Тема роботи: Автомобільна киснезарядна станція

Вихідні дані: Прототип: АКЗС-75, система для розробки: киснева, агрегат: сорочка циліндра компресора типу КП-75

Зміст пояснювальної записки: вступ, технологічна частина, конструкторська частина аеропорт авіація компресор

Перелік креслень: киснева система, сорочка циліндра компресора.

Вступ

Аеропорт - це багатофункціональне транспортне підприємство, яке являється наземною частиною авіаційної транспортної системи, яка забезпечує зліт та посадку повітряних суден, їх наземне обслуговування, прийом і відправлення пасажирів, вантажу, багажу, а також створює умови для функціонування авіакомпаній та державних органів. Сучасний аеропорт цивільної авіації представляє собою велике авіатранспортне підприємство, яке обладнане складною сучасною технікою, в задачі якого входять регулярний прийом, відправлення і обслуговування повітряних суден (ПС), пасажирів і вантажів.

З подальшим розвитком цивільної авіації, використанням нових поколінь повітряних суден, реконструкцією та будівництвом аеропортів пов'язане широке використання авіаційної наземної техніки (АНТ).

При підготовці ПС до польоту його системи заповнюються киснем, повітрям та азотом. Киснева система - одна з найважливіших, і забезпечує життєдіяльність екіпажу та пасажирів. Бортові балони наповнюються газоподібним медичним киснем першого сорту, який повинен місти не менше 99,2 % кисню та не більше 7Ч10-5 кг/м3 вологи.

Для заповнення (зарядки) кисневих систем ПС медичним киснем використовуються автомобільні кисне зарядні станції (АКЗС): АКЗС-40, АКЗС-50, АКЗС-75, АКЗС-75М, УГ3С-1 та ін..

Принцип дії всіх киснезарядних станцій полягає в перепуску стисненого газоподібного кисню із балонів з високим тиском в балони з меншим тиском з наступним підвищенням тиску до заданого за допомогою компресора.

Кожна автомобільна киснезарядна станція має ємність в вигляді батареї балонів високого тиску. Компресори приводяться в дію від двигуна автомобіля.

Кисень для заповнення АКЗС повинен відповідати ГОСТу на медичний кисень і надходити з заводів промисловості чи з рухомих киснедобувних станцій (АКДС) в запломбованих балонах, забезпечених паспортами.

Мета курсової роботи - закріплення знань, отриманих в процесі вивчення дисципліни «Техніка аеропортів», і вироблення навичок практичного застосування знань при вирішенні завдань з конструювання спеціальних машин та механізмів аеропортів.

Завдання курсової роботи - розглянути сучасні автомобільні кисне зарядні станції та зробити їхній порівняльний аналіз. На базі цього аналізу визначити умови до машини, що проектується. Також завданням курсової роботи є модернізація агрегату заданої системи на базі прототипу. Прототипом являється автомобільна киснезарядна станція АКЗС-75.

1. Технологічна частина

1.1 Аналіз машин-аналогів

Для порівняння станції АКЗС-75 з ін. розглянемо такі автомобільні киснезарядні станції, як АКЗС-40, АКЗС-75М, АКЗС-80, УГЭС-1.

1.1.1 АКЗС-75М

Автомобільна киснезарядна станція АКЗС-75М-131-III призначена для зарядки медичним киснем бортових систем літаків.

Система й устаткування станції дозволяють виконувати:

- зарядку батареї балонів самої станції киснем зі сторонніх джерел до тиску наповнення 15,0 МПа (150 кг/см2);

- зарядку бортових балонів літаків, а також транспортних балонів з батареї станції до тиску наповнення в 15,0 МПа (150 кг/см2);

- зарядку парашутних приладів до тиску 15,0 МПа (150 кг/см2);

- зарядку бортових і транспортних балонів низького тиску через редуктор до тиску 3,0 МПа (30 кгс/см2);

- перекачування кисню з однієї групи балонів станції в іншу з метою найбільш повного його використання.

Станція відноситься до категорії пожежонебезпечних об'єктів, що вимагають дотримання необхідних запобіжних заходів.

Станція являє собою компресорну установку, змонтовану на шасі автомобіля ЗИЛ-131.

Привод компресора здійснюється від двигуна автомобіля двома карданними валами через коробку відбору потужності і проміжну опору.

Все устаткування станції змонтоване у твердому металевому кузові. Кузов з`ємний, розділений перегородкою на три відсіки: компресорний, балонний і відсік для розміщення агрегатів протипожежної системи.

Компресорний відсік має два люки, розміщені на задній стінці кузова - один відкриває щит керування, а другий є вхідними дверима в компресорний відсік. З правого борта відсіку є люк для розміщення зарядного шланга.

Балонний відсік кузова має відкидні люки для доступу до вентилів балонів і до ЗІП станції.

