Организация технического обслуживания автомобилей с разработкой манипулятора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт механизации и технического сервиса

Направление 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических

машин и комплексов

Профиль Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования (сельское хозяйство)

Кафедра Эксплуатация машин и оборудования

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

на соискание квалификации (степени) «бакалавр»

Тема: Организация технического обслуживания автомобилей с разработкой манипулятора

Студент 3251 с группы Волков Р.Н.

Руководитель ст. преподаватель Медведев В.М.



Аннотация

К выпускной квалификационной работе Волкова Руслана Никифоровича на тему: Организация технического обслуживания автомобилей с разработкой манипулятора.

Выпускная квалификационная работа состоит из пояснительной записки на листах машинописного текста и графической части на листах формата А1.

Записка состоит из введения, трех разделов, выводов и включает ……рисунков, таблицы. Список использованной литературы содержит ………наименований.

В первом разделе дан анализ состояния вопроса при техническом обслуживании.

Во втором разделе приведены технологические расчеты для проектирования пункта технического обслуживания, требования к охране труда при работе в пункте обслуживания и охрана окружающей среды.

В третьем разделе разработан подъемник для тракторов и автомобилей, анализ состояния безопасности труда при использовании манипулятора и экономическое обоснование проектируемой конструкции.

Записка завершается выводами.



Содержание

Введение

1. Анализ состояния вопроса при техническом обслуживании

1.1 Характеристика системы технического обслуживания

1.2 Виды технического обслуживания

1.3 Анализ существующих конструкций

2. Технологическая часть

2.1 Выбор исходных данных

2.2 Определение количества технических обслуживаний тракторов и автомобилей

2.2.1 Определение количества технических обслуживаний тракторов

2.2.2 Определение количества технических обслуживаний автомобилей

2.3 Определение трудоемкости технических обслуживаний тракторов и автомобилей

2.4 Определение численности рабочих пункта технического обслуживания тракторов и автомобилей

2.5 Расчет производственных площадей пункта технического обслуживания транспортных средств и подбор оборудования

2.6 Организация работ по охране труда

2.7 Охрана окружающей среды

3. Конструкторская разработка

3.1 Назначение конструкции

3.2 Устройство и принцип действия конструкции

3.3 Конструктивные расчёты

3.3.1 Расчёт оси на срез

3.3.2 Расчёт гидроцилиндра второго звена

3.3.3 Проверочный расчёт гидропривода

3.4 Инструкция по охране труда при работе с манипулятором

3.5 Экономическое обоснование конструкции

3.5.1 Расчёт массы и стоимости конструкции

3.5.2 Расчёт технико-экономических показателей эффективности конструкции и их сравнение

Выводы

Список использованной литературы



Введение

технический обслуживание трактор автомобиль

Сельское хозяйство нашей страны оснащено сложной современной техникой, восстановление технического ресурса которой осуществляется в предприятиях технического сервиса, в частности, в центральных ремонтных мастерских, на ремонтных заводах и др.

Большое значение для хозяйства имеет решение задачи обеспечения работоспособности машинного парка хозяйства направленное на своевременность и качество выполнения технологических процессов производства сельскохозяйственной продукции, а также решений связанных со снижением ее себестоимости, повышением эффективности производства, стимулированием труда работников в зависимости от конечных результатов хозяйственной деятельности предприятия.

Поэтому в современных условиях рыночных отношений любое организационное, технологическое и инженерно - техническое мероприятие, любой проект, в том числе и дипломный необходимо тщательно обосновать с экономической точки зрения, с тем, чтобы добиться получения максимальной эффективности конечных результатов при оптимальном объеме затрат или минимума затрат при заданной величине результатов.



1. Анализ состояния вопроса при техническом обслуживании

1.1 Характеристика системы технического обслуживания

Система ТО и ремонта с помощью ремонтно-обслуживающих воздействий обеспечивает исправное техническое состояние транспортного средства и их работоспособность в течение всего периода эксплуатации.

При использовании транспортного средства предусматривают следующие виды ТО:

- при подготовке трактора к эксплуатации;

- ежесменное (ЕТО);

- номерные (ТО-1, ТО-2, ТО-3);

- сезонные (СТО-ВЛ и СТО-ОЗ).

Цель ТО автомобилей и тракторов при использовании их по назначению - систематический контроль их технического состояния, выполнение плановых работ для уменьшения скорости изнашивания элементов, предупреждение отказов и неисправностей.

В начальный период эксплуатации новые и капитально отремонтированные транспортные средства подвергают обкатке (использованию по назначению с ограниченными режимами скорости, нагрузки и дополнительным объемом работ по ТО), призванной обеспечить нормальную приработку деталей и сопряжений. Режимы обкатки указывают в Техническом описании и инструкции по эксплуатации.

После транспортирования в частично разобранном виде транспортное средство подвергают досборке, регулированию и обкатке.

Техническое обслуживание при использовании следует проводить в соответствии с Техническим описанием и инструкцией по эксплуатации.

Техническое обслуживание при подготовке транспорта к хранению, в процессе хранения и при подготовке к использованию проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7751--85. Основным содержанием работ по ТО при хранении является защита от коррозии, старения резинотехнических из делий и деформации несущих элементов конструкции.

Использование транспортного средства без проведения очередного ТО не допускается. Восстановление (регулирование) параметров состояния автомобиля и трактора при ТО проводят по результатам контроля или диагностирования, если фактическое отклонение параметров превышает допускаемое.

Ежесменное ТО выполняет водитель транспортного средства. Другие виды ТО выполняет, как правило, специализированный персонал - звенья мастеров наладчиков, организуемые в хозяйствах, а также предприятия технического сервиса.

Водитель транспортного средства участвует в выполнении номерных и сезонных видов ТО.

Виды ТО, их периодичность и содержание едины как для новых, так и капитально отремонтированных транспортных средств. Сведения о проведении каждого ТО (кроме ежесменного) заносят в сервисную книжку.

