Проект АТП на 600 автомобилей с разработкой отделения и тех.оборудованием

3. На (рис-3.4) изображена  другая  установка, разработанная Якутским научно исследовательским и проектным институтом алмазодобывающей промышленности «ЯКУТНИПРОАЛМАЗ». г Мирный в 1991г. под условным названием ВШ- 00.00.000ТО. В нашем городе эта установка имеется на предприятии ОАО «АВТОВАЗТРАНС». Она содержит телегу 1, электродвигатель 2, насос 3, масленый бак 4, гидрораспределитель 5, ударный механизм 6, пусковой автомат 7, подобного типа, что и на (рис3.2), но имеет рабочий орган ударного действия, который перед выпрессовкой  (началом работы) необходимо каждый раз слесарю ставить вручную на цапфу автомобиля.

Целью этих изобретений являются расширение технологических возможностей за счет обеспечения запрессовки шкворня и повышение надежности, удобства и производительности.

3.3.Оценка преимуществ и недостатков аналогов.

Оценку преимуществ выполним в виде таблицы. Будем оценивать показатели положительного эффекта от 0до5 баллов.

                                                                                                               Таблица 3.6.

Сопоставленный анализ преимуществ и недостатков аналогов показал, что наибольшую сумму имеют аналоги по Авт.с.432018 и ВШ00.00.000.ТО. Следовательно, данное техническое решение является наиболее прогрессивным. Его и принимаем для разработки и использования в проектируемой установки.

3.4. Разработка прогрессивного решения

Разработка прогрессивного технического решения производится по методам решения изобретательских задач .

Приспособление для выпрессовки с винтом представленное на рис.3.1. как отмечалось выше, нам более приемлемо при единичных работах, кроме того для больших усилий выпрессовки потребуется винт большего диаметра, а также значительных размеров рычага.

Поэтому оно может применяться при небольших усилиях и малых диаметрах пальцев и т.п.

 Стенд для выпрессовки шкворня Авт.с.№653076 представленный на рис3.3 для нашего случая не приемлемый т.к. он не передвижной и имеет два силовых цилиндра (гидравлических) т.е. он громоздкий и требует снятия передней оси автомобиля.

Выводы по результатам анализа двух наиболее приемлемых вариантов компоновки.

Из рассмотренных вариантов приспособлений для выпрессовки (запрессовки) деталей наиболее приемлемы варианты по Авт.с №432018            (I вариант) и ВШ 00.00.000.ТО (II вариант) в частности для АТП и больших СТО.

Замеченные недостатки.

Вариант I – большие усилия на штоке гидроцилиндра можно создать за счет увеличения диаметра гидроцилиндра или за счет увеличения давления в гидросистеме. Увеличение размеров приводит к увеличению габаритов и массы установки в целом. Повышенное давление – увеличение мощности привода маслонасоса.

Вариант II – рабочий орган съемный. Для его установки (снятия) неизбежны непроизводительные затраты. Но так как гидроцилиндр используется только для «взвода» пружины, поэтому большого давления в гидросистеме не потребуется.

Заключение: Учитывая положительные качества рассмотренных вариантов – Вариант I и Вариант II разрабатываю конструкцию установки, в которой совмещаю положительные качества каждой из них:

1. В рабочем органе для выпрессовки использую энергию удара;

2. Устанавливаю силовой цилиндр на консоль с возможностью поворота его в пространстве (см. схему, рис.3.5) в трех измерениях.

3. Давление в гидросистеме в пределах2.0…2.5.МПа

4. Для увеличения устойчивости установки маслоагрегат (Эл. двигатель, маслобак и маслонасос) опускаю ближе к низу тележки.

Так как в разрабатываемой установке использовались положительные конструктивные признаки I и II варианта т.е. Авт.с№432018 и ВШ 00.00.000.ТО поэтому оформление патентного пакета документов для патентов полезной модели (устройства) считаю не целесообразно.

4. Конструкторская часть дипломного проекта.

4.1 Техническое задание

1.Разработать устройство для выпрессовки шкворней поворотных кулаков грузовых автомобилей. Устройство предполагается использовать в процессе текущего ремонта в условиях АТП и АРЗ.  Устройство планируется установить в зону ТР. Зона ТР представляет собой помещение закрытого типа. Имеется естественное и искусственное освещение в пределах нормы.

Температура воздуха в помещении колеблется от 15 до 20 с..  На участке имеется подвод электроэнергии,  220 и 380 в переменного тока.