У компресорному відсіку станції розміщені: дотискуючий компресор КП-75М, механізм регулювання кількості обертів, система охолодження кисню, блок осушки, система підігріву, щит керування з кисневою комунікацією.

Мал.. 1 Загальний вигляд станції АКЗС-75М-131- III

Мал. 2 Вигляд станції зверху в розрізі:

1 - шланг роздавально-зарядний; 2 - блок осушування; 3 - система підігріву; 4 - агрегат холодильника; 5 - компресор КП-75М; 6 - механізм регулювання частоти обертів компресора; 7 - щит керування; 8 - система пожежного захисту; 9 - електрообладнання; 10 - кисневі балони; 11 - карданний вал задній; 12 - проміжна опора; 13 - карданний вал передній; 14 - коробка відбору потужності

Технічні характеристики АКЗС-75М-131- III

Шасі автомобіля...............................................ЗИЛ-131

Маса заправленої станції, кг…....................……...9170

Продуктивність, м3/г...………....................…………75

Повний запас кисню, м3….......................................157

Кількість балонів, шт... …....................………….......21

Ємність балонів, м3(л)......................................0,05 (50)

Тиск у балонах, МПа (кгс/см2)….........................1(150)

Тип компресора................................КП-75М горизонтальний, плунжерний, двоциліндровий

Частота обертання компр., 1/с (об/хв)....... 4,6-5,0 (280-300)

Ступінь стискання в компресорі........................................ 3

Тривалість безупинної роботи (по компресору), год....... 1

Охолодження кисню............................................. повітряне

Тип осушувача.....................................цеоліт чи силікагель

Габаритні розміри, мм:

довжина..........................................................7330

ширина...…………….....………...................2400

висота...……………………..........................2475

Максимальний час розгортання станції в робоче положення, хв...………………………………………......45

У балонному відсіку станції розміщений 21 транспортний балон. Балони розташовані в три ряди і з'єднані комунікацією в три горизонтальні групи.

У протипожежному відсіку розміщені всі агрегати системи пожежного захисту станції: пневмопривід, реле РПУ-2, два вогнегасники ОС-8М и три відсічних вентилі.

При підготовці станції до експлуатації, балони що заряджаються, спочатку наповняються киснем методом перепуску. Потім відбувається дозарядка балонів шляхом нагнітання кисню за допомогою компресора КП-75М до створення кінцевого тиску в балонах, що заряджаються, 15,0 МПа.

1.1.2 АКЗС-80

АКЗС-80 (мал.3) призначена для зарядки бортових систем ПС медичним киснем, а також для транспортування та зберігання кисню. Представляє собою автономну установку, змонтовану на шасі ЗИЛ-131

Мал. 3 АКЗС-80

Устаткування станції складається з щита управління з кисневою комунікацією, агрегату холодильного, компресора, системи підігрівання, електроустаткування і протипожежної системи, приводу компресора від

двигуна автомобіля, механізму регулювання числа зворотів і блоку осушення і очищення, батареї транспортних балонів. Станція може бути використана для зарядки споживачів азотом.

Технічні характеристики

Продуктивність, м3/год……………………………………….80

Робочий тиск кисню, що видається, кг/см2………………….210

Температура насичення (точка роси)

кисню, що видається при 760 мм. рт.ст., не вище…………..-630С

Ємність балонів в батареї……………………………………..1050

Технічний ресурс до ремонту…………………………………12 років

Тип компресора………………………………………………...МК-80-120

Маса заправленої станції, кг…………………………………..9500

1.1.3 УГЗС

Універсальна газозарядна станція УГЗС розроблена на Жуковському машинобудівному заводі.

УГЗС призначена для заправки систем ЛА та ін. споживачів азотом спеціальним, повітрям чи киснем медичним тиском до 350 кгс/см2.

Станція складається з мембранного компресора МК-100/350, 18 балонів місткістю 0,04 м3 кожен та пульта керування.

Пульт керування призначений для управління та контролю параметрів роботи компресора і станції. Станція змонтована на шасі автомобіля ЗИЛ.

Експлуатація станції можлива при температурі навколишнього середовища від -400С до +500С.

Технічні характеристики УГЗС

Шасі автомобіля………………………………….ЗИЛ 131

Маса заправочної станції, кг…………………….10425

Кількість балонів, шт………………………………18

Тип компресора…………………………………Мембранний МК-100/350

Габаритні розміри, мм:

довжина……………………………………7600

ширина……………………………………..2550

висота………………………………………2360

1.1.4 Порівняння киснезарядних станцій

Порівняльна таблиця киснезарядних станцій

АКЗС-75 має багато спільностей з АКЗС-40, адже вона розроблена на основі АКЗС-40. Однак між АКЗС-75 та АКЗС-40 існує ряд відмінностей:

- малопродуктивний компресор КН-40 в АКЗС-75 замінений на компресор КП-75, що має в півтора рази більшу продуктивність і меншу вагу (120 кг замість 143 кг);

- 40-літрові балони в АКЗС-75 замінені на 50-літрові, в наслідок чого об'єм кисню, що перевозиться збільшився з 90 до 112,5 м3;

- один 4-літровий осушувальний балон замінений на 2 балони загальною місткістю 12 л, що забезпечило необхідну осушку кисню, що видається.