Техническое состояние транспортного средства контролируют с помощью средств и методов диагностирования. Цель диагностирования состоит в определении технического состояния и причин возникновения неисправностей машин, а также в выдаче рекомендаций по выполнению необходимых операций ТО и ремонта. Для этого необходимо решить следующие задачи:

- проверить исправность и работоспособность транспорта в целом и (или) его составных частей с установленной вероятностью правильного диагностирования;

- отыскать дефекты, нарушившие исправность и (или) работоспособность;

- собрать исходные данные для прогнозирования остаточно го ресурса или вероятности безотказной работы транспорта в межконтрольный период.

По результатам диагностирования дают рекомендации о необходимости регулирования механизмов, замене и ремонте некоторых составных частей, замене материалов.

Контроль технического состояния проводят подготовленные мастераналадчики или диагносты, что обеспечивает высокое качество выполнения работ.

Различают следующие виды диагностирования:

- в процессе ТО;

- заявочное (при обнаружении причин отказов);

- ресурсное (при определении остаточного ресурса).

Диагностирование в процессе ТО выполняют в соответствии с планом ТО и ремонта. Его обычно совмещают с номерными ТО и ремонтом.

Цель этого диагностирования - установить необходимость регулировки механизмов, замены деталей и ремонта отдельных составных частей. Комплексы операций диагностирования в процессе ТО тем сложнее и больше по объему работ, чем выше номер ТО.

Заявочное диагностирование выполняют при отказах машин или по заявкам водителей транспортного средства. Цель такого диагностирования - выявление причин отказа или неисправности и их оперативное устранение или определение перечня и объемов восстановительных работ.

Ресурсное диагностирование транспортного средства проводят при ТО-3 и после межремонтной наработки. Такое диагностирование представляет собой комплекс работ по определению технического состояния и прогнозированию остаточного ресурса всех составных частей и машины в целом.

По результатам ресурсного диагностирования принимают решение о целесообразности дальнейшего использования или ремонта транспортного средства.



1.2 Виды технического обслуживания

Транспортные средства при их использовании по назначению (ГОСТ 20793--86) и хранении (ГОСТ 7751--85) подвергают ТО (рисунок 1.1 и 1.2).

Рисунок 1.1 График периодичности проведения ТО тракторов

Рисунок 1.2 График периодичности проведения ТО автомобилей

Периодичность номерных ТО тракторов установлена в мотто-часах, а автомобилей в километрах. Допускается регламентация периодичности номерных ТО тракторов по количеству израсходованного топлива или в условных эталонных гектарах.

В зависимости от условий использования допускаются отклонения (опережение, запаздывание) фактической периодичности ТО-1, ТО-2 и ТО-3 до 10 % от установленной величины.

Текущий ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления его работоспособности, состоит в замене и (или) восстановлении отдельных составных частей. Такой вид ремонта рассматривают как основной способ возобновления работоспособности транспортных средств при эксплуатации.

Текущий ремонт в зависимости от сложности работ можно выполнять как на месте использования, так и в соответствующих мастерских, на станциях технического обслуживания или районных предприятиях технического сервиса.

Текущий ремонт транспортных средств состоит из непланового (заявочного) ремонта, связанного с устранением неисправностей и проведением предупредительных работ, необходимость которых устанавливают в процессе использования или при техническом обслуживании, и планового ремонта, который проводят по результатам ресурсного диагностирования, выполняемого через 1700 … 2100 мото-ч наработки (за исключением гарантийного периода).

Капитальный ремонт тракторов и их составных частей выполняют, как правило, на районных предприятиях технического сервиса. Ресурс новых тракторов до капитального ремонта достигает 6000 мото-ч. Последующие капитальные ремонты, если таковые проводят, выполняют через 4000 … 5000 мото-ч. Конкретный трактор направляют в капитальный ремонт на основании оценки его технического состояния, в том числе с помощью ресурсного диагностирования.

Капитальный ремонт транспортного средства можно выполнять следующими методами:

- необезличенным - сохраняется принадлежность восстанавливаемых составных частей к определенному транспортному средству;

- обезличенным - не сохраняется принадлежность восстанавливаемых составных частей к определенному транспортному средству;

- агрегатным - разновидность обезличенного метода, при котором неисправные агрегаты заменяют новыми или ранее отремонтированными.

Агрегатным методом ремонтируют транспортные средства, конструктивные особенности которых позволяют расчленять их на агрегаты и узлы (составные части).

При этом каждая составная часть должна быть автономным, конструктивно законченным элементом, легко отделяемым без сложных разборочно-сборочных работ от других составных частей транспортного средства. Благодаря автономности составные части можно самостоятельно восстанавливать на ремонтных предприятиях.

Подготовка к хранению транспортных средств заключается в очистке, снятии составных частей, подлежащих отдельному хранению, наружной и внутренней консервации, герметизации полостей, установке на подставки (подкладки).

В период хранения проводят контроль транспортных средств и устраняют обнаруженные нарушения.

При снятии с хранения проводят работы в последовательности, обратной подготовке к хранению, а также профилактические операции в объеме ТО-1

1.3 Анализ существующих конструкций

Традиционно крана-манипуляторные установки (КМУ) более популярны как наиболее компактные и удобные для использования в стесненном пространстве. Обычные краны всегда составляли конкуренцию КМУ, но конструкции КМУ получили в последние годы значительное развитие. Их рабочая высота, вылет и грузоподъемность значительно возросли. Размеры КМУ намного более компактные по сравнению с традиционными кранами с таким же вылетом, и краны-манипуляторы в сложенном состоянии занимают гораздо меньше места. КМУ намного легче традиционных кранов и более универсальны благодаря применению различного сменного навесного оборудования. Все ведущие компании перешли к использованию в конструкции КМУ высокопрочной стали Weldox 1300, за счет чего удалось уменьшить массу новых кранов, сохранив при этом грузоподъемность.

Легким КМУ с грузовым моментом до 4 т·м не нужна регистрация в Ростехнадзоре. К тому же в отличие от традиционных кранов для управления КМУ грузовым моментом до 4 т·м не требуется сертифицированный оператор. Благодаря этим преимуществам краны-манипуляторы заметно потеснили на рынке традиционные грузоподъемные краны.

Рассмотрим конструкции существующих крана-манипуляторных установок.

Рассмотрим многофункциональный кран-манипулятор МКМ-200Т (рисунок 1.3).

