Методические указания по оформлению графической части

Графическая часть выполняется на трех листах формата А1 и включает в себя три чертежа:

1. План расстановки оборудования (формат А1) (Приложение 2, рис. 1)

2. Сборочный чертеж (чертеж общего вида) проектируемого оборудования (формат А1) (Приложение 3)

3. Технологическая карта на техническое обслуживание или ремонт узла автомобиля (формат А1) (Приложение 4)

План расстановки оборудования производственных зон и участков выполняется обычно в масштабе 1:40; 1:50 или 1:100 в зависимости от размеров и возможности размещения на листе стандартного формата. План выполняется с соблюдением строительного оформления, с указанием маркировки строительных осей и расстояния между ними, толщины стен, оконных и дверных проемов.

На плане по габаритным размерам указываются посты ремонта, оборудование и оснастка зон и участков (подъемники, канавы, верстаки, стеллажи, стенды и пр.), а также проставляются основные технологические размеры (размеры оборудования, их привязка к строительным элементам и друг к другу). На плане условными обозначениями наносятся места установки местной вентиляции и канализационных стоков.

Нумерация оборудования и оснастки показывается на плане слева направо по часовой стрелке. Основная надпись выполняется в правом нижнем углу чертежа.

Сборочный чертеж - общее изображение проектируемого стенда в двух или трех проекциях с выносными элементами. Нумерация позиций сборочных единиц производится слева направо но часовой стрелке. На выносных элементах проставляются посадки в сопряжениях.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Содержание

Введение

1 Общая часть

2 Расчетная часть

2.1 Корректирование периодичности ТО и ремонта.

2.2 Определение коэффициента технической готовности

2.3 Определение коэффициента использования автомобилей и годового пробега автомобилей

2.4 Расчет числа обслуживаний за год

2.5 Расчет сменной программы ТО

2.6 Корректирование трудоемкости ТО и ТР

2.7 Расчет годовой трудоемкости работ по ТО и ТР

2.8 Расчет штата для выполнения ТО и ТР

2.9 Расчет количества постов

2.10 Выбор оборудования и оснастки

2.11 Расчет площади зоны постовых работ

2.12 Расчет площади ремонтного участка

2.13 Расчёт расхода электроэнергии

2.14 Расчёт расхода тепла

3 Технологическая часть

4 Охрана труда, техника безопасности и охрана окружающей среды

5 Конструктивная часть

6 Экономическая часть

Сокращения

Список использованных источников

Приложения

РЕКОМЕНДУЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Лист 1 Сборочный чертеж проектируемого оборудования

Лист 2 План расстановки оборудования

Лист 3 Технологическая карта

1 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ

1.1 Распределение автомобилей на технологически совместимые группы (см. таблицу1 приложения)

Пример выполнения распределения автомобилей по технологически совместимым группам приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Пример выполнения распределения автомобилей по технологически совместимым группам

Груп-па	Марка автомобиля	Коли-чество авто- мобилей	Средне-суточный пробег	Пробег до КР, км	Пробег с начала эксплуатации
	ПАЗ-32054
ПАЗ-320302-08
ПАЗ-4234
Средневзвешенные значения		l cc=220

1.2 Корректирование периодичности ТО и ремонта

Откорректированный пробег до ТО-1, км

, (1.1)

где - нормативный пробег до ТО-1, км (см таблицу 8) =3500;

- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (см таблицу 3) . Для выбора коэффициента К₁ необходимо сначала выбрать категорию эксплуатации по данным таблицы 2, а затем по данным таблицы 3 выбрать сам коэффициент ;

- коэффициент, учитывающий климатические условия (см таблицу 5) =0,9.

Откорректированный пробег до ТО-2, км

(1.2)

где - нормативный пробег до ТО-2, км (см таблицу 8).

Откорректированный пробег до КР, км

, (1.3)

где - нормативный пробег до КР, км (см таблицу 10);

- коэффициент, учитывающий модификацию автомобиля (см таблицу 4).

Откорректированный пробег до ТО-1 с учётом кратности среднесуточного пробега, км

, (1.4)

где b₁- целое количество ЕО, проводимых за пробег ;

- средне суточный пробег, км.