Недоліки АКЗС-75: застаріле шасі, відносно малий запас кисню, менша кількість балонів, відносно малий термін служби.

Переваги АКЗС-75м та УГЭС-1: значно новіше базове шасі, більший повний запас кисню, значно більше балонів, вищий ступінь стиснення кисню. Недолік: збільшена маса заправочної станції.

АКЗС-40 і АКЗС-75 є морально та технічно застарілими. В наш час в аеропортах широко використовуються АКЗС-75М та АКЗС-80.

Головною відмінністю АКЗС-75М та АКЗС-80 від АКЗС-75 є те, що вони змонтовані на шасі автомобіля ЗИЛ-131. ЗИЛ-131 по технічним характеристикам значно опереджає ЗИЛ-164, який є досить застарілим і вже навіть не випускається.

Ще однією відмінністю АКЗС-75М від АКЗС-75 є введення в конструкцію станції ще однієї системи, а саме протипожежної. Це значно підвищує безпеку праці з АКЗС та безпеку авіації в цілому.

АКЗС-80 відрізняється від АКЗС-75 тим, що в АКЗС-80 замість компресора КП-75 встановлений мембранний компресор МК-80-120. Це збільшило продуктивність компресора до 80 м3/год, збільшився тиск кисню, що видається.

1.2 Призначення і технічні характеристики АКЗС-75

Автомобільна киснезарядна станція АКЗС-75 призначена для зарядки бортових балонів повітряних суден (ПС) медичним киснем.

Киснева система АКЗС-75 дозволяє виконувати:

- зарядку балонів станції із газофіксаторів киснедобувної станції чи транспортних балонів;

- перекачку кисню з однієї групи балонів станції до іншої для найбільш повного їх використання;

- роботу компресора на замкнутому циклі;

- заповнення киснем різних балонів і систем до тиску 15 МПа;

- зарядку бортових і транспортних балонів низького тиску через редуктор до тиску 3 МПа.

Схема кисневої системи АКЗС-75 наведена в Додатку 1.

Технічні характеристики АКЗС-75

1.3 Конструкція станції АКЗС-75

Обладнання станції АКЗС-75 (мал.4) змонтоване на шасі автомобіля 1 в жорсткому металевому кузові. Кузов розділений перегородкою на балонне та компресорне відділення. В балонному відділенні знаходиться батарея 2 із 15 п'ятидесятилітрових транспортних кисневих балонів, розділених на 5 вертикальних груп по 3 балони в кожній групі.

В компресорному відділенні знаходиться компресор КП-75 6, щит управління 13 з кисневою комунікацією та осушуючою апаратурою.

Компресорна частина кузова має зовнішню і внутрішню обшивку, між якими знаходиться теплоізоляційний матеріал - міпора. На задній стінці кузова в лівому верхньому куті установлена фара 12, призначена для освітлення під'їзних шляхів до літака, внизу зліва і справа розташовані штуцери зарядки 10 і роздаточні штуцери 9 та 11.

В корпуси роздаточних штуцерів вставлені нагнітаючі клапани, а в корпуси зарядних штуцерів - всмоктуючи клапани, аналогічні клапанам компресора. Вони пропускають кисень тільки в одному напрямі.

Станція складається із наступних основних вузлів:

- кисневого компресора КП-75;

- привода компресора;

- системи підігріву мастила;

- системи охолодження та осушки кисню;

- щита керування;

- електрообладнання .

Мал. 4 Автомобільна киснезарядна станція АКЗС-75

1-автомобіль ЗИЛ164; 2-батарея 50-літрових балонів; 3-холодильник повітряний; 4, 15-ящик ЗИП; 5-бідон і відро під водо гліцеринове мастило; 6-компресор КП-75, 7-осушувач; 8-ричаг механізму регулювання числа обертів компресора; 9-штуцер роздачі на 150 кг/см2; 10-штуцер зарядки; 11-штуцер роздачі на 30 кг/см2; 12-фара; 13-щит управління; 14-зарядні шланги; 16-аптечка; 17-запобіжний клапан

1.3.1 Кисневий компресор КП-75

Кисневий компресор КП-75 призначений для перекачування кисню із балонів станції в балони ПС і потискування його до тиску 150 кг/см2. Крім того, він використовується і для зарядки киснем балонів самої станції із транспортних балонів.