1 - рама; 2 - колонна; 3 - стрела телескопическая; 4 - выносные опоры (включают в себя гидроцилиндры выдвижения опор, и гидравлические выдвижные домкраты); 5 - крановое оборудование (включает в себя лебёдку, канат, систему полиспастов и направляющих блоков, крюк); 6 - система гидравлическая; 7 - система электрическая; 8 - система управления: 9 - механизм телескопирования; 10 - механизм подъёма стрелы; 11 - механизм поворота.

Рисунок 1.3 Конструкция многофункционального крана-манипулятора МКМ-200Т

Кран-манипулятор МКМ-200Т предназначен для выполнения погрузо-разгрузочных, ремонтно-восстановительных и строительно-монтажных работ, а также выполнения работ с применением дополнительного навесного оборудования.

По принципу действия МКМ-200Т является манипуляторной установкой с гидравлическим приводом исполнительных органов. Привод насоса, питающего рабочей жидкостью механизмы установки, осуществляется от двигателя базового автомобиля через коробку отбора мощности (КОМ).

Управление осуществляется с рабочего места оператора путем переключения соответствующих рукояток управления.

Механизмы манипуляторной установки, реализуя поворот телескопической стрелы, изменение угла её наклона н телескопирование, обеспечивают возможность точной подачи грузозахватного органа на гибкой подвеске в зону погрузочно-разгрузочных работ, а также люльки к месту выполнения ремонтных работ.

Несущей частью крана-манипулятора являются рама 1 манипуляторной установки, представляющая собой сварную металлоконструкцию. В направляющих рамы 1 установлены выносные опоры 4 с гидроцилиндрами их выдвижения. Выносные опоры 4 обеспечивают необходимую устойчивость от опрокидывания, разгружают раму базового автомобиля от несвойственной ей нагрузки при выполнении грузоподъемных операций. Привод выдвижения выносных опор - гидравлический, с механической фиксацией.

Рама 1 манипуляторной установки и подрамник крепятся к раме базового автомобиля с помощью стремянок.

В рабочем и транспортном положениях выносные опоры 4 стопорятся при помощи подпружиненных фиксаторов. Освобождение опор производится поворотом рукоятки вверх вокруг оси фиксатора, на угол 180 градусов, при этом фиксатор выходит из паза выносной опоры. После возвращения рукоятки в исходное положение фиксатор снова готов к автоматическому срабатыванию.

На раме 1 манипуляторной установки расположены аппараты гидравлической 6, электрической систем 7 и системы управления 8. Данные системы обеспечивают привод и управление всеми исполнительными механизмами крана-манипулятора, а также безопасность и удобство его эксплуатации.

Органы управления расположены на раме 1 манипуляторной установки с левой стороны. По желанию заказчика возможна комплектация крана-манипулятора системой электрического дистанционного управления основными механизмами с переносного пульта, в том числе из люльки дополнительного оборудования.

В корпусе рамы 1 шарнирно закреплена поворотная колонна 2. Колонна 2 представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из корпусной части и вала-шестерни с посадочными поверхностями для установки колонны на раме. Гидроцилиндры механизма поворота 11 посредством реечной передачи передают усилие на вал-шестерню, обеспечивая поворот колонны.

Поворотная колонна 2 является несущей металлоконструкцией для телескопической стрелы 3 с механизмом её подъёма 10. Телескопическая стрела закреплена осью в верхней части колонны н шарнирно связана с ней гидроцилиндром механизма подъёма 10. Механизм подъёма стрелы обеспечивает требуемый угол её подъёма опускания в рабочем диапазоне.

Телескопическая стрела 3 состоит из трех секций - одной неподвижной и двух выдвижных. Выдвижение второй и третьей секции стрелы осуществляется гидроцилиндрами механизма телескопирования 9.

В транспортном положении телескопическая стрела сложена и установлена на опорной стойке.

На стреле закреплено крановое оборудование 5, которое включает в себя лебедку (установлена на первой секции телескопической стрелы), крюковую подвеску с грузозахватным органом - крюком, систему направляющих блоков на оголовке третьей секции стрелы и крюковой подвеске образующих 4-х кратный полиспаст, канат.

На МКМ-200 возможна установка такого дополнительного оборудования, как люлька.

Люлька предназначена для подъема и перемещения людей с инструментом и материалами в пределах установленной рабочей зоны для обслуживания и ремонта сооружений, а также линий электропередач напряжением до 1000 В.

В базовой комплектации кран-манипулятор оснащён спаренной люлькой (две люльки, закреплённые на общей оси).

Люлька представляет собой сварную коробчатую металлоконструкцию для размещения людей, обеспечения удобства и безопасности проведения ими работ на высоте.

Люлька шарнирно закреплена на оголовке третьей секции телескопической стрелы. Горизонтирование люльки при перемещении её в пределах зоны обслуживания обеспечивается механизмом выравнивания.

Механизм выравнивания люльки состоит из двух гидроцилиндров. Один из цилиндров шарнирно связывает люльку со стрелой, а другой стрелу с колонной. При этом гидроцилиндры образуют замкнутый гидравлический контур, что позволяет сохранять горизонтальное положение пола люльки независимо от угла наклона стрелы.

Рассмотрим КМУ UNIC 340-360 (рисунок 1.4). В принципе он повторяет предыдущую конструкцию, но более сложен. Он имеет две выдвижные части и большую грузоподъёмность. К тому же более сложно устроен.



1 - гак; 2 - серьга крепления гака; 3 - вторая секция; 4 - троса выдвижения; 5 - первая секция; 6 - распределитель; 7 - редуктор лебедки; 8 - телескопический цилиндр; 9 - колонна (башня); 10 - барабан с тросом; 11 - гидромотор лебедки; 12 - цилиндр подъема; 13 - гидрозамок; 14 - гидрошарнир; 15 - подшипник-шестерня; 16 - редуктор поворота; 17 - мотор поворота; 18 - цилиндр опоры; 19 - станина; 20 - коробка отбора мощности; 21 - карданный вал; 22 - насос; 23 - контрольный клапан.

