Проектирование стенда для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одной из важнейших проблем, стоящих перед автомобильным транспортом (АТ), является повышение эксплуатационной надежности автомобилей и снижение затрат на их содержание. Значительное отставание производственно технической базы (ПТБ) от роста автопарка, недостаточное оснащение ее средствами механизации производственных процессов, сравнительно небольшие и мощности автомобильных предприятий (АТП), особенно частных, отрицательно влияют на техническое состояние автомобилей, замедляют рост производительности труда ремонтного персонала.

Для более эффективного управления технической эксплуатацией автомобилей (ТЭА) необходимо выполнить следующие мероприятия:

1) совершенствовать технологические процессы технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) автомобилей, включающие современные технологические приемы выполнения работ, качественное оснащение постов и рабочих мест;

2) повсеместно повышать уровень механизации работ по обслуживанию и ремонту автопарка, что в конечном итоге позволит увеличить на 15…16% коэффициенты технической готовности и выпуска транспортных средств.

Усложнение конструкции автомобилей и увеличение трудозатрат на их содержание также приводит к необходимости расширения номенклатуры технического оборудования.

Первоочередность производства или изготовления отдельных видов оборудования силами АТП определяется следующими факторами:

1) большая трудоемкость отдельных операций ТО и ТР без использования средств механизации;

2) высокая частота повторяемости данных технологических операций;

3) влияние технологичности операций на безопасность работы транспортных средств и ремонтных рабочих и на окружающую природную среду.

В настоящее время оборудование, расположенное на производственных площадках АТП, недостаточно приспособлено для выполнения поставленных перед ними технических задач. Поэтому возникает необходимость в его существенной доработке.

Таким образом, задача модернизации технического оборудования является весьма актуальной.

В курсовой работе рассмотрены различные варианты аналогичного оборудования и спроектирован новый стенд для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей, который существенно отличается своим устройством и характеристиками от имеющихся образцов.

двигатель цилиндр автомобиль грузовой



1. Назначение проектируемого технологического оборудования и требования, предъявляемые к нему

Рассмотрим приемы механизированного выполнения работ при испытании головок цилиндров двигателей автомобилей.

1.1 Технология выполнения диагностических работ по проверке головок цилиндров двигателя

Диагностические работы предназначены для определения и обеспечения соответствия автомобиля требованиям безопасности движения и воздействия на окружающую среду, для оценки технического состояния агрегатов, узлов и механизмов. Эти работы являются составной частью процесса технического обслуживания и ремонта.

Диагностирование какого - либо агрегата (системы) проводится на специальных стендах с использованием специальных приспособлений и приборов.

Различают: встроенное диагностирование, когда информация выводится на приборную панель автомобиля, например момент износа тормозных накладок до предельного состояния; экспресс - диагностирование, когда за минимальный промежуток времени, обычно в автоматическом режиме, определяется одно из значений технического обслуживания (исправный - неисправный) без выдачи информации о конкретной причине неисправности, например контроль давления воздуха в шине по ее деформации; поэлементное диагностирование, когда диагностический прибор подсоединяется к каждому конкретному агрегату (системе) и проверяется все его параметры.



1.2 Назначение стендов для испытания головок цилиндров двигателей и требования, предъявляемые к ним

Диагностические работы заключаются в диагностировании отремонтированных на постах ТР агрегатов и деталей автомобиля. Указанные работы выполняются на специализированном оборудовании, предназначенном только для ТО и ТР подвижного состава.

Известно, что использование стендов для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей позволяет повысить производительность труда ремонтного персонала, а также качество выполняемых работ.

Применение разрабатываемого стенда позволит также значительно повысить производительность персонала, улучшить качество диагностических работ, облегчить труд, повысить уровень культуры производства, техники безопасности и организации труда.

В связи с этим к конструкции стенда для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей предъявляются следующие основные требования:

1) максимально возможная производительность;

2) небольшая стоимость приобретения или изготовления;

3) высокая надежность и долговечность;

4) технологичность и простота изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта;

5) безопасность для персонала, населения и окружающей природной среды.

На основании этих требований во втором разделе будет произведен анализ конструкций стендов для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей, выявлены их главные достоинства и недостатки и выбран прототип для дальнейшей модернизации.

2. Анализ аналогов конструкций оборудования и выбор прототипа для дальнейшей модернизации

В настоящее время на АТП для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей применяются несколько типов стендов, различных по своим характеристикам и конструктивным решениям.

2.1 Стенд для гидравлического испытания головки цилиндров, модель НР-6903-43

Данный стенд предназначен для проверки на герметичность горячей водой под давлением головки цилиндров двигателя ГАЗ-53. Внешний вид стенда приведён на рисунке 2.1.