1.3.2 Привід компресора

Привід призначений для передачі обертання від автодвигуна ЗИЛ-164 до компресора. Обертання кривошипного вала компресора 1 здійснюється від тягового двигуна автомобіля через коробку переключання передач 6, коробку відбору потужності 7, передній карданний вал 5, редуктор 4, еластичну муфту 3 і задній карданний вал 2.

Мал.5 Кінематична схема приводу компресора

1-компресор КП-75; 2-задній карданний вал; 3-еластична муфта; 4-редуктор; 5-передній карданний вал; 6- коробка переключання передач; 7- коробку відбору потужності

Коробка відбору потужності змонтована з правої сторони (по ходу автомобіля) коробки переключання передач автодвигуна і являється двошвидкісною.

Однак для привода компресора КП-75 використовується одна із швидкостей, яка має менше число обертів веденого валу. Щоб випадково не ввімкнути велику швидкість на повідковий вал коробки відбору потужності, спеціально надіта втулка між корпусом і вилкою, яка обмежує переміщення рухомої блок-шестерні.

Для включення коробки відбору потужності необхідно рукоятку, що знаходиться в кабіні водія, потягнути на себе до відмови при вижатій педалі зчеплення, при цьому шестерні входять в зачеплення, а шарик фіксатора заскакує в крайню канавку повідкового вала.

Редуктор встановлений між двома лонжеронами шасі автомобіля і прикріплений за допомогою кронштейна до середньої траверси шасі.

Еластична муфта призначена для забезпечення плавної роботи системи привода.

1.3.3 Система підігріву мастила компресора

Для змащення компресора застосовується водогліцеринова суміш, приготовлена з 50% розчину динамітного чи вищого сорту гліцерина по ГОСТ 6824-54 з антикорозійною присадкою в дистильованій воді.

Водогліцерин заливається в рубашки циліндрів через верхні вікна, що закриваються кришками 13 із оргскла, в картер компресора-через дві верхні пробки 14. Півень водогліцерину в рубашках повинен бути по верхній обріз циліндра, в порожнині штока - між контрольними рисками на задньому вікні 9.

Механізм руху компресора: корінні підшипники , вкладиш штока і плаваюча втулка - змащується способом розпилення. Змащення циліндрів (манжет) примусове, здійснюється за допомогою нагнітальних і всмоктуючи водогліцеринових клапанів. Змащення циліндрів (манжет) здійснюється таким чином: при ході поршня до головки циліндра створюється зона розрідження за манжетою, куди і потрапляє водо гліцеринова суміш через всмоктуючий водогліцериновий клапан. При зворотному русі поршня шарик всмоктуючого водогліцеринового клапана притискається до сідла і не пропускає змазку в зворотному напрямі. Водогліцерин припіднімає шарик нагнітального водогліцеринового клапана і викидається струйками в порожнину рубашки циліндра.

Підігрів мастила (мал. 6) відбувається в підігрівачі 1відпрацьованими газами автодвигуна. Відпрацьовані гази омивають між трубний простір підігрівача, в трубках якого протікає водогліцерин. Мастило в картері компресора нагрівається гарячим водо гліцерином, що проходить в мідних трубках теплообмінника 2, розміщеного в картері.

Мал. 6 Схема підігріву мастила компресора

1-підігрівач; 2-теплообмінник; 3-глушник;4-розподільна коробка; 5-вихлопна труба; 6-труба підвідна; 7-труба відвідна; 8-заслінка

Водогліцеринове мастило, що віддало своє тепло, із теплообмінника поступає в рубашки циліндрів, звідки через колектор направляється в підігрівач, а з нього знову в теплообмінник і т. д. Підігрівач включається в роботу за допомогою спеціальної ручки, розташованої на передній стінці компресорного відділення. При витяганні ручки заслінка 8 розподільної коробки 4 перериває шлях відпрацьованим газам автодвигуна до глушника 3 і вони направляються в підігрівач, а з нього у вихлопну трубу 5.

Мал. 7 Підігрівач: 1 - штуцер; 2 - контргайка; 3 - колектор; 4- трубки; 5 - кожух; 6 - штуцер; 7 - зливний кран

Підігрівач (мал.7) являє собою герметичний корпус, встановлений у похилому положенні, у якому поміщений трубчастий теплообмінник. У міжтрубному просторі (В) знизу нагору проходить відпрацьований газ від двигуна автомобіля, а в трубному просторі (А)у тому ж напрямку рухається водогліцеринова суміш.

Теплообмінник (мал.8) призначається для підігріву гліцерину, залитого в порожнину картера компресора. Теплообмінник, виготовлений з мідних трубок, складається з роздавальної трубки 1, що з'єднана з трубкою 2 дванадцятьма трубками 3.

Мал. 8 Теплообмінник

1 -роздавальна трубка; 2 - трубка теплообмінника; 3 - підвідна трубка

1.3.4 Система охолодження та осушки кисню

В систему входять: повітряний холодильник, вологовідділювач і два осушувачі.

