при експлуатації базового (нового) автомобіля, грн.

Для базового автомобіля:

Для нового автомобіля:

Визначимо річні експлуатаційні витрати споживача при використанні ним базового та нового автомобіля в розрахунку на обсяг продукції, що виробляється за допомогою нового автомобіля.

Розрахуємо частки відрахувань від балансової вартості на повне відновлення (реновацію) базового та нового автомобіля (Р1, Р2) як величини, обернені до строків служби техніки:

Супутні капітальні вкладення споживача приймемо рівними 10% від вартості базового та нового автомобіля.

Для базового автомобіля:

Для нового автомобіля:

Розрахуємо річний економічний ефект. Для цього усі вихідні дані зведемо у табл. 6.4.



Таблиця 6.4. Зведена таблиця вихідних даних для розрахунку річного економічного ефекту

№ п/п	Показник	Умовне познач.	Одиниця виміру	Значення показника
1.	Зведені витрати базового автомобіля	З1	грн.	109103,069
2.	Зведені витрати нового автомобіля	З2	грн.	109095,004
3.	Річний випуск продукції, що виробляється при використанні базового автомобіля	В1	км	22800
4.	Річний випуск продукції, що виробляється при використанні нового автомобіля	В2	км	360240
5.	Частка відрахувань від балансової вартості на повне відновлення базового автомобіля	Р1		0,2
6.	Частка відрахувань від балансової вартості на повне відновлення нового автомобіля	Р2		0,143
7.	Нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень	Ен		0,15
8.	Річні експлуатаційні витрати споживача при використанні базового авто в розрахунку на обсяг продукції, що виробляється за допомогою нового авто	Е1	грн.	0,303
9.	Річні експлуатаційні витрати споживача при використанні нового авто в розрахунку на обсяг продукції, що виробляється за допомогою нового авто	Е2	грн.	0,302
10.	Супутні капітальні вкладення споживача при використанні базового авто в розрахунку на обсяг продукції, що виробляється новим авто	К1	грн.	750
11	Супутні капітальні вкладення споживача при використанні нового авто в розрахунку на обсяг продукції, що виробляється новим авто	К2	грн.	745

Річний економічний ефект:

Оскільки розрахунок проводиться для одного автомобіля, то А₂ приймемо рівним 1.

Для комплексної оцінки економічної ефективності нового автомобіля, окрім розрахунку основних показників (капітальних вкладень, поточних витрат, річного економічного ефекту), розрахуємо наступні узагальнюючі показники економічної оцінки (табл. 6.5)

Таблиця 6.5.

Назва показника	Умовне позначення	Одиниця виміру	Розрахункова формула	Результат розрахунку
1. Розрахунковий коефіцієнт загальної (абсолютної) ефективності капітальних вкладень	Еа	коеф.		0,75
2. Розрахунковий коефіцієнт порівняльної ефективності капітальних вкладень	Ес	коеф.		1,5
3. Термін окупності капітальних вкладень	Т	років		2,33
4. Термін окупності додаткових капітальних вкладень	Т1	років		1,667

На основі виконаних розрахунків, аналізу одержаних результатів і за значеннями показників економічної ефективності робимо висновки про доцільність запропонованого способу підвищення довговічності пальця кульового.

Нова техніка визнається економічно ефективною, якщо вона задовольняє умовам:

.

При цьому використовується єдиний для всіх галузей нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень Е_н=0,15.

З табл. 6.5 маємо:

0,75>0.15 2.33<5

1.5>0.15 1.667<5

Таким чином, запропонований спосіб підвищення довговічності пальця кульового доцільний. При цьому:

- річний економічний ефект складає 2053,43 грн.;

- термін окупності капітальних вкладень складає 2,33 років.