1-гидравлическая насосная установка; 2-левый рольганг; 3-рамка; 4,5 - гидравлические цилиндры; 6- подъемный рольганг; 7- кран управления пневмосистемой; 8 - правый рольганг; 9 - кран подачи воды; 10 -золотник; 11 - поддон; 12 - станина; 13 - педаль

Рисунок 2.1 - Стенд для гидравлического испытания головки цилиндров, модель НР-6903-43.

На станине 12 стенда смонтированы левый рольганг 2, правый рольганг 8, поворотная рамка 3 с установленными на ней гидравлическими цилиндрами 4 и 5, подъёмный рольганг 6 с пневмоприводом и гидравлическая насосная установка 1. Поворотная рамка вращается в опорах, установленных на станине стенда. Угол поворота рамки фиксируется стопором, управляемым педалью 13. В средней части станины под поворотной рамкой имеется поддон 11 для слива воды из головки цилиндра. С левой стороны на станине установлен золотник 10 управления гидроцилиндрами, справа - кран 7 управления пневматической системой и кран 9 подачи воды в головку. При проверке на герметичность проверяемая головка цилиндров подаётся на стенд по рольгангу справа, при этом подъёмный рольганг находится в верхнем положении.

Техническая характеристика указанного стенда, разработанного Гипроавтотрансом, приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Техническая характеристика стенда для гидравлического испытания головки цилиндров, модель НР - 6903 - 43

Наименование параметра	Значение
Тип стенда	Станционарный
Температура воды, 0С	50-60
Давление при испытании, кгс/см2	3-4
Герметизация головки	Гидравлическими цилиндрами
Давление в гидросистеме , кгс/см2	38
Усилие прижима головки, кгс	2280
Тип гидравлической насосной установки	Гидроагрегат Г1Б
Габариты стенда, мм	1280Х500Х1310
Масса, кг	409

Достоинством данного стенда является то, что он механизирован и оборудован гидроприводом и пневматической системой.

К недостаткам данного стенда можно отнести то, что стенд имеет: большую стоимость изготовления, большие затраты на ремонт и обслуживание.

2.2 Стенд для гидравлического испытания блоков и головок цилиндров, модели К-169 и 5026А

Данный стенд предназначен для гидравлического испытания на герметичность блоков и головок цилиндров автомобилей ГАЗ - 24, ГАЗ - 63 (модель К-169) и двигателей ЯМЗ - 236 и ЯМЗ -238 (модель 5026) (см. рисунок 2.2).

1- неподвижная рама; 2- ванна; 3- гидроцилиндры; 4 -нажимная плита; 5 - прижимная плита; 6- насос; 7 - поворотная рама; 8- подставка; 9 - насос

Рисунок 2.2 - Стенд для гидравлического испытания блоков и головок цилиндров модели К - 169 и 5026А.

На подвижной раме 1 установлена поворотная рама 7, ванна 2 для воды, гидравлическое прижимное устройство, ручной насос 6 для воды, нажимная плита 4, прижимная плита 5, подставка 8 для блока или головки цилиндров, ручной насос 9 прижимного устройства.

Поворотная рама 7 имеет возможность поворачиваться на 270? в обе стороны от среднего положения с фиксацией через 30?. На поворотной раме имеется рольганг, служащий для облегчения подачи и установки подставок с испытуемыми блоками или головками цилиндров. В верхней части поворотной рамы размещены гидроцилиндры 3 прижимного устройства, к которым шарнирно повешена нажимная плита 4, в направляющих которой устанавливается прижимная плита 5, перекрывающая отверстия в блоке или головке цилиндров во время работы стенда. Рабочая жидкость - вода подается в испытуемое изделие ручным насосом 6.

Прижимные гидроцилиндры 3 развивают рабочее усилие прижима с помощью ручного насоса 9, наполненного тормозной жидкостью.

Для слива воды из полостей испытуемых блоков и головок цилиндров и затора ее для подачи в систему служит ванна 2, имеющая сливную горловину для отвода воды в канализацию. Уровень в ванне поддерживается с помощью переливной трубы.

Техническая характеристика рассматриваемого стенда представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Техническая характеристика стенда для гидравлического испытания блоков и головок цилиндров, модели К - 169 и 5026А

Наименование параметра	Значение
Тип	Стационарный, тупиковый с поворотным устройством
Угол поворота поворотной рамы, град	270 в обе стороны
Наименование параметра	Значение
Привод крепления головок цилиндров	Гидравлический при помощи ручного насоса р = 100 кгс/см
Подача воды в рубашку блока и головки цилиндров	С помощью ручного насоса р =8 кгс/см
Способ залива воды в ванну	Из водопроводной системы
Объем ванны, м	0,8
Габаритные размеры, мм	1400х950х1400
Масса, кг:
-модель К-169	545
-модель 5026А	525

Достоинством данного стенда является то, что он оборудован гидроприводом, кроме того, достаточно прост в обслуживании и обращении.