Повітряний холодильник призначений для охолодження нагнітаючого кисню. Він виготовлений із мідних трубок діаметром 9 Ч 15 мм в вигляді змійовика, що складається з двох секцій, включених паралельно.

Вологовідділювач (мал. 9) призначений для відділення від кисню крапельної вологи, що сконденсувалася в холодильнику.

Кисень, пройшовши через холодильник, потрапляє в направляючу трубку вологідділювача 2, яка надає йому спіральний напрям. Частини вологи під дією відцентрової сили і різкої втрати швидкості осідають на стінках корпуса і стікають в нижню частину вологовідділювача. Волога, ща накопичується в вологвідділювачі, періодично видаляється через продув очний вентиль. Кисень, звільнившись від крапельної вологи, виходить із вологовідділювача через центральну трубку 3.

Мал. 9 Вологовідділювач

1-вхідний штуцер;

2-направляюча трубка;

3-центральна трубка;

4-корпус;

5-верхня кришка;

6-нижня кришка.

Осушувачі (мал. 10, мал. 11). Призначені для видалення із кисню водяної пари, що залишилась в кисні після вологовідділювача. Вони представляють собою стальні балони ємкістю 7 і 5 л заповнені сорбентом (силікагель марки КСМ ГОСТ 3956-54 чи цеоліт СаА).

Мал. 10 Осушувач перший Мал. 11 Осушувач другий

1-корпус; 1-корпус; 2-керамічний фільтр;

2,3-сітчаті фільтри; 3-сітчатий фільтр;

4-сорбент 4-сорбент

1.3.5 Електрообладнання станції

Електрообладнання станції (мал. 12) складається із системи освітлення компресорного і балонного відділення кузова, шляхів під'їзду станції до ПС та системи сигналізації між компресорним відділенням та кабіною водія.

Система електрообладнання станції підключена до системи освітлення автомобіля і має загальний запобіжник 11 на 20а термовібраційного типу, встановлений на щитку водія із сторони двигуна. Електропроводи та клеми станції мають нумерацію та орієнтири при монтажі проводки.

Мал. 12 Принципова схема електрообладнання АКЗС-75

1-плафони освітлення щита управління; 2-плафон освітлення компресора; 3-штепсельна розетка; 4-зелена сигнальна лампа; 5-червона сигнальна лампа; 6-кнопка «Пуск компресора»; 7-кнопка «Зупинка компресора»; 8-кнопка «Зупинка двигуна»; 9- вимикач освітлення щита керування; 10-вимикач освітлення компресора; 11-запобіжник; 12-звуковий сигнал; 13-вимикач звукового сигнала; 14-вимикач освітлення балонного відділення; 15-плафог освітлення балонного відділення; 16-фара; 17-вимикач фари; 18-підігрівач годинника; 19-вимикач підігрівача годинника; 20-акумулятор; 21-катушка запалення.

1.4 Робота станції АКЗС-75

Устаткування станції дозволяє проводити наступні режими її роботи:

- заправку батареї балонів станції;

- заправку літакових балонів до тиску 150 або 30 кг/смг2;

- заправку парашутних приладів до тиску 150 кг/смг2;

- перекачування кисню з групи в групу балонів батареї самої станції.

При заправці батареї балонів станції 17 (мал. 22) від сторонніх балонів кисень з транспортних балонів, приєднаних до зарядного штуцера, пройшовши вентиль 8 або 9, поступає в компресор 14, в якому стискується, і під тиском прямує в повітряний холодильник 15; охолоджений в холодильнику кисень поступає у вологовідділювач 18, де від кисню відділяється краплинна волога, що сконденсувалася в холодильнику; після вологовідділювача кисень проходить послідовно два осушувальні балони 19 і 20, заповнених сухим сорбентом, силікагелем або цеолітом; потім осушений кисень, пройшовши керамічний фільтр другого осушувального балона 20, поступає через вентиль нагнітання в першу групу балонів батареї 17.

При заправці АКЗС-75 від АКДС, УГЖК-1М чи ТГ-15 кисень із наповню вальної рампи, приєднаної до зарядного штуцера станції поступає до вентиля 8 чи 9 і, пройшовши вентиль замкнутого циклу 6, вологовідділювач 18 і осушувальні балони 19 та 20, нагнітається через вентиль нагнітання в першу групу балонів батареї при виключеному компресорі станції.

При заправці бортових балонів ПС чи парашутних приборів кисень із групи балонів батареї поступає через компресор 14 у вологовідділювач 18, осушувачі 19 і 20 і, пройшовши вентиль штуцерів видачі кисню 11 чи 13, направляється в кисневу систему ПС.