Рисунок 1.4 Внешний вид и основные агрегаты КМУ UNIC 340-360

Рассмотрим манипулятор патент РФ 2305636 (рисунок 1.5). Изобретение относится к грузоподъемной технике, преимущественно к сельскохозяйственному машиностроению. Манипулятор содержит плоское основание 1 с кронштейнами навески 2 и 3 и выдвижными опорами 4, закрепленную с возможностью поворота вокруг оси основания 10, 11 опорно-поворотную колонку 9 со смонтированными шарнирно на ней стрелой 12, рукоятью 13 и грузозахватным крюком 14, попарно установленные силовые гидроцилиндры управления стрелой 15 и рукоятью 16, дополнительные гидроцилиндры 17 и 18 механизма поворота опорно-поворотной колонки 9.

Грузозахватный крюк 14 с концом рукояти 13 связан перемещающимся канатом 20, размещенным на конце рукояти 13 посредством пары блоков 21, 22. Верхний конец каната с образованием петли закреплен фиксатором 25, 26 на конце штока 24 силового гидроцилиндра 23, а его основание размещено на другом конце рукояти 13. Петля на верхнем конце каната 20 с охватом размещена на силовом гидроцилиндре 23 и ограничивает предельное выдвижение штока 24 из полости силового гидроцилиндра. Нижний конец каната 20 с образованием петли закреплен фиксатором 25 на его ветви, петля с охватом смонтирована на блоке 21, установленном с возможностью качания на оси в Н-образном кронштейне над траверсой грузозахватного крюка 14. Достигается обеспечение эксплуатационной надежности манипулятора при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.

После транспортного переезда трактор 7 с основанием 1 размещают на территории погрузочно-разгрузочной площадки таким образом, чтобы грузозахватным крюком 14 охватить большую зону обслуживания. Опоры 4 устанавливают так, чтобы основание 1 имело наибольшую устойчивость, а оси 10 и 11 располагались вертикально. Далее, управляя силовыми гидроцилиндрами 15, 16, 17 и 18, блок 21 с грузозахватным крюком 14 на конце каната 20 размещают над поднимаемым грузом. Груз стропами навешивают на зев крюка 14. Далее в штоковую полость силового гидроцилиндра 23 подают под давлением масло. Шток 24 втягивается в полость силового гидроцилиндра 23. Шток увлекает за собой фиксатор 25 на верхнем конце каната 20. Канат 20 перемещается в направлении оси в кронштейне на заднем конце рукояти 13. Подвижная часть ветви каната 20, огибая блоки 21 и 22, при однократном перемещении штока 24 приводит к двукратному подъему вверх фиксатору 26 нижнего конца каната 20, а вместе с ним и грузозахватного крюка 14. Таким образом, скорость подъема груза на грузозахватном крюке 14 в два раза больше, чем скорость перемещения штока 24 в полости силового гидроцилиндра 23, а потребное усилие на штоке 24 в два раза меньше силы веса поднимаемого груза.

1 - плоское основание; 2, 3 - кронштейны навески; 4 - выдвижная опора; 5, 6 - тяги; 7 - трактор; 8 - гидроцилиндр; 9 - опорно-поворотная колонка; 10, 11 - ось основания; 12 - стрела; 13 - рукоять; 14 - грузозахватный крюк; 15, 16 - силовой гидроцилиндр; 17, 18 - дополнительный гидроцилиндр; 19 - механизм поворота; 20 - канат; 21, 22 - блок; 23 - силовой гидроцилиндр; 24 - шток; 25, 26 - фиксатор.

Рисунок 1.5 Схема устройства манипулятора. Патент РФ 2305636

Эксплуатационная надежность в заявленном манипуляторе достигнута тем, что петля каната 20 охватывает силовой гидроцилиндр 23 и исключает аварийные ситуации в силовой части рукояти 13, а петля на нижнем конце каната 20 обеспечивает работу крюка 14 при любых положениях рукояти 13.

Таким образом, описанный манипулятор обеспечивает высокое качество выполнения погрузочно-разгрузочных работ за счет "чистого" подъема и опускания перемещаемых грузов.

Рассмотрим КМУ LS-1030 (рисунок 1.6). КМУ LS-1030 представляет собой высококачественное оборудование, спроектированное с целью максимально увеличить эффективность установки при перемещении грузов, обеспечив функцию эффективного перемещения, погрузки-разгрузки грузов. Посредством простого управления рычагом, можно быстро и легко перемещать и разгружать тяжелые объекты.

1 - стрела; 2 - индикатор угла; 3 - лебедка; 4 - поворотная опора; 5 - поворотная система; 6 - рама; 7 - масляный бак; 8 - рычаг управления; 9 - узел отбора мощности; 10 - цилиндр подъема стрелы; 11 - крюк; 12 - канат; 13 - выдвижная опора (аутригер); 14 - блокировочная система; 15 - верхнее сидение.

Рисунок 1.6 Внешний вид и устройство КМУ LS-1030

Стрела 1, действующая как рука человека, выдвигается и задвигается с помощью гидравлического цилиндра и каната. Крюк 11 установлен на конце стрелы КМУ, используется для подъема и опускания предметов и соединен с лебедкой 3 и канатом 12. Лебедка 3, управляемая гидравлическим двигателем, выполняет функцию подъема и опускания предметов путем разматывания и сматывания каната 12, который намотан на барабан лебедки 3, и соединен с крюком 11. Индикатор угла 2, установленный на боковой поверхности стрелы КМУ, позволяет безопасно выполнять работы, показывая номинальную нагрузку в соответствии с углом наклона стрелы 1.

Поворотная опора 4, играющая роль верхней части КМУ, вращается с помощью поворотной системы 5, на которой установлены стрела 1, лебедка 3 и главный цилиндр. Поворотная система предназначена для поворота на 360° путем вращения поворотной опоры 4.

Рама 6, играющая роль нижней части КМУ, используется для крепления КМУ к автомобилю. Эта рама состоит из нескольких компонентов, например, рамы, маятниковой опоры (подшипника), шарнирного соединения и рабочего узла и поддерживает выносную стрелу.

Масляный бак 7 разработан для гидравлического масла и выполняет функцию снижения выработки тепла. Масляный бак состоит из нескольких компонентов: сетчатого фильтра на всасывающей линии, сливного фильтра, масляного манометра и сливной заглушки. Дополнительный масляный бак устанавливается на раме и грузовике в соответствии с моделью.