К недостаткам данного стенда можно отнести то, что подача воды в рубашку блока и головки цилиндров осуществляется с помощью ручного насоса.

2.3 Стенд для испытания головок цилиндров двигателей модели 70 - 7871 - 1516

Рассматриваемый стенд предназначен для испытания головки цилиндров двигателей автомобиля ЗИЛ - 130 на герметичность. Внешний вид стенда приведен на рисунке 2.3.

1- ванна; 2- рольганг; 3- установочное приспособление; 4- нижняя плита; 5- верхняя плита; 6- штанга; 7- подпружиненная рамка; 8,11,14- пневмоцилиндр; 9- ось; 10- рычаг; 12- шток; 13- дроссель; 15- заглушка; 16- фиксатор; 17- подсветка

Рисунок 2.3 - Стенд для испытания головок цилиндров двигателей, модели 70-7871-1516.

Основанием стенда является ванна 1 сварной конструкции, на которой смонтированы все узлы и механизмы стенда. Для загрузки и разгрузки стенда имеются два рольганга 2, закрепленных на основании. Головка цилиндров автомобиля ЗИЛ - 130 устанавливается на установочные приспособления 3, которое состоит из верхней 5 и нижней 4 плит, соединенных четырьмя штангами 6. На нижней плите 4 закреплены подпружиненная рамка 7 и два боковых пневмоцилиндра 11 с резиновыми заглушками на штоках 12. На верхней плите 5 установлены четыре пневмоцилиндра 14 с заглушками 15 на штоках. Установочное приспособление закреплено на ванне через качающийся рычаг 10, который поворачивается на определенный угол относительно оси 9 при помощи пневмоцилиндра 8.

Установочное приспособление поворачивается относительно качающегося рычага на 180?. Каждое положение установочного приспособления фиксируется фиксатором 16. Поворот и фиксация приспособления осуществляется вручную.

Управление пневмоцилиндрами и подача сжатого воздуха осуществляется пневмоаппаратурой. Для регулирования скорости хода боковых цилиндров на стенде имеется дроссель 13.

Для удобства контроля головки цилиндров на стенде предусмотрена подсветка 17, состоящая из выключателя и двух электроламп.

Техническая характеристика данного стенда приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Техническая характеристика стенда для испытания головок цилиндров двигателей, модель 70-7871-1516

Наименование параметра	Значение
Тип	Стационарный
Метод испытания	Подачей сжатого воздуха давлением 3 кгс/см в полость погруженной в воду головки цилиндров
Зажим и погружение головки цилиндров в ванну с водой	Пневмоцилиндрами
Поворот установочного приспособления	Вручную

Достоинством данного стенда является то, что он механизирован и оборудован пневматической системой.

К недостаткам данного стенда можно отнести то, что слесарь прилагает дополнительные усилия для перемещения головки цилиндров в различные положения.



2.4 Анализ конструкций стендов для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей

Сравнение технических характеристик стендов для испытания головок цилиндров двигателей автомобилей позволяет сделать вывод, что стенд модели 70-7871-1516 обладает наиболее совершенной конструкцией, т.к. он максимально отвечает требованиям, изложенным в подразделе 1.2. Модернизация его позволит производить испытания головок цилиндров двигателя, всех выпускаемых моделей отечественных грузовых автомобилей.

В таблице 2.4 представлена техническая характеристика проектируемого стенда, из которой видим, что основные его параметры не существенно отличаются от базовой модели. Это позволит значительно сократить материальные и трудовые затраты на конструирование и обеспечит при этом все современные требования, предъявляемые к аналогичным устройствам.

Таблица 2.4 - Техническая характеристика проектируемого стенда для испытания головок цилиндров двигателей грузовых автомобилей

Наименование параметра	Значение
Тип	Стационарный
Метод испытания	Подачей сжатого воздуха давлением 3 кгс/см в полость погруженной в воду головки цилиндров
Зажим и погружение головки цилиндров в ванну с водой	Пневмоцилиндрами
Поворот установочного приспособления	Вручную
Наименование параметра	Значение
Угол поворота установочного приспособления, град	180
Способ залива воды в ванну	Из водопроводной системы

В третьем разделе пояснительной записки представлена разработка компоновочной схемы проектируемого стенда.



3. Разработка компоновочной схемы

Проектируемый стенд предназначен для испытания головок цилиндров двигателя грузовых автомобилей. Его компоновочная схема приведена на рисунке 3.1.

1- ванна; 2- рольганг; 3- установочное приспособление; 4- нижняя плита; 5- верхняя плита; 6- штанга; 7- подпружиненная рамка; 8,11,14- пневмоцилиндр; 9- ось; 10- рычаг; 12- шток; 13- дроссель; 15- заглушка; 16- храповый механизм; 17- подсветка; 18- цепь; 19- звездочка; 20 - электродвигатель

Рисунок 3.1 - Компоновочная схема проектируемого стенда для испытания головок цилиндров.

