Смекни!
smekni.com

Совершенствование технического обслуживания автомобилей на ОАО Балезиноагропромхимия (стр. 5 из 10)

3.1 Обоснование выбора конструкции

При эксплуатации автомобилей нередко выходят из строя трубопроводы гидросистемы рулевого управления и механизма подъема платформы.

На предприятиях их запаивают или заваривают, после чего необходимо проверить на герметичность. Для проверки герметичности существует много различных стендов, приспособлений. Предлагаемое приспособление имеет ряд преимуществ: относительная дешевизна, надежность, небольшие масса и габариты.

Недостатком является ручной привод. Учитывая то, что приспособление позволяет создать давление до 30 МПа и работает без шума, колебаний и вибраций. Можно также использовать при герметичности и работоспособности клапанов, гидроприводов, гидрораспределителей, манометров.

3.2 Описание работы приспособления

Приспособление состоит из рамы 1, домкрата гидравлического 2 грузоподъемностью 10 тонн с ручкой 3 для создания давления в гидросистеме и винтом 4 для сброса давления; емкости для масла 5, соединенной через переходник с кожухом домкрата; распределителя 6 с ручкой переключения; штуцера 7, для присоединения проверяемых трубок; манометра 8 и поддона 9. Максимальное давление создаваемое домкратом 30 МПа. Габаритные размеры приспособления 0,250×0,680×0,410 м. Масса 17,5 кг.

Приспособление работает следующим образом, к штуцеру 7 присоединяют проверяемую трубку, с другой стороны в трубку вворачивают заглушку. Рукоятку переключателя распределителя 3 устанавливают в положение «открыто» (параллельно раме 1). При этом масло будет проходить в проверяемую трубку и к манометру 8. Заворачивают винт 4. Рукояткой 10 совершают несколько возвратно-поступательных движений и создают давление
8–9 МПа (рабочее давление в гидросистеме рулевого управления автомобиля КАМАЗ-5511 равно 7,0–7,5 МПа), контролируя его по показаниям манометра 8.

Для того чтобы снять проверяемую трубку, отворачивают винт 4 и сбрасывают давление в гидросистеме. Рукоятку распределителя поворачивают в положение «закрыто» (перпендикулярно раме 1). Открывают крышку емкости для масла 5 и ослабляют гайку крепления проверяемой трубки. Масло самотеком через емкость для масла поступает в кожух домкрата. После этого проверяемую трубку снимают с приспособления.

3.3 Расчет элементов конструкции

3.3.1 Расчет резьбы на смятие

Расчет резьбы болта на смятие сводится к проверке ее работы без повреждений при максимальном давлении 30 МПа.

Расчет резьбы на сжатие проведем при наихудших условиях, то есть отверстие в болте будем считать закрытым по формуле [7]

σсм =

≤ [σсм], (3.1)

где Рmax – сила, действующая на болт, Н;

Fсм – площадь рабочей части резьбы, равная 176 мм2;

[σсм] – допустимое напряжение при сжатии, [σсм] = 160 МПа.

Силу, действующую на болт, определим по формуле

Рmax = GSвн, (3.2)

где G – давление, создаваемое домкратом, Н/м2;

Sвн – внутренняя площадь болта, м2.

Рmax = 300 ∙ 105 ∙ 0,00053 = 15900 Н

σсм =

= 90,3 Н/мм2

Условие выполняется 90,3 ≤ 160 МПа.

3.3.2 Расчет переходника на срез

Расчет переходника на срез будем проводить по формуле [7]

τср =

≤ [τср], (3.3)

где F – сила, действующая поперек переходника, Н;

dн – наружный диаметр переходника, мм;

dвн – внутренний диаметр переходника, мм;

[τср] – допускаемое напряжение на срез, Н/мм2.

Расчетная схема приведена на рисунке 3.3.

Силу, действующую поперек переходника, определим по формуле

F = mg, (3.4)

где m – масса емкости с маслом, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

F = 0,629 ∙ 9,8 = 6,12 Н

τср =

= 0,3 МПа ≤ 140 МПа

Условие выполняется.

3.3.3 Расчет диаметра хвостовика золотника

При расчете оси наиболее важное внимание уделяется расчету диаметра.

Диаметр определим по третьей теории прочности [7]

σIII =

≤ [σ], (3.5)

где σ – напряжение изгиба, МПа;

τ – касательные напряжения, МПа;

[σ] – допускаемое напряжение, МПа.

Расчетная схема приведена на рисунке 3.4.

Для расчета необходимы следующие данные: сила, действующая на ось Р = 200 Н; крутящий момент Мкр = 11600 Н∙мм; длина оси l = 14 мм.