Рабочий рычаг 8 установлен на главном распределителе управления и на распределителе аутригера. Подробности управления этим рычагом указаны на шильдике или верхней части рамы рычага.

Узел РТО 9 используется для передачи мощности вращения двигателя на гидромотор. Цилиндр подъема стрелы 10 или мачты выполняет функцию подъема и опускания стрелы 1.

Выдвижная опора 13 (аутригер) фиксируется на раме и выполняет роль опоры, обеспечивая безопасность КМУ и защиту шасси автомобиля.

Блокировочная система 14 предупреждает крановщика или рабочего с помощью звуковой сирены об опасности порыва каната 12, когда крюк 11 слишком близко подходит к стреле 1. Верхнее сидение 15 предназначено для выполнения работ путем управления стрелой 1, лебедкой 3, цилиндром подъема стрелы 10 и поворотным цилиндром с верхней площадки КМУ.

Рассмотренные конструкции довольно сложны и дороги. Есть смысл изготовить более простую конструкцию, выполняющую те же функции, но проще и дешевле. Ведь для нужд сельскохозяйственного значения не обходима в первую очередь надёжность и безотказность.



2. Технологическая часть

2.1 Выбор исходных данных

Марка	Количество транспорта	Годовая наработка транспорта, км/у.э.га.
КАМАЗ	13	58400
ГАЗ-3302	16	74000
МТЗ-80/82	5	1320
МТЗ-1221	2	2590

2.2 Определение количества технических обслуживаний тракторов и автомобилей

2.2.1 Определение количества технических обслуживаний тракторов

Количество ТО - 3 определяется по формуле:

, (2.1)

где N_ТрТО-3i - количество ТО-3, шт.;

N_ТРi - количество тракторов данной марки, шт;

Q_Гi - годовая наработка трактора, у.э.га.;

q_ТО-3i - периодичность проведения ТО-3, у.э.га.

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

Количество ТО - 2 определяется по формуле:

, (2.2)

где N_ТрТО-2i - количество ТО-2, шт.;

q_ТО-2i - периодичность проведения ТО-2, у.э.га.

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

Количество ТО - 1 определяется по формуле:

, (2.3)

где N_ТрТО-1i - количество ТО-1, шт.;

q_ТО-1i - периодичность проведения ТО-1, у.э.га.

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

Периодичность проведения ТО тракторов представлена в таблице 2.3, [2, 15].

Результаты расчетов представлены в таблице 2.4, [2, 15].

Таблица 2.3

Периодичность проведения ТО тракторов

Марка	Периодичность проведения обслуживания, у.э.га.
	ТО-1	ТО-2	ТО-3
МТЗ-80/82	60	240	960
МТЗ-1221	120	480	1920

Таблица 2.4

Количество ТО тракторов

Марка	Количество тракторов	Годовая наработка трактора, у.э.га.	Количество обслуживаний
			ТО-1	ТО-2	ТО-3
МТЗ-80/82	5	1320	82	21	7
МТЗ-1221	2	2590	32	8	3



2.2.2 Определение количества технических обслуживаний автомобилей

Количество ТО - 2 автомобилей определяется по формуле:

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

Количество ТО - 1 определяется по формуле:

, (2.5)

где N_{АвтТО-1i} - количество ТО-1, шт.;

q_ТО-1i - периодичность проведения ТО-1, км.

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

Периодичность проведения ТО автомобилей представлена в таблице 2.5, [5].

Результаты расчетов представлены в таблице 2.6, [5].

Таблица 2.5

Периодичность проведения ТО автомобилей

Марка	Периодичность проведения обслуживания, км.
	ТО-1	ТО-2
КамАЗ	2500	10000
ГАЗ-3302	3200	12800



Таблица 2.6

Количество ТО автомобилей

Марка	Количество автомобилей	Годовой пробег автомобиля, км.	Количество обслуживаний
			ТО-1	ТО-2
КамАЗ	13	58400	228	76
ГАЗ-3302	16	74000	277	93

2.3 Определение трудоемкости технических обслуживаний тракторов и автомобилей

Трудоемкость технических обслуживаний тракторов определяется по формуле:

Трудоемкости ТО по маркам тракторов представлены в таблице 2.7, [10].

Таблица 2.7

Трудоемкости ТО по маркам тракторов

Марка	Трудоемкость обслуживания, чел. час.
	ТО-1	ТО-2	ТО-3
МТЗ-80/82	1,6	6,1	17
МТЗ-1221	0,8	4,7	32

Затраты труда на проведение ТО тракторов представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Затраты труда на проведение ТО тракторов

Марка	Трудоемкость обслуживаний, чел час.
	ТО-1	ТО-2	ТО-3
МТЗ-80/82	131,2	128,1	119
МТЗ-1221	25,6	37,6	96
Всего:	156,8	165,7	215
Всего:	537,5

Трудоемкость технических обслуживаний автомобилей определяется по формуле:

Трудоемкости ТО по маркам автомобилей представлены в таблице 2.9, [10].

Таблица 2.9

Трудоемкости ТО по маркам автомобилей

Марка	Трудоемкость обслуживания, чел. час.
	ТО-1	ТО-2
КамАЗ	3,4	14,6
ГАЗ-3302	1	4,7

Затраты труда на проведение ТО автомобилей представлены в таблице 2.10.



Таблица 2.10

Затраты труда на проведение ТО автомобилей

Марка	Трудоемкость обслуживаний, чел час
	ТО-1	ТО-2
КАМАЗ	775,2	1109,6
ГАЗ-3302	277	437,1
Всего:	1052,2	1546,7
Всего:	2598,9

Суммарная трудоемкость выполнения ТО для тракторов и автомобилей определяется по формуле:

, (2.8)

Т_ТО = 537,5+2598,9= 3136,4 чел. час.

2.4 Определение численности рабочих пункта технического обслуживания тракторов и автомобилей

Численность рабочих определяется по формуле:

, (2.9)

где з_НЗ - неравномерность загрузки пункта ТО, з_НЗ = 1,3, [2, 5]

К_р - число рабочих дней в году, К_р = 252, [5] ;

Т_см - продолжительность смены, ч.; Т_см = 8 ч., [10];

К_о - общее число рабочих дней отпуска, К_о = 24 дня, [10];

_р - коэффициент потерь рабочего времени, _р = 0,88, [10].