Основанием стенда является ванна 1 сварной конструкции, на которой смонтированы все узлы и механизмы стенда. Для загрузки и разгрузки стенда имеются два рольганга 2, закрепленных на основании. Головка цилиндров устанавливается на установочные приспособления 3, которое состоит из верхней 5 и нижней 4 плит, соединенных четырьмя штангами 6. На нижней плите 4 закреплены подпружиненная рамка 7 и два боковых пневмоцилиндра 11 с резиновыми заглушками на штоках 12. На верхней плите 5 установлены четыре пневмоцилиндра 14 с заглушками 15 на штоках. Установочное приспособление закреплено на ванне через качающийся рычаг 10, который поворачивается на определенный угол относительно оси 9 при помощи пневмоцилиндра 8.

Установочное приспособление поворачивается относительно качающегося рычага на 180?. Каждое положение установочного приспособления фиксируется фиксатором 16. Поворот и фиксация приспособления осуществляется вручную.

Управление пневмоцилиндрами и подача сжатого воздуха осуществляется пневмоаппаратурой. Для регулирования скорости хода боковых цилиндров на стенде имеется дроссель 13.

Для удобства контроля головки цилиндров на стенде предусмотрена подсветка 17, состоящая из выключателя и двух электроламп.

Крутящий момент на валах рольганги 2 передается от электродвигателя 20 через цепную передачу 18.

При необходимости проверку головки осуществляют со всех сторон, поворачивая установочное приспособление с установленной на него головкой. По окончании испытания возвращают приспособление в исходное положение при помощи пневмоцилиндра поворота, разжимают головку и выкатывают ее на рольганг.



4. Расчет и выбор основных элементов конструкции стенда

4.1 Расчет и выбор электродвигателя

Для передвижения головки цилиндров по рольганге необходимо выбрать электродвигатель переменного тока.

Исходные данные для расчета:

1) мощность на валу , кВт;

2) режим работы - легкий ПВ = 15%;

3) КПД цепной передачи = 0,9.

, кВт	ПВ, %
0,99	15	0,9

1 Рассчитаем мощность на валу электродвигателя , кВт:

или кВт

2 Из [3, с. 562] выбираем электродвигатель

При кВт и ПВ = 15% выбираем трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель общего назначения марки чА71А2УЗ для работы от сети переменного тока с частотой 50 Гц, мощностью кВт при частоте вращения вала об/мин, с отношением = 20, .

3 Выбранный электродвигатель необходимо проверить на перегрузочную способность в период неустановившегося вращения вала (запуск, разгон, торможение).

4 Частота вращения вала электродвигателя на стенде для испытания головок цилиндров двигателей составляет об/мин [10, с. 270…272]. Таким образом, передаточное число цепной передачи будет равно

5 Находим номинальный момент , Н·м, на валу электродвигателя:

или Н·м.

6 Определяем статический момент , Н·м, на валу в период запуска двигателя:

или Н·м.

7 Динамический момент на валу электродвигателя от инерции поднимаемого груза не рассчитывается.

8 Вычисляем динамический момент на валу двигателя от инерции вращающихся масс элементов привода , H·м, за время t = 2с, Н·м:

где - коэффициент запаса (= 1,15…1,25, принимаем =1,15).

Н·м.

9 Определяем пусковой момент на валу электродвигателя , Н·м:

или Н·м.

10 Проверяем выбранный электродвигатель на перегрузочную способность. Электродвигатель выбран с запасом, если:

или 1,16/3,7 = 0,44 < 2,0

Электродвигатель обладает запасом на перегрузочную способность.

Выходные переменные:

Марка электродвигателя	, кВт
чА71А2УЗ	1,1	2840	3,7	2,0

4.2 Определение основных параметров пневмопривода

Расчеты пневмопривода и гидропривода принципиально не отличаются друг от друга [1, с. 56…59].

Исходные данные для расчета:

1) усилие, создаваемое на штоке поршня пневмоцилиндра R=5…15 кН;

2) давление подаваемого сжатого воздуха Р= 0,4…1,0 МПа.

R, кН	Р, МПа
10	0,8

1 Из [10, с. 426…448] выбираем основные размеры пневмоцилиндра:

а) диаметр пневмоцилиндра D=0,16 м;

б) диаметр штока d = 0,04 м;

2 Определяем усилие на штоке пневмоцилиндра , Н:

,

где - КПД пневмоцилиндра (при D=150…200 мм = 0,90…0,95, принимаем = 0,95).

Н.

3 Рассчитываем усилие со стороны штока пневмоцилиндра , Н:

или Н.

D, м	d, м		, Н	, Н
0,16	0,04	0,95	15273	14318

4.3 Расчет диаметров осей и валов

Валы предназначены для передачи крутящего момента и рассчитываются на одновременное воздействие крутящего момента и изгибающего моментов [1, с. 59…60].