Висновки

Розглянуто призначення сферичних шарнірів передньої підвіски автомобіля ВАЗ-2101 та їх елементів. Описані умови роботи сферичних шарнірів та фактори, які впливають на швидкість зносу вузла. Проведений огляд основних методів підвищення зносостійкості сферичної поверхні кульових шарнірів:

- технологічний (плазменно-дугове напилення з наступною цементацією пальця кульової опори);

- конструктивний (виготовлення комбінованого підшипника);

- розрахунково-експериментальний (заміна мастила Циатім-205 на Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс").

Розроблений технологічний процес розбирання вузла при ремонті. Вибрано та обгрунтувано технологію відновлення сферичної частини пальця передньої підвіски. Описаний спосіб відновлення пальця кульового плазменно-дуговим напиленням і розроблений відповідний технологічний процес. Для визначення оптимального режиму напилення пальця використано мову SQL. Вибрано обладнання і призначені параметри механічної обробки пальця після нанесення покриття.

Описана хіміко-термічна обробка відновленого плазменно-дуговим напиленням пальця кульового, наведена схема технологічного процесу. Проведено математичне моделювання у середовищі Mathcad (лінійна та поліноміальна апроксимація за методом найменших квадратів).

У конструкторській частині проведено огляд існуючих підшипників, які застосовуються в кульових шарнірах, і розроблена конструкція комбінованого підшипника. Суть його виготовлення полягає у заміні тертя ковзання тертям кочення - у прошарок між сферичною поверхнею пальця та поверхнями вкладишів встановлені тіла обертання. Вказана конструкція замінює тертя ковзання сферичної частини пальця по вкладишу тертям кочення кульок, зменшуючи таким чином знос обох деталей.

Наведена методика розрахунку сферичних поверхонь і проведений розрахунок тиску в умовах роботи рульової тяги. Розроблений технологічний процес виготовлення комбінованого підшипника.

Охарактеризовані розрахунково-експериментальні методи підвищення зносостійкості сферичної поверхні кульових шарнірів і розроблена методика модельних випробувань. Розрахований знос сферичної частини кульового підшипника для двох зразків мастила:

- Циатім-205;

- Циатім -205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс".

Встановлено, що застосування мастила з присадками замість мастила без присадок забезпечує підвищення зносостійкості у 15,8 разів.



Рекомендації

Для підвищення довговічності опори кульової рекомендується:

- технологічний метод (плазменно-дугове напилення з наступною цементацією пальця кульової опори);

- конструктивний метод (виготовлення комбінованого підшипника);

- розрахунково-експериментальний метод (заміна мастила Циатім-205 на Циатім-205 + ПТФЕ-ЗОП + присадка універсальна „Акорокс").

Таблиця. Режими плазменно-дугового напилення сферичної частини пальця передньої підвіски автомобіля ВАЗ-2101

Матеріал деталі	Сталь 30Х
Наплавлюємий матеріал	Сталь 10
Кутова швидкість обертання деталі, об/хв	2
Кут атаки, град	90
Повздовжня подача плазмотрона, мм/об	20
Відстань від сопла плазмотрона до деталі (дистанція напилення), мм	300
Струм в ланцюгу електрод-сопло, А	200
Робоча напруга, В	270
Тиск стисненого газу, МПа	0,6
Швидкість наплавки, м/хв.	4
Витрати плазмостворюючої газової суміші (аргон), м3/год	5,0
Витрати Cталі 10, кг/год.	10
Коефіцієнт використанння матеріалу КВМ, %	60
Товщина шару покриття, мм	2,5

Параметри цементації:

- карбюризатор - масло індустріальне 50;

- t ? 900 С (високотемпературна цементація);

- витримка - 5 год.

Після цементації деталі гартують при t = 760 ⁰С



Література

1. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2т. Т.1. М.: Л.В.М. - СКРИПТ, Машиностроение, 1995. - 832 с.

2. Молодык М.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. Справочник. - М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.

3. Молодик М.В., Лангерт Б.А., Бредун А.К. Відновлення деталей машин. - К.: Урожай, 1989. - 256 с.

4. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнения металлов. Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. - 320 с.

5. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восстановления автомобильных деталей металлопокрытиями. - М.-Л.; Машгиз. 1962. - 296 с.

6. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х томах. Т.1 / Под ред. А. Г. Ковиловой, Р. К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с.

7. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Выш. школа, 1983. - 256 с.

8. Глушаков С. В., Ломотько Д. В. Базы данных. - Харьков: Фолио; М.: Изд. Аст. - 2001. - 504с.

9. Плю. Р., Стефанс Р. К. Освой самостоятельно SQL за 24 часа. - М.: Изд. дом „Вильямс", 2000. - 352 с.

10. Киммел П. Освой самостоятельно программирование для Microsoft Access 2000 за 24 часа. - М.: Изд. дом „Вильямс", 2000. - 448 с.

11. Чернець М., Пашечко М., Невчас А. Дослідження та розрахунки трибосистем ковзання, методи підвищення довговічності і зносостійкості. Т1. Методи прогнозування та підвищення зносостійкості триботехнічних систем ковзання. - Дрогобич: Коло, 2001. - 492 с.

12. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2т. Т.2. М.: Л.В.М. - СКРИПТ, Машиностроение, 1995. - 688 с.

13. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1977. - 408 с.

14. Автомобиль "Жигули". Руководство по ремонту. - М.: АРГО-КНИГА. АССОЦИАЦИЯ НЕЗАВИСИМЫХ ИЗДАТЕЛЕЙ, 1997. - 145 с.

15. Гаспарянц Г. А. Конструкция, основы теории и расчета автомобіля. -- М.: Машиностроение, 1978.-- 351 с.

16. Автомобили ВАЗ 2101 -2102 и их модификации. Руководство по эксплуатации, ремонту и техническому обслуживанию. - М.: АТЛАС-ПРЕСС, 2002. - 240 с.

17. Чернець М., Невчас А., Скварок Ю. Дослідження і підвищення зносостійкості матеріалів та оцінка довговічності і надійності трибо технічних систем. - Дрогобич: КОЛО, 2000. - 322 с.

18. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий - М.: Машиностроение . 1987.-358с.

19. Борисов Ю.С.. Борисова А.Л. Плазменные порошковые покрытия . -К : Техніка, 1986. -223 с.

20. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник.-К: Наукова думка.

21. Кудинов В.В. Плазменные покрытия, М. :Наука, 1977, 184с.

22. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1/Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с.

23. Гаркунов Д.Н. Триботехника. - М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.

24. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. - М.: Высшая школа, 1989. - 384 с.

25. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: 1986. - 544 с.

26. Наумов В.А. Основы надежности и долговечности в машиностроении. - Омск: Омская правда, 1972. - 330 с.

27. Кузьменко А.Г. Методи розрахунків та випробовувань на зношування та надійність. - Хмельницький: ТУ Поділля. - 2002. - 150 с.

28. Вузли тертя та мащення машин. Конспект лекцій з курсу для студентів спеціальності "Технологія і устаткування відновлення та підвищення зносостійкості машин і конструкцій" / О.В. Диха. - Хмельницький: ТУП, 2003.-75 с.

29. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. - К.: Наук. думка, 1988. - 736 с.

30. Охорона праці: Методичні вказівки до виконання розділу дипломних проектів для студентів ФІІТ / А.А.Сініченко, В.А.Кирилков, О,В,Снозик, О,В,Романішина. - Хмельницький: ТУП, 2002. - 27 с.

31. Туровец О.Г., Билинкис В. Д. Вопросы экономики и организации производства в дипломных проектах. - М.: Высшая школа, 1988. - 284 c.

32. Попова Р.Г., Самонова И.Н., Доброседова И.И. Финансы предприятий. -- СПб: Питер, 2002. - 224 с.

Размещено на Allbest.ru

...