N_P = 3136,4*1,3/((252-24)*8*0,88) = 2,54

Принимаем N_P = 3 человек.

2.5 Расчет производственных площадей пункта технического обслуживания транспортных средств и подбор оборудования

Подбор оборудования для пункта технических обслуживаний транспортных средств осуществляется с учетом технологического процесса и объема выполняемых всех работ.

Ведомость оборудования представлена в таблице 2.11.

Таблица 2.11

Ведомость оборудования

№ поз. на плане	Наименование оборудования	Шифр или марка	Количество	Габаритные размеры, мм.	Занимаемая площадь	Мощ-сть, кВт.
					д. оборуд м2.	Всего. м2.
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Комплект оснастки рабочего места мастера-наладчика	ОРГ-4999А ГОСНИТИ	1		2	2
2	Верстак	ОРГ1468-01-060А ГОСНИТИ	2	1200Х800Х805	1	2
3	Шкаф	5126.000 ГОСНИТИ	2	1600Х430Х1900	0,7	1,4
4	Установка для мойки	ОМ-5362 ГОСНИТИ	1	900Х600Х560	0,6	0,6	0,5
5	Ларь для обтирочного материала	5133.000 ГОСНИТИ	1	1000Х500Х850	0,5	0,5
6	Установка для промывки системы смазки двигателей	ОМ-2871В	1	1070Х825Х830	0,9	0,9	1
7	Ящик для песка	5139.000 ГОСНИТИ	1	500Х500Х1000	0,25	0,25
8	Установка для смазки и заправки	ОЗ-4967М ГОСНИТИ	1	3770Х750Х2055	2,9	2,9	2,5
9	Секция стеллажа	5152.000 ГОСНИТИ	6	1500Х600Х600	0,9	1,8
10	Станок точильно- шлифовальный	3Б634	1	1000Х665Х1230	0,7	0,7	4,5
11	Станок настольный сверлильный	2М112	1	770X370X820	0,3	0,3	0,6
12	Подставка под оборудование	5143.000 ГОСНИТИ	1	1500Х600Х600	0,9	0,9
13	Пресс гидравлический	ОКС-1671М ГОСНИТИ	1	1500Х640Х940	0,96	0,96	4,5
14	Шкаф для инструмента	5126.000 ГОСНИТИ	2	1600Х430Х1900	0,7	1,4
15	Стол монтажный	ОРГ-1468-01-080А ГОСНИТИ	1	1200Х800Х600	1	1
16	Верстак слесарный	ОРГ1468-01-060А ГОСНИТИ	1	1200X800X820	1	1
17	Стенд для проверки гидравлической системы тракторов		1	3030Х1365Х1300		4,13	37
18	Осмотровая яма		2	800х7000х1400	5,6	11,2
Всего:					32,94	53,6

Площадь пункта технического обслуживания находится с учетом техники расположенной на участке и площади производственного оборудования.

, (2.10)

где F_уч - расчетная производственная площадь участка технических обслуживаний, м²;

F_об - площадь, занимаемая оборудованием, м²;

F_М - площадь, занимаемая транспортными средствами, F_М = 22 м², [5];

у - коэффициент, учитывающий проходы и рабочие зоны, [10].

F_ТО = (32,94+22)*3,5 = 192,29 м².

Принимаем площадь участка пункта технических обслуживаний 216 м², (12х18 м).

2.6 Организация работ по охране труда

Общее руководство работой по охране труда в областных производственных объединениях автотехобслуживания возлагается на руководителя (директора, начальника) и главного инженера.

В производственных объединениях, на СТО в зависимости от числа работающих штатным расписанием устанавливается количество освобожденных работников службы охраны труда: один -- при численности работающих 250--500 чел.; два -- при численности 501 --1500 чел.; три (бюро, группа) -- при численности свыше 1500 чел. На должность инженера (ст. инженера) по охране труда назначаются лица, имеющие высшее образование. В своей деятельности они подчиняются главному инженеру.

Главные механики, главные энергетики, главные конструкторы, главные технологи производственных объединений (в зависимости от наличия по штатному расписанию) должны осуществлять мероприятия по внедрению безопасных и безвредных условий труда в соответствии с разработанными для них положениями. Руководство охраной труда на СТО, в цехах, на производственных участках возлагается соответственно на руководителей СТО, на начальников цехов и участков. На СТО, где должность инженера по охране труда штатом не предусмотрена, приказом руководителя станции из числа ИТР назначается лицо, ответственное за охрану труда, обязанное заниматься вопросами охраны труда не менее 1 ч в день.

Все руководители производства участвуют в административно-техническом (трехступенчатом) контроле за выполнением мероприятий по охране труда. Этот контроль является основной формой контроля администрации и комитетов профсоюза на СТО. Осуществляется он снизу доверху в три этапа (ступени.).

Трехступенчатый контроль не исключает проведения административного контроля в соответствии с должностными обязанностями руководителей, инженерно-технических работников. В зависимости от специфики производства, структуры предприятия и мощности его подразделений трехступенчатый контроль за состоянием охраны труда проводится: на первой ступени -- на участке цеха, в смене или бригаде; на второй -- в цехе, на производстве или участке СТО; на третьей ступени -- на предприятии в целом.

Первая ступень. Ежедневно до начала работы мастер, механик, руководитель участка обходят все рабочие места. Они проверяют чистоту рабочих мест, состояние гаражного и станочного оборудования, ограждений, исправность инструмента и приспособлений, правильность использования рабочими средств индивидуальной защиты и состояние пожарной безопасности. При обнаружении неисправности оборудования, нарушения Правил техники безопасности принимаются меры к их устранению и производится запись в книге мастера или руководителя участка.

Вторая ступень. Два раза в месяц руководитель СТО с представителем комиссии охраны труда обходят вверенные им участки работы. После обхода они дают соответствующие распоряжения об устранении недостатков, выявленных во время осмотра. Все замеченные недостатки или нарушения Правил и требований охраны труда вносятся в журнал.