Исходные данные для расчета:

1) крутящий момент, действующий на вал , Н·м;

2) изгибающий момент, действующий на ось (вал) , Н·м.

, Н·м	, Н·м
100	70

1 Выбираем материал вала из [4, с. 88…93]. Выбираем сталь 35 ГОСТ 1050 - 70.

2 Определяем диаметр оси , м:

,

где - допустимое напряжение материала оси на изгиб (выбираем из [4, с. 86…97] или [7. с.68] =75·10⁶), Па,

м.

Из [1, с.60] принимаем = 21 мм.

3 Рассчитываем диаметр вала , м:

,

где - суммарный момент, действующий на вал, Н·м.

4 Находим величину , Н·м:

или Н·м

м.

5 Вычисленное значение округляем в большую сторону по ГОСТ 6636 - 96 [1, с. 60] до ближайшего стандартного значения = 0,025 м.

Выходные переменные:

, м	, м
0,021	0,025

4.4 Расчет размеров призматической шпонки

Шпоночные соединения предназначены для получения разъемных неподвижных узлов, передающих крутящие моменты. Шпоночные соединения применяются для соединения валов между собой с помощью муфт, а также закрепления на валах зубчатых колес, шкивов, маховиков и других тел вращения.

Исходные данные для расчета:

1) диаметр вала , м;

2) передаваемый крутящий момент , Н·м.

, м	, Н·м
0,03	250

1 Выбираем из [7, с. 69] или [11, с. 235…236] размеры призматической шпонки в зависимости от диаметра вала , а из [4, с. 86…97] - материал шпонки:

1) длина l = 0.056 м;

2) ширина b = 0,008 м;

3) высота h = 0,007 м;

4) материал - сталь 45.

2 Определяем напряжение материала шпонки на срез ф_ср, Па:

,

где Р - окружное усилие, действующее на шпонку, Н;

- допускаемое напряжение материала шпонки на срез (для шпонок из стали 45 =90…120·10⁶, принимаем = 120·10⁶ ), Па.

3 Вычисляем окружное усилие Р, Н:

или Н

и

Па = 37·10⁶ Па < =120·10⁶ Па.

4 Рассчитываем размеры шпонки на смятие, Па:

,

где - величина, на которую шпонка выступает над поверхностью вала (из [5, с. 542] выбираем ), м;

- допускаемое напряжение материала шпонки на смятие (для неподвижных соединений = 100…120·10⁶, принимаем = 120·10⁶), Па.

Па = 90·10⁶ Па < = 120·10⁶ Па.

Имеется запас прочности на смятие шпонки, равный 30·10⁶ Па.

Выходные переменные:

l, м	b, м	h, м	Материал шпонки
0,056	0,008	0,007	Сталь 45

4.5 Расчет и выбор подшипников качения

Подшипники качения (ПК) являются распространенными стандартизованными изделиями. Они используются как опоры вращающейся части механизма.

Исходные данные для расчета:

1) диаметр вала , м;

2) радиальная нагрузка, действующая на подшипник R, Н;

3) осевая нагрузка А, Н.

,м	R, Н	А, Н
0,03	5000	200

1 Рассчитываем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника С, Н:

,

где Q - приведенная нагрузка, Н;

L - требуемая долговечность ПК (из [5, с. 84] выбираем L = 500), млн. оборотов;

-показатель степени (для шариковых = 0,33; роликовых = 0,3; принимаем = 0,33);

[С]- допустимая динамическая грузоподъемность подшипника (по [5, с. 115…145] назначаем [С] = 42600), Н.

2 Вычисляем приведенную нагрузку на подшипник Q, Н:

или Н.

где - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (по [5, с. 78 - 80] находим х = 0,56; y = 2,30);

- коэффициент долговечности (при вращающемся внутреннем кольце = 10);

- коэффициент, учитывающий характер нагрузки и условия работы подшипника (выбираем из [5, с. 80] = 1,5);

- температурный коэффициент (при t ? 125?C = 1.05; при t ? 150?C = 1,1; при t ? 2000?C = 1,25; при t ? 100?C не учитываем).

Н < [С] = 42600 Н.

3 По величине С из [5, с. 115…145] выбираем стандартный подшипник качения. Выбираем № 106 ГОСТ 8338 - 75, у которого:

1) внутренний диаметр d =30 мм;

2) наружный диаметр D = 55 мм;

3) ширина В = 13 мм.

Выходные переменные:

№ ПК	d, м	D, м	В, м	С, Н	[C], Н
106	0,03	0,055	0,013	38016	42600

4.6 Расчет механизма храпового останова

Храповые остановы служат для удержания поднятого груза, предотвращения его самопроизвольного опускания, а также для стопорения механизмов и элементов машин.