; (1.5)

Откорректированный пробег до ТО-2 с учётом кратности , км

, (1.6)

где - целое количество ТО-1, проводимых за пробег

; (1.7)

Откорректированный пробег до КР с учётом кратности , км

, (1.8)

где - целое количество ТО-2, проводимых за пробег L^/_KP

; (1.9)

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.2

Таблица 1.2 – Корректирование периодичности ТО и ремонта

Марка авто- моби- ля

Нормативный пробег, км

Коэффициенты корректировки

Откорректирован- ный пробег, км

lcc, км

Коэффициенты кратности

Откорректиро- ванный пробег с учетом кратности, км

LH1

LH2

LHKP

К1

К2

К3

L/1

L/2

L/кр

ТО

КР

L1

L2

LKP

1 группа

2 группа

1.3 Определение коэффициента технической готовности

, (1.10)

где Д_ПР – продолжительность простоя автомобиля в ТО-2 и ТР (см. таблицу 9), дней

на 1000 км;

К^/₄ – коэффициент корректирования продолжительности простоя в ТО и ремонте в

зависимости от пробега с начала эксплуатации (см. таблицу 6);

Д_КР – продолжительность простоя автомобиля в КР (см. таблицу 9), дней.

Для того, чтобы найти коэффициент К^/₄ необходимо сначала найти пробег с начала эксплуатации в долях от нормативного пробега до КР, который определяется по формуле:

, (1.11)

где L_{c. эк.} - пробег с начала эксплуатации, км

Простои подвижного состава в ЕО и ТО-1, выполняемые в межсменное время, не учитывается.

1.4 Определение коэффициента использования автомобилей и годового

пробега автомобилей

1.4.1 Коэффициент использования автомобилей

, (1.12)

где Д_РГА – количество дней работы АТП (автомобилей на линии)

в году, дн (см. таблицу 11);

Д_КГ – количество календарных дней в году (366 или 365).

1.4.2 Годовой пробег автомобилей, км

(1.13)

где А_и – количество технологически совместимых автомобилей

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.3

Таблица 1.3 Определение коэффициента технической готовности, коэффициента

использования автомобилей и годового пробега автомобилей

Марка автомо- биля	Показатели
αт	αи	Lс эк, км	LКР, км	К/4	ДРГА, дн	АИ, шт	lcc, км	LГ, км	D
1 группа
2 группа

1.5 Расчет числа обслуживаний за год

Число КР автомобилей за год

(1.14)

Число ТО-2 автомобилей за год

(1.15)

Число ТО-1 автомобилей за год

(1.16)

Число ЕО автомобилей за год

(1.17)

Число СО автомобилей за год

N_CO=2·A_u (1.18)

1.6 Расчет сменной программы ТО

Число ЕО автомобилей в смену

, (1.19)

где Д_{РГ. ЕО} – количество рабочих дней зоны ЕО, дн (см. таблицу 12);

С_ЕО – принятое число смен работы зоны ЕО (см. таблицу 12).

Механическую мойку автомобилей организовывают на предприятии при N _ЕО.СМ ≥ 50

Число ТО-1 автомобилей в смену

(1.20)

где Д_РГ.1 - количество рабочих дней зоны ТО-1, дн (см. таблицу 12);

С₁ - принятое число смен работы зоны ТО-1(см. таблицу 12).

ТО-1 организовывается на поточной линии при N_1СМ > 12 – 15, а менее на универсальных постах.

Число ТО-2 автомобилей в смену

, (1.21)

где Д_РГ.2 - количество рабочих дней зоны ТО-2, дн (см. таблицу 12);

С₂ - принятое число смен работы зоны ТО-2 (см. таблицу 12).

ТО-2 организовывается на поточной линии при N_2СМ > 5 – 6, а менее на универсальных постах.