Третья ступень. Контроль проводится с привлечением технических специалистов и руководителей объединения не реже 1 раза в квартал. Наряду с другими вопросами на третьей ступени проверяются состояние травматизма и условий труда, показатели улучшения условий труда (комплексный коэффициент), выполнение соглашения по улучшению условий труда.

По результатам проверки составляется протокол, в котором указываются недостатки и нарушения, назначаются ответственные за выполнение намеченных мероприятий, устанавливаются сроки исполнения.

Требования безопасности к технологическим процессам

Безопасность технологического процесса ТО и ремонта автомобиля на рабочем месте регламентируется ГОСТ 12.3.002--75 «ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.3.017--79 «ССБТ. Ремонт и техническое обслуживание автомобилей. Общие требования безопасности». Основные требования по безопасности труда излагаются в «Инструкции по охране труда и технике безопасности на предприятиях системы автотехобслуживания». Удовлетворение психофизиологических требований обеспечивается внедрением рационального режима труда и отдыха, цветовой отделкой помещения и оборудования участка.

Содержание вредных примесей в воздухе должно отвечать требованиям ГОСТ 12.1.005--76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей должны производиться на постах (специально отведенных местах), оснащенных необходимыми устройствами, приборами и приспособлениями. Посты ТО и ремонта должны располагаться так, чтобы расстояние между автомобилями, автомобилями и конструкциями здания обеспечивало удобство работы и безопасность.

На постах механизированной мойки, диагностирования и других, оснащенных специальным технологическим оборудованием, расстояния между автомобилями и конструкциями здания должны устанавливаться в зависимости от вида и габаритов технологического оборудования.

Все виды работ по ТО и ремонту проводятся при выключенном двигателе, за исключением тех случаев, когда работа двигателя требуется по технологии. При этом требуется наличие местного отсоса для удаления отработавших газов.

В помещениях с поточным движением автомобилей обязательно устройство звуковой и световой сигнализации, своевременно предупреждающей работающих на линии обслуживания о начале движения автомобиля с поста на пост. Посты должны иметь сигналы аварийной остановки.

Если снятие агрегатов и деталей связано с большими физическими усилиями или их расположение создает неудобства в работе, применяют соответствующие приспособления, обеспечивающие безопасность при выполнении этой работы. Снятие, транспортировку и установку крупногабаритных агрегатов массой более 20 кг осуществляют при помощи подъемно-транспортных механизмов, оборудованных приспособлениями (захватами), гарантирующими надежное удержание агрегатов.

Перед снятием агрегатов или деталей, связанных с системами питания, охлаждения и смазки автомобилей, предварительно сливают топливо, масло и охлаждающую жидкость в специальные резервуары, не допуская проливания. При установке автомобиля на поворотном стенде его надежно закрепляют, снимают аккумуляторную батарею, при необходимости сливают топливо, масло и охлаждающую жидкость. Слив топлива производят в местах, исключающих возможность его возгорания. Хранение слитого топлива на постах ТО и ремонта запрещается.

2.7 Охрана окружающей среды

Для предупреждения отрицательного воздействия деятельности предприятия необходим целый комплекс мер по охране окружающей среды на предприятии. А именно, для охраны важнейших природных составляющих окружающей среды: земля, вода, воздух, которые подвержены негативному воздействию от предприятий в связи с техногенными выбросами и отходами. Такие выбросы и отходы приводят к разрушению озонового слоя Земли и окислению воды и почвы, а это в свою очередь, провоцирует климатические изменения. Государственный аппарат РФ разрабатывает долгосрочную экологическую политику по охране окружающей среды на предприятии и внутригосударственный контроль за ПДВ.

Для улучшения экологии в стране необходимо своевременно обеспечивать безопасность экологии и противорадиационных мер, контролировать экологическую ситуацию в промышленности.

Охрана окружающей среды на предприятии должны включать в себя следующие меры:

- выявление, последующая оценка и постоянный контроль над выбросом вредных элементов в окружающую атмосферу;

- создание современной техники и разработка технологий, охраняющих природу и природные ресурсы;

- материальное стимулирование выполненных требований по охране окружающей среды на предприятии;

- профилактические меры природоохранных мероприятий;

- выделение специальных территорий (зон).

Охрана окружающей среды на предприятии - это не только экологическая безопасность объекта, но и безопасность жизнедеятельности (БЖД). Безопасность жизнедеятельности это целый комплекс мер для предотвращения отрицательного воздействия производственных факторов на сотрудников предприятия. Все работники предприятия должны пройти полный курс по технике безопасности, а также в последующем соблюдать правила и нормативы предприятия, поддерживать микроклимат на рабочем месте и санитарно-гигиенические нормы.

Весь перечень норм и правил по рабочей и экологической безопасности должны быть зафиксированы в экологическом паспорте предприятии. Экологический паспорт предприятия - это сборная статистика, которая отображает степень использования предприятием природных ресурсов и разрабатывается за счет компании, после согласования с уполномоченными органами.

Существует специальная служба экологического контроля во избежание мошенничества и правильного составления экологического паспорта. Служба оказывает услуги при составлении паспорта, заполняет и оформляет все графы экологического паспорта, при этом учитывают суммарное воздействие вредных выбросов в окружающую среду.

Негативное влияние на окружающую среду может возникать вследствие существенного количества производственных отходов и большого объема загрязнения воды.



3. Конструкторская разработка

3.1 Назначение конструкции

Конструкция предназначена для того, чтобы устанавливать на нее различное оборудование. Например, люлька для рабочих, комплект из лебедки и полиспаста с крюком, либо другого стандартного оборудования. Грузоподъемность конструкции указана при максимальном вылете стрелы из расчет неопрокидывания конструкции без учета веса транспортного средства, только лишь из условия выдвинутых опор. Максимальная грузоподъемность конструкции, как минимум, в два раза выше. Допускается поднимать грузы весом более 4 тонн, расположенных не далее 1,5..2 места от борта автомобиля.