Исходные данные для расчета:

1) усилие на рукоятке Н;

2) длина рукоятки Н;

3) число зубьев храпового колеса шт;

4) вылет оси собачки , м;

5) диаметр оси собачки , м.

, Н	, Н	, шт	, м	,м
150	150	12

1 Рассчитываем силу К, Н, изгибающую зубья храпового механизма:

,

где - крутящий момент на рукоятке маховика, Н·м; - диаметр храповика, м

2 Определяем величину крутящего момента , Н·м:

или Н·м.

3 Вычисляем диаметр храповика , м:

,

где t - шаг зубьев по наружной окружности храпового колеса, м.

4 Рассчитываем шаг храповика t, м:

или м.

где b - ширина зубьев храпового колеса (b=(1…1,5)·t, принимаем b = t), м;

-допускаемое напряжение материала храповика на изгиб (для чугуна = 20…30·10⁶, для стали = 50…60·10⁶, задаем = 20·10⁶), Па.

м

и

Н.

5 Определяем напряжение на изгиб зубьев храповика , Па:

,

где h, y - высота и длина зуба у основания храпового колеса, м

при м

м,

Па = 20·10⁶ Па = = 20·10⁶ Па.

6 Вычисляем величину удельного давления q, Па, в месте соприкосновения собачки и зуба колеса:

,

где - допускаемое удельное давление (принимаем = 10·10⁶), Па,

Па = 7·10⁶ Па < = 10·10⁶ Па.

7 Рассчитываем ось собачки на изгиб как консольную балку с вылетом , Па:

,

где - допускаемое напряжение материала оси собачки на изгиб (для стали = 70…80·10⁶, задаем = 70·10⁶), Па,

Па = 35·10⁶ Па < = 70·10⁶ Па.

Выходные переменные:

, м	t, м	b, м	h, м	y, м
0,065	0,017	0,017

4.7 Расчет упорного кольца

Пружинные упорные кольца классов точности А, В, и С предназначены для закрепления от осевого смещения подшипников качения.

Исходные данные для расчета:

1) диаметр вала , м;

2) расположение кольца.

, м	расположение кольца
0,02	внутреннее

Выбираем из [5, с. 160] пружинное плоское внутреннее эксцентрическое кольцо класса точности В ГОСТ 13943 - 86, у которого:

1) внутренней диаметр м;

2) наружный диаметр м;

3) диаметр проушин м;

4) толщина кольца м;

5) расстояние между проушин м.

№ кольца	, м	, м	, м	, м	, м	b, м	a, м	l, м	e, м	Материал кольца
В 30	0,03	0,0322	0,02	0,002	0,0012	0,003	0,0048	0,008	0,0009	сталь 65 Г

4.8 Расчет цепной передачи

Цепные передачи необходимы для передачи крутящего момента от электродвигателя к другим валам.

Исходные данные:

1) мощность электродвигателя , кВт;

2) крутящий момент на выходном валу электродвигателя , Н·м;

3) частота вращения электродвигателя , об/мин;

4) передаточное число цепной передачи U;

5) тип цепи;

6) условие работы и расположение передачи;

7) межосевое расстояние , мм.

, кВт	, Н·м	, об/мин	U	Тип цепи	Условие работы и расположение передачи	, мм
1,1	3,7	2840	4	роликовая	без пыли, более 60?	800

1 Определяем предварительное значение шага однорядной цепи t, мм:

или мм.

2 Выбираем цепь (по таблице 3.1.1 [15, с. 33]. Выбираем приводную роликовую цепь типа ПР - 8 - 460, у которой:

1) шаг цепи t = 8 мм;

2) разрушающая сила цепи F = 4,6 кН;

3) площадь опорной поверхности шарнира S = 11 ;

4) масса m = 0,2 кг/м.

3 Определяем число зубьев ведущей звездочки (выбираем по таблице 3.3.1 [15, с. 35] = 23).

4 Определяем число зубьев ведомой звездочки :

или .

5 Находим действительное передаточное число передачи :

или .

6 Рассчитываем коэффициент, учитывающий условия эксплуатации цепи :

или

где - коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагрузки (по таблице 3.3.2 [15, с. 35] для равномерной нагрузки = 1,0);

- коэффициент, учитывающий длину цепи (по таблице 3.3.3 [15, с. 35] из условия, что < выбираем = 1,25);

- коэффициент, учитывающий способ регулирования напряжения цепи (по таблице 3.3.4 [15, с. 35] из условия, что цепь не регулируется, выбираем = 1,25);

- коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту (по таблице 3.3.5 [15, с. 35] т.к. наклон больше 60?, то = 1,25);

- коэффициент, учитывающий качество смазывания передачи и условия ее работы (по таблице 3.3.6 [15, с. 35] = 1,00);

- коэффициент, учитывающий режим работы передачи (по таблице 3.3.8 [15, с. 36] при двухсменном режиме = 1,25).