Возможность экспорта установки не предусматриваем.

2.Основание для разработки и цель.

Усовершенствовать устройство ВШ00.00.000.ТО уже имеющиеся, в ОАО «АВТОВАЗТРАНС»

описного в патентной части дипломного проекта.

Разработать конструкторскую документацию, на основе которой будет изготавливается опытный образец. Который повысит надежность и снизит трудоемкость при выпрессовке шкворня.

 Задание на разработку устройства выдано кафедрой «ТЭ-РА» Тольяттинского Государственного Университета.

3. За источник информации принимаем техническое описание ВШ-00.00.000ТО разработанной Якутским начно-иследовательским и проектным институтом алмазодобывающей промышленности «ЯКУТНИПРОАЛМАЗ» г Мирный 1991 г. Рис.3.4.

Условного обозначения тема не имеет.

4. Технические требования.

Устройство должно состоять из следующих основных узлов: тележка, электродвигатель, маслобак, насос, гидрораспределитель и ударный механизм.

Изготовленный образец устройства должен быть безотказен и сохранить все свои эксплуатационные качества в течении всего срока службы. (гарантийный и после гарантийный период работы)

В разработанной конструкции должны приниматься элементы, соответствующие требованиям Госстандарта. В конструкции устройства должны быть заложены возможные варианты модернизации на этапе проектирования. В процессе эксплуатации предусмотреть возможность проведения ТО один раз в месяц.

Разрабатываемое оборудование является перспективным для разработки и устройство выполнить из отдельных агрегатов, что обеспечит быстрый монтаж и демонтаж устройства.

Устройство изготовить в условиях АРЗ.

При конструировании устройства необходимо использовать стандартные изделия (метал, резина изделия).

    Учитывать эргономические и эстетические критерии.

Устройство должно обладать номинальным числом возможных соединений в большинстве своем разъемные. При конструировании тока несущие провода на самой тележки провести в трубке. Защитить электродвигатель от перезагрузок и замыканий плавкими предохранителями, которые автоматически отключат устройство от сети. Утечка жидкости из гидравлических соединений не допускается.

Все органы управления должны иметь пояснительные надписи. Внешние очертания должны быть простыми и строгими.

Устройство окрасить в серый цвет, чтобы вписывался в интерьер поста.

5. Требование к транспортировке.

Устройство должно разбираться, и упаковывается в ящики.

Ящики изготовить из брусков обитых фанерой. Каждая деталь конструкции должна иметь цифровую маркировку.

Хранить устройство в сухом помещении.    

4.2. Техническое предложение «в патентной части 3.3,3.4,3.5,  Д.П.»

4.3. Назначение и требования конструкции

В конструкторской части данного дипломного проекта представлен ТЗ, и ТП (в патентной части) на проект устройства для выбивания шкворней грузовых автомобилей .

 В практике ремонтных работ широко используется различные приспособления как для запрессовки так и выпрессовки деталей. Основную группу таких устройств составляют винтовые, пневматически и гидравлические ,но наиболее эффективным является устройство ударного действия  т.к. используется энергия удара.

  Изготовленный образец устройства  безотказен  и сохранит все свои эксплуатационные качества в течении всего срока службы .

Для разработки и усовершенствования выдано задание на устоновку (рис-н) уже имеющеюся установку в «ОАО АВТОВАЗТРАНСе» №  ВШ-00.00.000ТО разработанной Якутским Научно –исследовательским и проектным институтом  алмазодобывающей промышленности «ЯКУТНИПРОАЛМАЗ» в г. Мирном.

Прежде чем начать работать с установкой внимательно изучите настоящее руководство.

Устройство для выпрессовки шкворней поворотных кулаков грузовых автомобилей (именуемое в дальнейшем «устройство») предназначено для выпрессовки шкворней грузоых автомобилей при их ремонте.

Устройство предназначен для эксплуатации в производственных условиях.

Условия работы устройства:

-            интервал температуры от –5оС до 50оС;

-         относительная влажность воздуха до 80 % при температуре 20оС;

-         высота над уровнем моря не более 1000 м.

-         Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров.

Приобретая стенд проверьте комплектность.

Комплектность:

4.4. Устройство и принцип работы установки.

Устройство состоит из следующих основных узлов: Устройство для выбивания шкворней содержит тележку 2, на ней установлены:

-         электродвигатель 11,

-         насос 10,

-         маслобак 8,

-         гидрораспределитель 7,

-         ударный механизм 6.