Технические характеристики конструкции приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Технические характеристики конструкции

Наименование параметра	Значение
Грузоподъёмность, т	2
Давление в гидросети, мПа	16
Вылет стрелы, м	5,2
Угол поворота, град	270

3.2 Устройство и принцип действия конструкции

Рассмотрим устройство конструкции. Конструкция рамой 1 устанавливается на лонжероны автомобиля (например, КамАЗ), и притягивается к ним шпильками через отверстия крепежной площадки 3. Крепление производится, как минимум, 8-ю шпильками на всю конструкцию. Рама 1 имеет полости, из которых выдвигаются лапы 3. Выдвижение происходит по принципу "труба в трубе". С краю рамы 1 в этой полости расположены фрикционные накладки 5, а на конце выдвижной лапы 3 крепятся фрикционные накладки 6. Они (6) также выполняют роль ограничителя выдвижения лапы. Вертикальной составляющей лапы является гидроцилиндр, на конце штока которого шарнорно закреплена опора 4. В состав рамы 1 входит корпус 7, внутри которого с возможностью вертикального вращения размещена ось 8. Сверху оси 8 расположен опорный кронштейн 9. Ось 8 вращается в корпусе 7 на 6-ти подшипниках. Вверху и внизу имеется набор из упорного роликового подшипника и спаренных радиальных. Роликовые подшипники стянуты, не давая оси 8 перемещаться вертикально. Так же на оси 8 на шпоночном соединении установлено зубчатое колесо, которое касается зубчатой рейки механизма поворота 10. В избежании упругого отклонения рейки 10 от зубчатого колеса, установлен опорной ролик 11. К опорному кронштейну 9 крепится первое звено 12, перемещение которого осуществляет гидроцилиндр 13, а сверху звена 12 установлено второе звено 14, перемещение которого осуществляется с помощью гидроцилиндра 15. На звене 14 имеются опорные площадки. На площадке 16 возможно закрепить дополнительное оборудование, такое как лебедка. На площадке 17 можно закрепить люльку, блоки полиспаста для подвеса крюка, лебедку, крюк, пневматическое оборудование, вилочный захват.



1 - рама; 2 - крепежная площадка; 3 - выдвижная лапа; 4 - опора; 5, 6 - фрикционные накладки; 7 - корпус; 8 - ось; 9 - опорный кронштейн; 10 - механизм поворота; 11 - прижимной ролик; 12 - первое звено; 13 - гидроцилиндр первого звена; 14 - второе звено; 15 - гидроцилиндр второго звена; 16, 17 - площадка крепления оборудования.

Рисунок 3.5 Устройство конструкции

Данная конструкция является упрощенной версией манипуляторной установки, которую возможно произвести собственными силами среднего по величине сельскохозяйственного предприятия, в составе которого имеется сварочный и столярный участки. Для производства данной конструкции необходимо следующее основное оборудование: сварочный полуавтомат, токарный станок, сверлильный станок, фрезерный станок, заточной станок, клепальная установка, гидравлический пресс.



3.3 Конструктивные расчёты

3.3.1 Расчёт оси на срез

Для того чтобы произвести расчёт оси на срез воспользуемся рисунком 3.6

Рисунок 3.6 к определению усилия среза

Из рисунка можно сделать следующие выводы, причём, следует заметить, как сила F_B перенесена по оси ВА до совмещения с вертикалью точки С:

(3.1)

Подставив значения и переведя грузоподъёмность в систему СИ (2000 кг · 9,81 = 19620 Н.



Диаметр оси гидроцилиндра определится по формуле:

, (3.2)

где - напряжение на срез;

- допускаемое напряжение на срез;

- диаметр оси, мм;

Р=F_B - Сила действующая на ось = 296494 Н.

Учитывая, что ось имеет две плоскости среза, усилие Р делится пополам и требуемый диаметр штифта определиться по формуле:

. (3.3)

Подставив значения получим:

.

Принимаем d соответствии с конструкцией и с учётом запаса прочности =50 мм. Оси имеющие большую длину примем диаметром 60 мм для компенсации упругого изгиба.

3.3.2 Расчёт гидроцилиндра второго звена

В нашем случае имеется гидроцилиндр, который необходимо проверить на пригодность применения в данной конструкции.

Скорость перемещения определяем по формуле:

, (3,4)

где l - ход штока, м;

t - время операции, принимаемое по техническому заданию, с.

Подставив значения получим:

м/с.

Выходная мощность гидропривода определяется по формуле:

, (3,5)

где - усилие на штоке гидроцилиндра, Н.

В нашем случае имеется усилие на штоке, равное:

=296494 Н

тогда получим:

.

Расчётная мощность определяется по формуле:

, (3,6)

где - коэффициент запаса по усилию, =1,15…1,25;

- коэффициент запаса по скорости, =1,2…1,4.

Подставив значения получим:

Вт.

Руководствуясь рекомендациями, подбираем номинальное давление в сети =16 мПа (16000000 Па).

Тогда по формуле 10.36 [5], определяем максимальное давление в сети:

(3,7)

МПа.

Полезную площадь гидроцилиндра рассчитывают по формуле:

, (3,8)

м²

Диаметр цилиндра определяется по формуле:

, (3,9)

Принимаем диаметр гидроцилиндра 130 мм

С учётом рекомендаций, принимаем диаметр штока d_ш=0,06 м (6) см.

Необходимая подача насоса определяется по формуле:

(3,10)



3.3.3 Проверочный расчёт гидропривода

При работе бесштоковой полости диаметр гидроцилиндра определиться по формуле:

, (3,11)

где - механический КПД гидроцилиндра, =1;

- КПД шарнирного подшипника в густой смазке, =0,98;

- Гидравлический КПД.

м.

Шток цилиндра рассчитывают на продольный изгиб по формуле:

, (3,12)

где - наименьшая осевая сжимающая сила, Н;

К - коэффициент, зависящий от способа заделки концов штока, стр. 189 [5] К=2;

I = рd⁴/64 - момент инерции.

I = 3,14·0,06⁴/64= 0,00000063558

Наименьшая осевая сжимающая сила намного больше заявленной (296494Н<548823330Н). Условия прочности соблюдаются.



3.4 Инструкция по охране труда при работе с манипулятором

Общие требования охраны труда

1. К самостоятельной работе с применением манипулятора допускаются люди не моложе 18 лет и прошедшие вводный инструктаж.

2. Работник обязан:

- Выполнять правила вн...