Организация технического обслуживания и ремонта подвижного состава ОАО «АТП-7» г. Сальска Ростовской области

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

3.1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

Стенд предназначен для установки на нем двигателей автомобилей с целью осмотра и устранения дефектов, выявленных после испытания.

На рис. 1 показан стенд модели Р-770 для разборки-сборки дизельных двигателей ЯМЗ-236, -238, -740, -741. Стенд состоит из стационарной и передвижной стоек. Стационарная стойка жестко закреплена на крестовике. В вертикальной части стенда смонтированы лотки для инструмента, а в нижней части установлен поддон для слива отработанного масла. Двигатель на стенде крепится штырями, вставляемыми в отверстия  блока цилиндров  со свободой поворота на  360 градусов.

Рисунок 3.1.  Общий вид стендов для разборки-сборки двигателей Р-770

 

В положение, удобное для работы, он поворачивается за счет электромеханического привода. Для ремонта дизельных двигателей тех же марок применяется стенд Р-776 с ручным механизмом вращения посредством двухступенчатого червячного редуктора. Для тех же целей в настоящее время выпускаются: стенд для сборки и разборки двигателей ЯМЗ мод. Р-790; то же для двигателей КамАЗ мод. Р-791. Для разборки и сборки головок блоков цилиндров автомобильных  двигателей  ГАЗ  служит  стенд  мод. Р-721. Универсальный стенд для разборки всех видов двигателей  выпускает   итальянская   фирма   «СМВВ» Серийно выпускаются также стенды: Р-643 для разборки-сборки двигателей автобусов «Икарус».

 

Рисунок 3.2. Стенд для ремонта двигателей модель СР-10

 

Стенд предназначен для ремонта двигателей легковых автомобилей массой не более 250 кг. Использование стенда обеспечивает свободный доступ ко всем узлам двигателя. Простота конструкции, независимость от внешних коммуникаций позволяет использовать стенд не только в стационарных условиях, но и на открытых площадках.

 

 

Рисунок 3.3. Стенд СРД-200 для ремонта двигателей ЗМЗ

Предназначен для удобства доступа ко всем узлам двигателя при его разборке/сборке с возможностью его многократного переворачивания, наклона и фиксации. Привод - механический от руки через червячный редуктор Ч125-80-51, обеспечивающий вращение закрепленного на Стенде двигателя вокруг его оси и его фиксацию под любым углом.     Универсальная конструкция Стенда позволяет закреплять и ремонтировать на нём 4-х и 8-ми цилиндровые двигатели ЗМЗ. Для ремонта двигателей семейства ЗМЗ-406 Стенд дополнительно комплектуется съёмным кронштейном. Обеспечивает наглядность технологии ремонтных работ при обучении специалистов.

Рисунок 3.4.  Двойной стенд для разборки двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРЕДЛАГАЕМОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

 

Стенды для разборки – сборки двигателей обеспечивают удобство выполнения работ по ремонту двигателей. Обеспечивается производительность работ в 2 – 3 раза, что приводит к снижению стоимости ремонта двигателей. Так же сокращается ручной труд и увеличивается качество работ. 

Рассмотрим стенд для разборки-сборки двигателей прототипом которого являлся стенд модели Р – 770.

Каркас стенда  представляет собой сварную конструкцию из стальных труб и является связующим элементом для всех остальных узлов стенда.

Для крепления двигателя на стенде имеется опорная рама, которая может вращаться вместе с установленным на ней двигателем.

Вращение опорной рамы осуществляется за счет электродвигателя и двух редукторов: цилиндрического и червячного.

Корыто представляет собой сварную конструкцию из листовой стали и предназначено для сбора сливаемых жидкостей из двигателя.

Перед постановкой двигателя на стенд опорная рама устанавливается в горизонтальное положение. После установки лап картера сцепления на опоры ребра блока цилиндров совмещают с пазами на подвижных опорах и закрепляют двигатель на стенде до упора. Опорная рама предназначена для установки двигателя ЗИЛ – 164А; для установки двигателей других марок необходимо раму заменить.  

Рисунок 3.5. Стенд для разборки – сборки двигателя

3.3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОБОРУДОВАНИЯ

 

 

Рисунок 3.6. Кинематическая схема стенда для разборки – сборки двигателя

Р – рама; РО – рама опорная; ПШ – подшипники скольжения редуктор; ДВ - двигатель; ПШ – подшипники; ФК - фиксатор; МФ – муфты; РЧ – редуктор червячный; РЦ – редуктор цилиндрический; М – электродвигатель; КК1 – контакты теплового реле; КМ1 – магнитный пускатель; QF1 – автоматический выключатель; S1 – кнопка «Пуск»; S2 – кнопка «Стоп»

 

Стенд для разборки – сборки двигателей представляет собой раму Р в которой подшипниках ПШ вращается опорная рама РО на который закреплен двигатель ДВ. Поворот осуществляется по средством электромеханического включением электродвигатель М, редуктор РЦ, РЧ, соединительной муфты МФ и фиксатора ФК.       

 

 

3.4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУЦИИ

 

Определяем усилие на срез при симметричном размещении груза

                                                                                                         (3.1)

где G – вес двигателя, Н

      Q – вес поворотный рамы, Н       

 

.

Определяем предварительный диаметр вала

                                                       (3.2)

где - допускаемое касательное напряжение на срез /1, с 88/

 

м.