Гидрораспределитель соединен с гидроцилиндром ударного механизма шлангами высокого давления. Конструкция ударного механизма показана на (рис.ДП.15.02.00.40.03.06.000.) Ударный механизм содержит скрепленный с гидроцилиндром 2, корпус 1, в котором установлены пружина 31 и ударник 14 с захватом 13, шайба 16 с бойком 15, шток 5 снабжен защелками 10. На корпусе гидроцилиндра установлена втулка освобождения захвата 8.

В нижней части ударного механизма установлен хомут 19 закрепление его на автомобиле. Между крышкой корпуса 1 и фланцем 18 установлена амортизационная вставка 17. На штоке 5 сверху закреплен поршень гидроцилиндра 4.

Принцип работы.

 Кнопкой автомата включается электродвигатель 11, насоса 10. Переключением рычага гидрораспределитель 7 масло под давлением поступает в верхнюю полость гидроцилиндра ударного механизма и поршень 4  опускается вниз до тех пор пока защелки 10 зацепят за захват 13 ударника14..

Переключением рычага гидрораспределителя масло нагнетается в нижнюю полость гидроцилиндра. Поршень 4 поднимается вверх, поднимая за собой ударник 14 и сжимая пружину 31. дойдя до втулки сброса 8 защелки разжимаются и «отпускают» ударник, который под действием пружины бьет по бойку 15. Переключается рычаг гидроцилиндра и шток вновь опускается для захвата болванки и т.д., то есть цикл снова повторяется.

Перед установкой ударного механизма с помощью хомута 19 на выбиваемый шкворень необходимо предварительно включить приспособление и поднять штоком гидроцилиндра болванку ударного механизма на 40 – 50 мм, чтобы боек ушел внутрь и не мешал установке на шкворень цапфы автомобиля. Необходимо выключить электродвигатель, поставить ударный механизм на цапфу и закрепить его к цапфе хомутом 19.

После двух-трех ударов, когда боек своим фланцем доходит до амортизирующей подкладки, необходимо снять ударный механизм (отвернуть хомут) и подложить под боек между ним и выбиваемым шкворнем цилиндрическую металлическую подставку диаметром на 5 см. меньше диаметра шкворня.

В нижней части корпуса ударного механизма имеются окна, чтобы рабочий мог видеть момент захвата болванки, а также видеть расстояние или положение бойка и болванки при работе механизма, т.е. через окно можно визуально установить момент, когда боек опустится до нижнего фланца 18 и когда возникает необходимость подкладки цилиндрической вставки.

Критическое место отмечено красной на корпусе ударного механизма.

4.5. Расчет на прочность основных деталей ударного механизма.

При выпрессовки шкворня рулевого механизма автомобиля (или других подобных сопряжений) используется явление удара, т.к. для выпрессовки обычным способом (статическая нагрузка) требуется большие усилия в десятки тонн. Из механики известно, что при ударе соприкасающихся тел, возникающие силы очень велики по сравнению с обычными силами, так как изменение скорости соприкасающихся тел происходит  в очень незначительный промежуток времени (t) почти мгновенно. Различают абсолютно упругий удар и абсолютно неупругий, т.е. когда тело после удара остается на поверхности тела (не отскакивает, например, как мяч). В данном случае процесс происходит практически как абсолютно неупругий. Поэтому для определения ударной силы можно использовать теорему о количестве движения:

где, m – масса ударяемого тела ();

U – скорость перемещения, м/с;

F – действующая сила, КГС,

t – время, в течении которого происходит изменение количества движения (mU) – с (сек.).

При t=0 ударная сила была бы бесконечной, но т.к. при ударе все же имеют место незначительные деформации, которые происходят в минимальные промежутки времени, то и t имеет свое какое-то конечное значение, исчесляемое долями секунд.

Так, например, при трамбовке грунта с помощью «бабы» время удара равно 0,0045 с. Ориентируясь на этот пример определяю усилие, которое будет действовать при ударе с использованием пружины, с последующим уточнением на стадии эксперимента.

Исходные данные для расчета.

Параметры пружины.

Пружина № 16, класс II, разряд – 4, ГОСТ 13773-68

Р3(max) = 900 кгс, Z1 = 44,24 кгс/мм, f3 = 23,35 мм.