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.4

Таблица 1.4 Производственная программа

Марка автомо- биля	Показатели
За год	За смену
NКР	N2	N1	NЕО	NСО	N2СМ	N1СМ	NЕО.СМ
1 группа
2 группа

1.7 Корректирование трудоемкости ТО и ТР

Скорректированная трудоемкость ЕО, чел-ч

, (1.22)

где - нормативная удельная трудоёмкость ЕО, чел-ч (см. таблицу 10);

К₂ – коэффициент, учитывающий модификацию автомобиля(см. таблицу 4);

К₅ - коэффициент, учитывающий число технологически совместимого подвижного

состава (см. таблицу 7).

Скорректированная трудоемкость ТО-1, чел-ч

, (1.23)

где - нормативная удельная трудоёмкость ТО-1, чел-ч (см. таблицу 10).

Скорректированная трудоемкость ТО-2, чел-ч

, (1.24)

где - нормативная удельная трудоёмкость ТО-2, чел-ч. (см. таблицу 10).

Скорректированная трудоёмкость ТР, чел-ч

, (1.25)

где t^Н_ТР – нормативная удельная трудоёмкость ТР, чел-ч. (см. таблицу 10);

К₁ – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (см. таблицу 3);

К₃ – коэффициент, учитывающий природно-климатические условия (см. таблицу 5);

К₄ – коэффициент, учитывающий пробег с начала эксплуатации (см. таблицу 6).

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.5

Таблица 1.5 Корректирование нормативов трудоемкости ТО и ТР

Марка автомо- биля

Коэффициенты корректирования

Трудоемкость единицы ТО и ТР на 1000 км, чел-ч

Исходные

Нормативная

Расчетная

К1

К2

К3

К4

К5

tНТР

tТР

1 группа

2 группа

Для автомобилей, работающих с прицепом или с полуприцепом нормативная трудоемкость вычисляется по формуле:

t^н_{ав. п.}= t^н_ав. + t^н_пр , (1.26)

где t^н_ав. – нормативная удельная трудоемкость автомобиля, чел-ч (см. таблицу 10);

t^н_пр. - нормативная удельная трудоемкость прицепа или полуприцепа, чел-ч (см.

таблицу 10)

1.8 Расчет годовой трудоемкости работ по ТО и ТР

Годовая трудоемкость на ЕО, чел-ч

; (1.27)

Годовая трудоемкость на ТО-1, чел-ч

; (1.28)

Годовая трудоемкость на ТО-2, чел-ч

; (1.29)

Годовая трудоемкость на ТР, чел-ч

(1.30)

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.6

Таблица 1.6 Годовой объем работ

Марка автомо- биля	Количество ТО	Откорректированная трудоемкость ТО и ТР, чел-ч	Годовая трудоемкость ТО и ТР, чел-ч
ЕО	ТО-1	ТО-2	ЕО	ТО-1	ТО-2	ТР	ЕО	ТО-1	ТО-2	ТР
1 группа
2 группа
Всего

Общая трудоемкость на ТО и ТР, чел-ч

Т_об = Т_ЕО + Т₁ + Т₂ + Т_ТР (1.31)

Годовая трудоемкость вспомогательных работ, чел-ч

Т_всп = К_всп· Т_об, (1.32)

где К_всп = 0,2…0,3 – объем вспомогательных работ по предприятию, зависящий от количества автомобилей, обслуживаемых и ремонтируемых на данном АТП (при количестве от 100 до 200 автомобилей принимать большее значение К_всп , свыше 200 до 300 автомобилей – среднее, свыше 300 – меньшее).

Годовая трудоемкость постовых работ ТР, чел-ч

(1.33)

Годовая трудоемкость цеховых работ ТР, чел-ч

(1.34)

1.9 Расчет штата для выполнения ТО и ТР

Расчет фондов времени явочного рабочего

Ф_ЯВ = [Д_КГ - (Д_П + Д_В)] · t_см – Д_ПП ·1, (1.35)

где Д_КГ – число календарных дней в году, дн;

Д_П – число праздничных дней в году, дн (Д_П = 12 дн);

Д_В – число выходных дней в году, дн;

t_см – продолжительность смены, ч (7ч при шестидневной рабочей неделе или 8ч при

пятидневной рабочей неделе;

Д_ПП – число предпраздничных дней в году, дн;

1 – час сокращения рабочего дня.