При перекачці кисню із однієї групи балонів батареї в другу групу кисень з першої групи, пройшовши вентиль 11, поступає в компресор 14 і, послідовно пройшовши повітряний холодильник 15, вологовідділювач 18, осушувачі 19 і 20, направляється через вентиль 2 нагнітальної лінії в другу групу балонів батареї.

1.5 Вимоги до машини, що проектується

АКЗС працює з медичним киснем. Кисень медичний відноситься до 2 класу, підкласу 2.1 небезпечності у відповідності до ГОСТ 19433.

Кисень не токсичний, не горючий і не вибухонебезпечний, але являється сильним окисником, різко підвищує здатність других матеріалів до горіння. Тому при проектуванні спецобладнання АКЗС, яке безпосередньо контактує з киснем, потрібно використовувати тільки дозволені матеріали (ГОСТ 5583-78).

Для ремонту і виготовлення кисневого обладнання повинні використовуватись матеріали зазначені в ГОСТ 12.2.052-81

Балони АКЗС повинні бути розташовані так, щоб виключалась можливість потрапляння на балони атмосферних опадів та сонячних променів.

Конструкція кисневого обладнання повинна обмежувати потрапляння в нього горючих речовин, небезпечних забруднень і механічних домішок, а також повинна забезпечувати можливість проведення очистки та обезжирення обладнання.

Оскільки спецобладнання АКЗС працює під високим тиском, то балони, трубопроводи, роздаточні рукави повинні витримувати високий тиск без руйнувань. Повинна забезпечуватись довговічність роботи спецобладнання.

Враховуючи темпи розвитку та здобутки науково-технічного прогресу, для управління обладнанням АКЗС повинні бути задіяні сучасні автоматизовані системи управління. Це значно полегшить умови праці оператора та надійність роботи станції.

При проектуванні станції слід врахувати такий показник, як рівень шуму, адже шум негативно впливає як на роботу оператора, так і на ін. людей.

При виготовленні станції повинна забезпечуватись вимога мінімальної металоємкості та маси самої станції. Це досягається використанням нових легкоплавких металів.

Отже, узагальнимо вимоги до машини, що проектується:

- максимально можлива продуктивність;

- економічність в експлуатації;

- надійність;

- комфортні умови для водія та оператора;

- виключення можливості пошкодження ПС;

- мінімальне забруднення навколишнього середовища;

- технологічність;

- універсальність;

- максимальна автоматизація процесів;

- наявність сучасних засобів пожежогасіння;

- мінімальна металомісткість при виготовленні.

2. Конструкторська частина

2.1 Будова і робота компресора КП-75

Прототипом для розробки є компресор КП-75. По конструкції компресор (мал.13) горизонтальний, плунжерний, одноступінчатий з двома циліндрами, з примусовою системою мащення і рідинними охолодженням циліндрів. Механізм руху компресора кулісний.

Мал. 13 Кисневий компресор КП-75

1-всмоктуючий клапан; 2-головка циліндра ліва; 3-нагнітаючий клапан; 4-рубашка циліндра ліва; 5-поршень; 6-шток; 7-картер; 8-вкладиш штока; 9-заднє вікно; 10-рубашка циліндра права; 11-головка циліндра права; 12-вікно верхнє з сапуном; 13-кривошипний вал; 14-пробки для зливання мастила; 15-корінний підшипник; 16-маховик; 17-вентилятор.

При русі штока 6 вліво в правому циліндрі створюється розрідження і через всмоктуючий клапан 1 всмоктується кисень. В цей час в лівому циліндрі відбувається стиснення кисню, і коли тиск в циліндрі досягне величини більшої, ніж тиск за нагнітальним клапаном 3, останній відкривається і кисень нагнітається в комунікацію. При русі штока праворуч відбувається зворотній процес. Повний цикл всмоктування, стиснення та нагнітання кисню в обох циліндрах відбувається за один оберт кривошипного вала.

Мал. 14 Компресор КП-75. Загальний вигляд

На валу компресора встановлений маховик 16 з вентилятором 17, який служить для урівноваження роботи компресора. Вентилятор призначений для обдування змійовика холодильника з метою охолодження протікаю чого в ньому кисню.

Компресор працює стійко при ступені стиснення, що не перевищує 3, тобто при тиску всмоктування 50 кг/см2 тиск нагнітання не повинен бути більшим 150 кг/см2.

Картер компресора відлитий із сірого чавуна і має кубічну форму, що переходить в передній частині в циліндричну. До бокових вікон картера за допомогою шпильок кріпляться рубашки циліндрів. В передній частині картера монтується кривошипний вал. Заднє і верхнє вікна закриваються кришками із органічного скла. Вікна забезпечують можливість збирання штока із вкладишами і ущільнення його сальників. На дні картера установлений теплообмінник.