Σх =0 НА = 0

Σу = 0 RАР = 0; RА = Р = 200 Н

Определим изгибающий момент по формуле

Мизг = Рl, (3.6)

где Р – сила, действующая на ось, Н;

l – длина оси, мм.

Мизг = 200 ∙ 14 = 2800 Н∙мм

Условие прочности на кручение:

τ =

≤ [τ], (3.7)

где Мкр – кружащий момент, Н∙мм;

Wр – полярный момент инерции, м3;

[τ] – допускаемое напряжение, [τ] = 120 МПа.

Полярный момент сопротивления:

Wр =

, (3.8)

где d – диаметр оси, мм.

d =

, (3.9)

d =

= 7,8 мм

Проверка прочности на изгиб:

[σ] ≥

, (3.10)

где Мизг – изгибающий момент, Н∙м;

Wх – осевой момент сопротивления, м3;

[σ] – допускаемые напряжения, МПа.

Wх =

, (3.11)

где d – диаметр оси, мм.

d =

, (3.12)

d =

= 5,9 мм

Так как из условия прочности на кручение диаметр оси получили больше, принимаем диаметр оси d = 8 мм.

3.4 Технико-экономическая оценка конструкторской разработки

Технико-экономических показателей эффективности конструкции производим по известной методике [22].

3.4.1 Расчет стоимости конструкции

Затраты на изготовление приспособления для проверки трубок высокого давления определяется по формуле:

Сс = Сд + Сп + Ср + Ссб + Сн, (3.13)

где Сд – затраты на изготовление деталей приспособления на металлорежущих станках, руб.;

Сп – затраты на покупные изделия, руб.;

Ср – стоимость материала на изготовление основания, руб.;

Ссб – полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке приспособления, руб.;

Сн – накладные расходы на изготовление стенда, руб.

Стоимость металла, необходимого для изготовления рамы приспособления:

Ср = GмЦ, (3.14)


где Gм – масса требуемого материала, кг;

Ц – цена 1 кг материала, руб.

Рама приспособления сварена из швеллера №5 длиной 644 мм, и уголка длиной 288 мм.

Ср = 2,9 ∙ 20 + 2,1 ∙ 20 = 100 руб.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках [22]

Сд = Спол + ΣСзаг, (3.15)

где Спол – полная заработная плата рабочих на металлорежущих станках, руб.;

ΣСзаг – сумма стоимости всех заготовок, руб.

Основная заработная плата рабочего определяется

Со = ТСч, (3.16)

где Т – средняя трудоемкость изготовления деталей на станках, чел.-час.,

Т = 14 чел.-час.;

Сч – часовая тарифная ставка рабочего, руб., Сч = 15,6 руб.

Со = 14 ∙ 15,6 = 218,4 руб.

Дополнительная заработная плата предусмотрена в размере 40% от основной. Общая заработная плата определяется

Собщ = Со + 0,4Со, (3.17)

Собщ = 218,4 + 0,4 ∙ 218,4 = 305,76 руб.

Полная заработная плата рабочих при изготовлении деталей стенда

Спол = Собщ ∙ 1,15, (3.18)


где Собщ – общая заработная плата рабочих с учетом дополнительных надбавок, руб.;

1,15 – районный коэффициент надбавки.

Спол = 305,76 ∙ 1,15 = 351,6 руб.

Стоимость металла для заготовок определена на основе прайс-листов ЗАО «Ижторгметалл»

Сзаг = [Σ(GiЦi)] ∙ 1,15, (3.19)

где Gi – масса заготовки данного профиля, кг;

Цi – цена 1 кг данного вида заготовки, руб.

Данные по заготовкам и из цены приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Стоимость материала заготовок

Наименование Масса, кг Цена, руб./кг Сумма, руб.
Круг В10 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,09 20 1,8
Круг В16 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,045 20 0,9
Круг В20 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,06 20 1,2
Круг В30 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,33 20 6,6
Круг В40 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,071 20 1,4
Круг В50 ГОСТ 2590–85 Ст3 0,01 20 0,2
Шестигранник 11 ГОСТ 2879–85 0,12 20 2,4
Шестигранник 17 ГОСТ 2879–85 0,02 20 0,4
Шестигранник 30 ГОСТ 2879–85 0,18 20 3,6
Шестигранник 46 ГОСТ 2879–85 0,23 20 4,6
Лист 1×2000×1000 ГОСТ 1993–85 0,30 20 6,0
Литье АЛ2 ГОСТ 2685–85 0,30 180 5,4
Итого 89,51

Сзаг = 89,51 ∙ 1,15 = 103 руб.