Расчет фондов времени штатного (списочного) рабочего

Ф_Ш=Ф_ЯВ - (Д_от + Д_у.п.) · t_см , (1.36)

где Д_от – число дней отпуска;

Д_у.п – число дней невыхода на работу по уважительным причинам.

Расчет явочных и штатных рабочих

, (1.37)

(1.38)

Все расчеты по все маркам автомобилей сводим в таблицу 1.7

\

Таблица 1.7 Расчет штата для выполнения ТО и ТР

Вид работ	Обозна-чение	Тi , чел-ч	Фяв, чел	Явочное количество рабочих	Фш , чел	Штатное количество рабочих
Расчетное	Принятое
Расчетное	Принятое
Общее число рабочих	Роб
Кол-во рабочих в зоне ЕО	РЕО
Кол-во рабочих в зоне ТО-1	Р1
Кол-во рабочих в зоне ТО-2	Р2
Кол-во рабочих в зоне ТР	РТР
Кол-во рабочих постовых работ	РТРП
Кол-во рабочих цеховых работ	РТРцех
Кол-во рабочих вспомогательных работ	РВСП

Расчет штатного расписания технологической зоны ТО и ТР

Число ИТР, служащих и МОП определяется в процентах от общего числа ремонтных и вспомогательных рабочих.

Расчет ведется согласно формуле:

Р= γ · ∑Р_раб , (1.39)

где γ – доля соответственно ИТР, или служащих, или МОП от общего числа всех рабочих (см. таблицу 1.7 ниже);

∑Р_раб - суммарное число всех рабочих, чел.

Все расчеты по всем маркам автомобилей сводим в таблицу 1.8

Таблица 1.8 Штатное расписание технологической зоны ТО и ТР

Категория рабочих	Доля ИТР и МОП	Количество рабочих
Ремонтные рабочие зоны ТО	---
Ремонтные рабочие зоны ТР	---
Рабочие производственных участков	---
Вспомогательные рабочие	---
ИТОГО	---
ИТР	0,15
Служащие	0,06
Уборка территории и поме- щений	0,03
ИТОГО	---
ВСЕГО	---

1.10 Расчет количества постов

Количества постов ЕО

, (1.40)

где - годовые трудозатраты на ЕО;

- коэффициент учитывающий неравномерность загрузки постов (см. таблицу 13);

- количество смен работы постов ЕО в сутки;

- среднее число рабочих на одном посту (смотри таблицу 14);

- коэффициент использования поста (смотри таблицу 15).

Количества постов ТО-1

(1.41)

Количества постов ТО-2

(1.42)

Количества постов ТР

(1.43)

1.11 Выбор оборудования и оснастки

Подбор оборудования производится по технологической необходимости по действующему табелю оборудования. Перечень необходимого оборудования для проведения работ по ЕО, ТО-1, ТО-2 и ТР представляется в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 Оборудование и оснастка постов ЕО, ТО-1, ТО-2 и ТР

Наименования оборудования	Тип, модель	Кол- во	Техническая хар-ка	Размеры, мм	Пло-щадь, м	Мощ-ность, кВт

1.12 Расчет площади зоны постовых работ

1.12.1 Расчет площади зоны ТО-1

(1.44)

где - площадь занимаемая оборудованием, ;

- площадь поста (горизонтальная проекция автомобиля), ;

- коэффициент плотности расстановки оборудования, ;

- коэффициент плотности расстановки поста, .

1.12.2 Расчет площади зоны ТО-2

(1.45)

где - площадь занимаемая оборудованием, ;

1.12.3 Расчет площади зоны ТР

(1.46)

где - площадь занимаемая оборудованием, ;

Площадь поста принимаемая по наибольшей горизонтальной проекции автомобилей.

1.12.4 Расчет площади зоны ТО и ТР

(1.47)

1.10 Расчет площади ремонтного участка

, (1.48)

где - площадь, занимаемая оборудованием i-го участка, м² ;

- коэффициент плотности расстановки поста

Согласно Положению, проектируемые помещения, по фронту, должны иметь:

Длину: 6000, 9000, 12000, 18000, 24000 мм в крайнем случае 3000мм.

Ширину: 6000, 9000, 12000, 18000, 24000мм.

.