Кривошпний вал (мал.15), виготовлений із вуглецевої сталі, представляє собою вал, на кінці якого ексцентрично розташований палець з напресованою стальною втулкою 2, працюючою в текстолітових вкладишах штока. На другому кінці вала напресовані два роликові конічні підшипники 3, між якими встановлена розпірна втулка 4. Затяжка підшипників на валу здійснюється гайкою 5, що затискується кільцем 6.

Мал. 15 Кривошипний вал

1 - кривошипний вал; 2 - втулка, 3 - підшипник; 4 - втулка розпірна; 5 - кільце; 6 - гайка

Шток (мал.16) виготовлений із хромистої сталі і має корпус, дві качалки і поршні. Вікна в центральній частині корпуса штока служать для монтажу штока на кривошипному валу. На кінцях качалок штока є фасонні отвори, у які уставляється хвостовик поршня.

Мал. 16 Шток у зборі: 1- корпус штока; 2 - качалка; 3 - пластинчата пружина; 4 - поршень; 5 - фіксатор;

Поршень (мал.17) складається зі сталевого корпуса, що має з однієї сторони хвостовик, а з іншого боку - різьбовий наконечник, манжети і затискні гайки. Манжета затискається на різьбовому наконечнику поршня гайкою, на торці якої є шліцьовий паз для торцевого ключа. Після установки поршня в отвір штока він повертається по годинниковій стрілці на 90°. При цьому хвостовик поршня своїми заплічками упирається в площину розточення, а від провертання фіксується пелюстковими пружинами. На торцевій площині різьбового наконечника корпуса поршня зроблена риска глибиною 0,5 мм, яка показує положення поршня в зборі зі штоком. При вертикальному положенні риски поршень закріплений у штоку, а при горизонтальному - виймається зі штока.

Мал.17 Поршень штока

6 - корпус поршня; 7 - манжета; 8 - затискна гайка;

Сорочка циліндра (мал.18) у зборі являє собою виливок з чавуна, у який запресований циліндр із нержавіючої сталі. Циліндр зафіксований від провертання різьбовим штифтом. У циліндр знизу вгвинчений всмоктувальний водогліцериновий клапан, а зверху - нагнітальний водогліцериновий клапан. Порожнина сорочки циліндра сполучається з теплообмінником через отвір на бічній стінці сорочки. Усередині циліндра розміщені: упорне кільце, сальник і втулка, що плаває, закріплені натискною гайкою, що одночасно служить для затягування сальника. До циліндрів за допомогою накидних гайок кріпляться клапанні головки, у яких встановлені всмоктувальні і нагнітальні кисневі клапани.

Мал. 18 Сорочка циліндра в зборі:

1 - гайка натискна; 2 - пружина стопорна; 3 - втулка що плаває; 4 - сальник; 5 - суфлер; 6 - кришка верхня; 7 - нагнітальний водогліцериновий клапан; 8 - штифт; 9 - замок; 10 - циліндр; 11 - гайка накидна; 12 - гайка голівки циліндра; 13 - сорочка циліндра; 14 - всмоктувальний водогліцериновий клапан; 15 - кришка нижня; 16 - кільце упорне; 17 - кільце

Всмоктувальний клапан (мал.19) має латунний корпус, клапан з ущільнювальним грибком і різьбовим хвостиком, пружину, шайбу і кріпильну гайку.

У період всмоктування під дією кисню на поверхню грибка клапан відкривається усередину циліндра, пружина при цьому стискується. Коли тиск у циліндрі стає рівним тиску в всмоктувальній лінії, клапан під впливом пружини закривається й всмоктування припиняється. Величина ходу клапана складає - 1,2-2 мм.

Мал. 19 Всмоктувальний клапан: 1-гайка; 2-шайба; 3-пружина; 4-корпус клапана; 5-клапан з ущільнюючим грибком

Нагнітальний клапан (мал.20) складається з латунного корпуса, у який вставлена втулка, що служить направляючою для клапана і пружини. Направляюча втулка зафіксована в корпусі розпірним кільцем. Підйом клапана не регулюється.

Мал. 20 Нагнітальний клапан: 1-кільце розпірне; 2-втулка; 3-корпус клапана; 4-пружина; 5-клапан

У період нагнітання клапан під впливом тиску кисню відкривається, і стиснутий кисень виштовхується з циліндра. При зворотному ході штока під впливом пружини і розрідження, що створилося в циліндрі, клапан закривається.

Нагнітальний водогліцериновий клапан (мал.21) складається з латунного корпуса, у порожнину якого також вставлена кулька. Висота підйому кульки обмежується трьома фіксаторами. Зверху клапан закривається пробкою, у якій є чотири отвори для виходу водогліцерина. Клапан пропускає суміш тільки знизу нагору.

Всмоктувальний водогліцериновий клапан (мал.22) складається з корпуса клапана, на якому змонтований фільтр із корпусом фільтра. У корпус впаяні три фіксатори, що обмежують висоту підйому кульки. Корпус клапана накручується на корпус фільтра до упора. Клапан пропускає суміш тільки знизу нагору.