Диаметр проволоки     – d = 16 мм,

Диаметр пружины        – D = 130 мм,

Шаг                               – tн = 45 мм,

Количество витков      – n = 8 .

Высота пружины в свободном состоянии

Ho = t*n+d = 45*8+16= 380 мм.

Высота пружины в сжатом состоянии (до соприкосновения витков).

Нс = n*d= 8*16= 128,принимаю Нс = 130 мм.

Определение усилия удара

Вес перемещающихся масс Р8 кг.

Ударный импульс или силу удара «F» определяю по формуле

                                      mU = F*t

m = =  тех.единица ()

Время движения массы бойка предварительно принимаю t = 0,005 с. (исходя из выше  приведенного примера с последующим уточнением на стадии эксперимента).

Тогда скорость перемещения бойка равна U = ,

где S = Но – Нс = 380 – 128 = 252 мм = 0,25 м.

Преобразуем формулу ударного механизма (импульса)

  ;

F =

Расчет на прочность основных деталей

Определение резьбы штанг рис.4.1.

Штанги нагружены растягивающей силой F = 60*103; нагрузка расчетная на одну штангу

Рр = 0,5*F*Кd = 0,5*60*103*1,2 = 36*103 Н, где Кd – динамический коэффициент.

Диаметр резьбы определяют по формуле

где d1 – внутренний диаметр резьбы.

 - допустимое напряжение для резьбы

Материал болта Сталь 35 (у)

        = 380 Н/мм2;  = 650 Н/мм2,

        = 1,5 – 3; коэффициент запаса прочности, принимаю  = 3, так как нагрузка – Рр определена приблизительно.

 = 380/2,0 = 190 Н/мм2

Принимаю резьбу по ГОСТ 9150-59 – М 20*2; d2 = 18,7; d1 = 17,84;

Палец(32) Рис.ее работает на изгиб. Требуемый диаметр пальца d определяю по формуле

                                                                ,

где Ми – момент изгибающий,

 = 260 Н/мм2 – допускаемые напряжения при изгибе.

Материал пальца     Сталь 35 (у)

Ми - Рр*С = 36*103*20 = 720* 103= 3,06*106 Н/мм2

                                                                ,

принимаю dП = 30 мм.

Определение диаметров гидроцилиндра и штока.

Основные параметры цилиндров регламентируется ГОСТ 6540-68.

Принимаю номинальное давление

Рн = 25 кгс/см2 (0,25 Мпа)

Усилие на штоке при втягивании принимаю исходя из максимального усилия сжатия пружины Рmax = 900 кгс.

Для того чтобы создать такое усилие необходимо иметь площадь поршня (цилиндра)

FП = 0,785*DП2, где DП – диаметр поршня

 Dпсм=68мм

Принимаю из ряда ГОСТ  6540-68

Dп=80мм

Принимаю предварительный диаметр штока из ряда ГОСТ 6540-68

 dш=25мм

 Так как гидроцилиндр работает по схеме «на втягивание» то

рабочие усилие на штоке будет меньше.

Рр=0,785  Рн (

где  -КПД (потери на трение)

Определяю рабочие напряжение в резьбе штока.

Gрш=

Fрш=0,785*dш2=0,785*18,42=285мм2

где d1=18,4-внутренний диаметр резьбы, мм

Gрш==37 Н/мм2

4.6. Требования по технике безопасности.

К эксплуатации должен допускаться постоянно закрепленный рабочий, прошедший инструктаж и имеющий навык в работе.

Приступая к работе на данном приспособлении необходимо хорошо изучить устройство и его принцип работы, а также правила эксплуатации при работе на электроустановках и гидравлических устройствах высокого давления.

Приспособление должно быть подключено к электросети согласно правил эксплуатации электрических устройств. Приспособление должно иметь надежное заземление.

Все ремонтные и регулировочные работы производить только на отключенном от сети оборудовании. Запрещается разбирать ударный механизм если сжата пружина и болванка поднята штоком гидроцилиндра.

Запрещается производить удары вхолостую, не поставив боек механизма на рабочее место. Удары вхолостую могут оторвать нижний фланец ударного механизма и травмировать людей. При подобных ударах необходимо поставить механизм на массивную металлическую плиту.

Запрещается работа на неиспытанном на избыточное давление гидроцилиндре устройства. Наблюдение режима работы приводит к выходу из строя устройства, при этом предприятие – изготовитель не возмещает ущерба.

4.7. Технические характеристики.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15