1.11 Расчёт расхода электроэнергии

При приближённом расчёте общая мощность светильников для освещения всей производственной площади, Вт, определяется по формуле:

P₀=pF (1.49)

где р- удельная мощность на 1 м² площади, Вт/м² ; р=20 Вт/м²;

F -принятая по расчёту производственная площадь участка, м².

Расход электроэнергии на освещение за год, кВт-ч, составит:

, (1.50)

где К- коэффициент одновременности использования светильников, К=0,8;

-число часов горения в сутки, ч; =6 ч;

Д_рг- число дней работы АТП, дн;

- сети, =0,95-0,97;

Потребность в электроэнергии для питания технологического оборудования за год составит

, кВт-ч (1.51)

где - суммарная установленная мощность технологического оборудования участка, кВт;

Ф_о- действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

-коэффициент одновременности работы оборудования, =0,6-0,7;

-коэффициент загрузки оборудования, =0,8-0,9;

-КПД электродвигателей, =0,85-0,9;

Действительный годовой фонд времени работы оборудования, Ф_о , час

, (1.52)

где 365-число календарных дней в году;

104-число выходных дней в году;

12- число праздничных дней в году;

5- число предпраздничных дней в году;

t_cm- продолжительность смены, t_cm=8 ч;

t^’_cm- продолжительность смены в праздничные дни, t^’_cm=7 ч;

- коэффициент использования оборудования, учитывающий простой в пофилактическом обслуживании и ремонте, его принимают равным 0,94-0,96;

y- количество смен работы

Общая потребность в электроэнергии за год составит:

, кВт-ч (1.53)

1.12 Расчёт расхода тепла

Годовой расход тепла определяется:

, Гкал (1.54)

где V- объём помещения по наружному обмеру, м³;

q₀- расход теплоты на отопление одного м³ здания при разности внутренней и наружной температур в 1⁰С, q₀=2,1 кДж/ч;

q_в- расход теплоты на вентиляцию одного м³ здания при разности внутренней и наружной температур в 1⁰С, q_в=2,1 кДж/ч;

t_в- внутренняя температура помещения, ⁰С;

t_н- средняя наружная температура за отопительный период, t_н=-6,6⁰С;

24- число часов отопления в сутки;

270- количество дней отопительного периода для Архангельской области;

0,23*10^-6- переводной коэффициент кДж в Гкал;

Согласно Положению высота помещения применяется: 3,3;4.8;5.4, 6.0;7.2 метра, если в помещении имеется подъёмное оборудование ( кран балка) , то высота помещения принимается не менее 6м.

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОФОРЛЕНИЮ КОНСТРУКТИВНОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Конструктивная часть дипломного проекта должна содержать в себе две части: РАСЧЕТНУЮ ЧАСТЬ и ГРАФИЧЕСКУЮ ЧАСТЬ.

Расчетнаячасть дипломного проекта оформляется в виде пояснительной записки и должна содержать в себе следующие разделы:

- ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ЧАСТИ – в данном разделе рассматривается целесообразность предлагаемой конструктивной разработки;

- ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК ИЛИ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ – в данном разделе рассматриваются существующие конструкции, аналогичные предполагаемой к разработке, приводятся их краткие технические характеристики, кинематические схемы или общий вид, описание работы, достоинства и недостатки каждой конструкции, дается обоснование выбора аналога;

- ОПИСАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ РАЗРАБОТКИ – в данном разделе описывается конструкция и работа предлагаемой конструктивной разработки;

- РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ – в данную часть могут быть включены следующие разделы:

· Определение усилия на рабочем органе;

· Кинематический расчет;

· Расчет элементов привода (зубчатые передачи, ременные передачи, валы, производится побор подшипников, муфт и т.д.);

· Расчет элементов гидропривода.

Пример выполнения текстовой части пояснительной записки

2.1 Рассмотрение существующих конструкций.

При ремонтном производстве для вывешивания на постах ТО и ТР грузовых автомобилей наибольшее распространение нашли стационарные электрогидравлические и электромеханические червячно-винтовые подъемники. Применение подъемников облегчает доступ к подвеске и днищу автомобиля, что повышает культуру производства и повышает производительность труда.