7 Определяем скорость цепи , м/с:

или м/с.

8 Находим окружное усилие , Н:

или Н.

9 Определяем удельное давление в шарнирах цепи Р, МПа:

или МПа.

10 Определяем вид смазывания передачи (по таблице 3.3.7 [15, с. 36] выбираем пропитку цепи через 120…180 ч).

11 Находим число звеньев цепи или длину цепи :

,

где

и

.

12 Определяем расчетное межосевое расстояние при принятом , мм:

или

мм.

13 Находим действительное межосевое расстояние , мм:

или мм.

14 Действительные диаметры звездочек и , мм:

или мм

и

или мм.

15 Определяем коэффициент запаса прочности цепи n:

,

где F - сила, разрушающая цепь (по таблице 3.3.1 [15, с. 33] выбираем для цепи ПР - 8 - 460 F = 4,6), кН;

- нагрузка от центробежных сил (), Н;

-сила от провисания цепи (, при вертикальном расположении передачи ; m = 0,2кг/м; , тогда ).

.

Выходные переменные:

t, мм			U	V, м/с	, Н	, мм	, мм	, мм
6,96	23	92	4	7,58	145,1	795	54,2	203,9

4.9 Расчет шестигранной гайки

Шестигранная гайка предназначена для закрепления деталей.

Исходные данные:

1) диаметр резьбы штанги , мм;

2) класс прочности штанги.

, мм	Класс прочности
12	12,9

1 Определяем класс прочности гайки (по таблице 17.6.5 [15, с. 291] выбираем по ГОСТ 1759.5 - 87 12 класс прочности гайки).

2 Выбираем гайку (выбираем по таблице 17.15.470 [15, с. 290] гайку 2Н12х1.75 - 6Н.12 40Х.016, у которой:

1) исполнение гайки: 2;

2) размер “под ключ” S = 18мм;

3) шаг резьбы: крупный, 1,75;

4) материал: сталь 40Х;

5) покрытие: 01 (цинковое, хромированное) толщиной 6 мкм.

№ гайки	D, мм	P	S, мм	е, мм	,мм	,мм	m, мм	Материал
2М12	12	1,75	18	19,9	13	16,5	10,8	сталь 40Х

4.10 Расчет звездочки

Исходные данные:

1) тип цепи;

2) число зубьев звездочки z;

4) шаг цепи t, мм;

5) диаметр вала , мм.

Тип цепи	z	t, мм
роликовая	23	8	19

1 Определяем профиль зубьев звездочек (выбираем из [15, с. 37] со смещением центров дуг впадин).

2 Определяем диаметр элемента зацепления цепей (выбираем из [15, с. 37] по ГОСТ 592-81 ), мм;

3 Находим диаметр делительной окружности , мм:

или мм.

4 Находим коэффициент высоты зуба :

или

5 Определяем диаметр окружности выступов , мм:

или мм.

6 Находим диаметр окружности впадин , мм:

или мм.

7 Определяем половину угла зуба (по таблице 3.5.1 [15, с. 37] выбираем = 15?).

Выходные переменные:

,мм	,мм	,мм	,мм
51,2	58,8	63,8	50,4	15



5. Правила эксплуатации стенда для испытания головок цилиндров двигателя

В данном разделе рассмотрел основные правила эксплуатации стенда для испытания головок цилиндров двигателя, которые должны строго соблюдаться во избежание преждевременного износа и выхода из строя его деталей и механизмов.

5.1 Инструкция по технике безопасности при работе на стенде

Для безопасной диагностики и испытания головки цилиндра двигателя работа на стенде должна производиться в определенной последовательности:

1) стенд приводится в рабочее состояние после его подключения к электросети;

2) нажатием соответствующих кнопок на пульте управления включается электродвигатель, который приводит в движения устройство для перемещения головки цилиндров двигателя;

3) после перемещения головки цилиндров двигателя при помощи кнопки на пульте необходимо выключить электродвигатель;

4) нажатием соответствующей кнопки на пульте управления начинает нагнетаться воздух в пневмопривод, который отвечает за закрепление головки цилиндра в уставном приспособлении;

5) придерживая установочное приспособление, повернуть его относительно качающегося рычага на 180?;

6) нажатием соответствующей кнопки на пульте управления начинает нагнетаться воздух в пневмопривод, который поворачивает качающейся рычаг на определенный угол;

7) стенд не допускается к эксплуатации при отсутствии технического паспорта и инструкции;

8) при обнаружении неисправностей стенда работа на нем должна быть прекращена.

Запрещается:

1) производить ремонт стенда во время его работы;

2) эксплуатировать неисправный стенд;

3) работать на стенде лицам, не изучившим инструкцию по его эксплуатации и не прошедшим инструктаж по технике безопасности.