Принимаем dв = 10 мм.

Определяем параметр подшипника качения

Исходя из условия работы кантователя, принимаем подшипник качения из антифрикционного чугуна из АЧС – 2: чугунная втулка 16 из антифрикционного чугуна АЧС – 2.

Рис. 3.7. Подшипник качения

D = 16 мм

d = 10 мм

b = 20 мм

Проведем проверку выбранного подшипника

Проверка по давлению

                                                     (3.3)

где W – Нагрузка на подшипники

W = Q + G, Н                                                       (3.4)                                                         

      – допускаемое давление (Па) для приводов сушильных барабанов, вращающихся печей и прочее. /12, с 43/

W = 500 + 2000 = 2500 H,

 

Па,

Условия выполняется

Проверка по величине PV

Определяем скорость на шейке вала

 

 м/с                                                 (3.5)

  Нм/с                                                (3.6)

где PV – допускаемое значение,

м/с;

 

тогда PV

 Нм/с.

Для бронзы Бр. АЖ 9 – 4 PV = 75 Нм/с /2, с 29/

Выбираем корпус подшипника исходя из конструкции кантователя и размеров втулки выбираем неразборный корпус подшипника с двумя крепежными отверстиями. Корпус 10 ГОСТ 11521 – 65.

Определяем крутящий момент на валу рамы

, Н                      (3.7)

где Н – ширина подшипника

       µ - приведенный коэффициент трения для подшипников качения

Н.

Проверяем вал на прочность

Максимальное касательное напряжение

                                              

, Па                                          (3.8)

где – максимальное касательное напряжение при срезе, Па

  , Па                                                   (3.9)      

      - максимальное касательное напряжение при кручении, Па

  , Па                                               (3.10)

 

Па

 

Па;

 

Па.

Условие прочности выполняется

Определяем передаточное отношение привода

  ,                                                        (3.11)

где - частота вращения двигателя, об/мин, принимаем предварительно 1500 об/мин.

 

.

Исходя из большого значения передаточного числа, выбираем привод из двух редукторов:

1. Замыкающий редуктор – червячный типа Ч – 160 – 10 с передаточным отношением  iч = 10, допустимым крутящим моментом на тихоходном ходу Мтч = 1623 Нм, КПД 0,0,89 /15, с226/
2. Промежуточный редуктор:  цилиндрический двухступенчатый  типа Ц2У – 100 с передаточным отношением iц = 8, допустимым крутящим моментом на тихоходном ходу Мтц = 250 Нм, КПД 0,97 /15, с195/

,                                              (3.12)

.

КПД клиноременной передачи составляет 0,96

Ηобщ = ηч ηц ηкр ,                                              (4.13)

.

Так как , то условие самоторможения не выполняется. Необходимо предусматривать механический фиксатор или тормоз.

Необходимая мощность электродвигателя

, кВт                                             (3.14)

 

Вт.

Исходя из продолжительности включения, определяем расчетную мощность

                                              

, кВт                                          (3.15)

где - номинальное значение продолжительности включения

 

кВт.

Принимаем электродвигатель 4А80А4УЗ номинальной мощностью Nном = 1,1 кВт, частотой вращения nдв = 1420 мин-1 /15, с16/

Номинальный крутящий момент двигателя

, Нм                                        (3.16)

 

кВт.

Проверяем двигатель из условия пуска

Необходимый пусковой момент

  , Нм.                                    (3.17)

где - приведенный к электродвигателю крутящий момент

, Нм                                          (3.18)

 

Нм.

      tn – продолжительность пуска, с

      nдв – частота вращения двигателя, об/мин

     Yпр – приведенный момент инерции

, Нм                                               (3.19)

      Yд – момент инерции ротора двигателя

  , Нм                                                      (3.20)

 

кг м2

     - коэффициент, учитывающий момент инерции

     Yк – момент инерции кантователя

, Нм                                                (3.21)                                                  

     Yгр - момент инерции груза, Нм

                                                    

, кг м2                                                   (3.22)

 

кг м2

     Yр – момент инерции рамы

                                                 

, кг м2                                                    (3.23)

 кг м2

 кг м2

 

кг м2

 

Нм

Условия пуска

 

mn – коэффициент перегрузки /15, с16/

Условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 4.5. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Определяем диаметр меньшего шкива

  , мм                                           (3.24)

где Мкр – крутящий момент

  ,                                                   (3.25)

        P – мощность на малом шкиве, кВт

        n – частота вращения малого шкива, об/мин

 

мм = 7400 Н мм;

 

мм.

Принимаем диаметр малого шкива 71 мм по ГОСТ17383 – 73 /14, с218/

Диаметр  ведомого шкива определяется по формуле

                                             

, мм                                             (3.26)

где - коэффициент скольжения, для клиноременных передач

       iкр – передаточное отношение

 мм.

Принимаем диаметр ведомого шкива 280 мм по ГОСТ17383 – 73 /14, с218/

Определяем уточненное передаточное отношение

,                                                         (3.27)

 

.

Межосевое расстояние в интервале

                                             

, мм                                       (3.28)

  , мм                                              (3.29)

 мм;

мм.

Длина ремня определяется по формуле

, мм                               (3.30)

 

мм;

 

мм.

Принимаем стандартную длину ремня равную 2500 мм по ГОСТ 1284 – 80 сечения А.