Мал. 21 Нагнітальний Мал. 22 Всмоктувальний

водогліцериновий клапан: водогліцериний клапан:

1 - пробка клапана; 1 - фіксатор; 2 - корпус;

2 - корпус клапана; 3 - кулька; 4 - корпус

3 - кулька; 4 - фіксатор фільтра; 5 - фільтр

2.2 Модернізація агрегату

Сорочка циліндра компресора виготовлена із сірого чавуна. Основними недоліками виробів із сірого чавуна є дуже вулика маса. Відомо, що чавун є досить крихким матеріалом і досить погано сприймає зусилля на удар та втомні зусилля. Оскільки АКЗС-75 є досить старою машиною, є дуже велика ймовірність появи тріщин в сорочці циліндрів, шо в свою чергу приведе до руйнування спецобладнання. Також чавун має погані теплопровідні властивості, що приводить до нагрівання обладнання.

Ознайомившись із новими розробками в області машинобудівництва, я пропоную замінити сорочку циліндрів на нову, виготовлену із алюмінієвого сплаву. Сорочка циліндрів виготовлена з високоголегованого алюмінієвого сплаву. Це сплав алюмінію з додаванням легованих добавок. В якості легованих добавок слугують: Si (до 40%), свинець (до 8%), Mg (до 5%), Cu(до 10%), а також Fe, Ni, Cr. Поряд з високими ливарними властивостями Si забезпечує підвищену твердість і стійкість виробу до зношування. Mg та Cu підвищують корозійну стійкість.

Сплав завдяки високолегованим компонентам не піддається окисленню при взаємодії з водо гліцериновою сумішшю.

Сплав отримують технологією порошкової металургії з порошків Al, Zn, Mg, Cu і Pb.

Сорочка циліндрів із високолегованого алюмінієвого сплаву має ряд переваг. Оскілки сплав володіє високою теплопровідністю, зведеться до мінімуму проблема перегріву компресора і значно спроститься процес охолодження кисню, що нагнітається.

Значно зменшиться маса компресора, що позитивно вплине на економічні показники використання АКЗС. Зменшиться ймовірність руйнування сорочки циліндрів в процесі експлуатації так, як сплав є дуже міцним та стійким до зношування. Збільшиться міжремонтний період експлуатації спецобладнання.

Висновки

У даній курсовій роботі розроблена автомобільна киснезарядна станція за прототипом АКЗС-75

В даній роботі розглянуто автомобільні киснезарядні станції аналогічні АКЗС-75, проаналізовані їхні основні технічні і експлуатаційні характеристики, проведена їх порівняльна характеристика з АКЗС-75.

Особлива увага була приділена АКЗС-75, як прототипу для розробки. Описана будова та принцип роботи основних систем та агрегатів спеціального обладнання автомобільної киснезарядної станції АКЗС-75.

Конструкторська частина курсової роботи полягала в заміні сорочки циліндрів, що покращило експлуатаційні та технічні характеристики автомобільної киснезарядної станції.

Розроблений проект автомобільної киснезарядної станції має високу продуктивність, що дозволяє виконувати великі обсяги робіт за короткий час. Сучасні авіапідприємства являють собою комплекси, яким для безперебійної і високоефективної роботи необхідна техніка з високою якістю, продуктивністю проведення робіт. Техніка повинна бути проста і зручна в керуванні, а також мати високу надійність. Я вважаю, що розроблений проект відповідає висунутим вимогам.

Також при виконанні курсової роботи були закріплені знання, отримані в процесі вивчення дисципліни «Техніка аеропортів», і вироблені навички практичного застосування знань при вирішенні завдань з конструювання спеціальних машин та механізмів аеропортів.

Список використаної літератури

1. В.С. Лисицын, Н.Н. Смирнов, Ю.М. Чинючин ”Автоматизация производст-венных процессов технической эксплуатации летательных аппаратов”: Учебное пособие для вузов гражд. авиации - М.:Транспорт, 1985. - 248с.

2. Канарчук В.Е. Спецмашины аэропортов /Справочник/. - М.: ТРАНСПОРТ, 1980.

3. Авиационная наземная техника / В.Е.Канарчук, Г.Н.Гелетуха, В.В. Запо-рожец и др.; Под ред. В.Е.Канарчука. - М.: "Транспорт", 1989.

4. ЩЕРБИНА Д.А. Спецмашины аэропортов. - К.: КИИГА, 1989. - 76 с.

5. ТЕХНІЧНІ описи та інструкції з експлуатації спецмашин.

6. мережа Internet

7. ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046-73). Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия. - Введ.01.01.79.

8. ГОСТ 633178. Кислород жидкий технический и медицинский. Технические условия. - Введ. 01.01.79.

Размещено на Allbest.ru