5.2 Организация технического обслуживания и ремонта стенда

В процессе эксплуатации технологическое оборудование изнашивается, деформируется, подвергается коррозии и воздействию других факторов, что в конечном итоге приводит к ухудшению технического состояния и возникновению неисправностей и отказов.

Для поддержания работоспособности данного оборудования разработана система ТО и Р, которая носит планово-предупредительный характер [13, с. 296-299].

Для гаражного оборудования в зависимости от его сложности и назначения применяют следующие виды технического воздействия, имеющие определённые для каждого вида оборудования перечни операций:

1) ежедневное обслуживание (ЕО);

2) периодическое техническое обслуживание (ТО);

3) сезонное обслуживание (СО);

4) текущий ремонт (Т);

5) средний ремонт для некоторых моделей оборудования (СР);

6) капитальный ремонт (К).

Перечни, периодичности и трудоёмкости операций ТО и Р устанавливаются Положением и Руководствами по ТО и Р технологического оборудования на АТП и СТО с учётом рекомендаций автозаводов.

Нормативы трудоёмкости и периодичности ТО и Р стенда для испытания головок цилиндров двигателей приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Нормативы трудоёмкости и периодичности ТО и Р стенда для испытания головок цилиндров двигателей

Периодичность, ч	Трудоёмкость, чел.ч
ТО	СО	Т	К	ЕО	ТО	СО	Т	К
300	2 раза в год	900	9000	0,1	1,0	1,5	10	50



Заключение

В настоящее время оборудование, расположенное на производственных площадках АТП, недостаточно приспособлено для выполнения поставленных перед ним технологических задач. Поэтому возникает необходимость в его существенной доработке.

Задача курсового проектирования - модернизация существующего технологического оборудования. Основные результаты ее изложены в пояснительной записке и графической части.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом 46 страниц и графической части включающей 2 листа формата А1.

Во введении к курсовой работе обоснована актуальность модернизации существующего технологического оборудования и оснастки.

В первом разделе показано назначение и сформулированы требования, предъявляемые к стендам для испытания головок цилиндров двигателей грузовых автомобилей.

Второй раздел пояснительной записки посвящен анализу трех существующих моделей указанных стендов и выбран прототип для дальнейшей модернизации. Проектируемый стенд предназначен для испытания головок цилиндров двигателей всех отечественных грузовых автомобилей.

В третьем разделе разработана компоновочная схема нового стенда.

Четвертый раздел ПЗ включает расчет и выбор десяти основных элементов конструкции данного стенда.

В пятом разделе приведены инструкции по технике безопасности при работе на стенде и организация его технического обслуживания и ремонта.

Курсовая работа выполнена в полном объеме в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование.

Список использованных источников

1 Ясенков Е. П., Парфенова Л. А. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования: Учебное пособие. - Братск: - БрГУ, 2005. - 140с.

2 Ясенков Е. П. Расчет и выбор элементов технологического оборудования и оснастки: Учебно - методическое пособие. - Братск: БрГУ, 2000. - 153с.

3 Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3т. Т.З.- 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 576с.

4 Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3т. Т.1.- 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 728с.

5 Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3т. Т.2.- 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 576с.

6 Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов/Под ред. Г. В. Крамаренко - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. - 488с.

7 Зеленский В. С. Строительные машины. Примеры расчетов: Учеб. пособие для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1983. - 271с.

8 Руководство по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей ЗИЛ / Министерство автомобильного транспорта РСФСР. Техническое управление. - М.: Транспорт, 1976. - 261с.

9 Автомобили КамАЗ: Тех. обслуживание и ремонт / В. Н. Барун, Р. А. Азаматов, Е. А. Машков и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 352с.

10 Оборудование для ремонта автомобилей: Справочник /П.С. Григаренко, Ю. Д. Гурьевич, А. М. Канн и др.; Под ред. М. М. Шахнеса. - М.: Транспорт, 1971. - 424с.

11 Допуски и посадки: Справочник. В 2ч./ В. Д. Мячков, М. А. Галей, А. Б. Романов и др. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1983. - 4.2. - 448с.

12 Суриков А. Я., Гусев Д. А., Баженов В. Г. Основы расчета нестандартного оборудования для ремонта дорожных машин / Под ред. Г. И. Зеленкова. - М.: Высш.шк., 1967. - 112с.

13 Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е. С. Кузнецов, В. П. Воронов, А. П. Болдин и др. / Под ред. Е. С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб и доп. - М.: Транспорт, 1991.

14 Технологическое проектирование предприятий автомобильного транспорта: Методическое пособие / Л. А. Рогова, А. Б. Щербаков, Л. П. Григоревская. - Братск: БрИИ, 1999. - 94с.

15 Детали машин. Проектирование: Справочное учебно - методическое пособие / Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. - М.: Высш.шк., 2004. - 309с.

Размещено на Allbest.ru

...