2.2 Анализ существующих конструкций

Рисунок 2.1- Электрогидравлический подъемник.

Передвижной автомобильный подъемник г/п 30 т, 4 стойки, электрогидравлический привод, подъем за колеса.

Система безопасности постоянного зацепления. Отвечает самым жёстким требованиям Европейских стандартов и отключается только при непосредственном воздействии оператора на кнопку отключения страховки.

Особым достоинством этого подъёмника является малая занимаемая площадь при хранении, а также возможность организации рабочего места на любом свободном месте.

Устанавливается на полу с допускаемым удельным давлением на него более 10 кг/см². Комплектуется двумя страховочными стойками.

Регулируемые подхваты кареток позволяют поднимать автомобили с наружным диаметром колёс от 550мм до 1400 мм, регулировка производится быстро и без особых усилий. Возможность применения на подъёмнике траверс для подъёма автомобилей за раму.

Напряжение цепей управления (кнопки на аппаратном шкафу) 24 вольта обеспечивает полную защиту оператора от поражения электрическим током.

Данный подъемник обладает следующими характеристиками:

Модель___________________________________________________________ПГ-30

Грузоподъемность максимальная, т_______________________________________30

Грузоподъемность стойки максимальная, т________________________________7,5

Высота подхватов над уровнем пола (max), мм___________________________1730

Установленная мощность, кВт___________________________________________8,8

Количество стоек_______________________________________________________4

Количество гидравлических станций_______________________________________4

Напряжение питающей сети, В__________________________________________380

Напряжение цепей управления, В_________________________________________24

Габариты стойки (длина, ширина, высота), мм__________________1070, 1230, 2630

Масса брутто общая, кг_______________________________________________3100

Масса брутто поддона со стойками, кг___________________________________1300

Масса брутто поддона со страховочными подставками,кг__________________500.

Рисунок 2.2-Электромеханический подъемник.

Стационарный автомобильный подъемник г/п 5 т., 2 стойки, электромеханический привод. Основной подхват подводиться под агрегат для вывешивания и последующего монтажа-демонтажа. В каждой стойке смонтирована рабочая пара «винт-гайка» с приводом от мотора и двух червячных редукторов. Достоинствами данного подъемника являются низкая стоимость, простота конструкции, ремонтопригодность, надежность, многоуровневая безопасность.

Данный подъемник обладает следующими характеристиками:

Модель_______________________________________________________468

Грузоподъемность, т­­­­­­­­­­­­­­­­­___________________________________________________5

Установленная мощность, кВт___________________________________________2,8

Количество стоек _______________________________________________________2

Напряжение питающей сети, В__________________________________________380

Масса, т_____________________________________________________________ 1,8

2.3 Выбор оптимального варианта.

Так как механический подъемник имеет более низкую стоимость, простоту конструкции, ремонтопригодность, надежность, многоуровневую безопасность. Считаю целесообразным разработать конструкцию подъемника, состоящую из передачи «винт-гайка» и червячного редуктора, т. к. и передача «винт-гайка», и червячный редуктор обладают свойствами самоторможения, что предотвратит самопроизвольное опускание подъемника и отпадает потребность в дополнительных страховочных стойках.

2.4 Выбор кинематической схемы подъемника.

Предлагаю следующую кинематическую схему:

Рисунок 2.3 – Кинематическая схема подъемника.

1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – червячный редуктор; 4 – муфта; 5 – стойка; 6 – гайка; 7 – винт; 8 – подъемная рама.

Электродвигатель 1 соединен через муфту 2 с червячным редуктором 3, расположенном на стойке 5. Редуктор соединен с винтом 7 через муфту 4. Винт, вращаясь, заставляет гайку 6 перемещаться поступательно в вертикальной плоскости. Гайка соединена с подъемной рамой 8. Устойчивость винта обеспечивается подшипником в верхней части стойки и подпятником в основании стойки.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТОВ КОНСТРУКТИВНОЙ ЧАСТИ

3.1 Определение усилия на рабочем органе

В зависимости от конструкции стенда или съемника рабочий орган может совершать:

- поступательное движение ( например при выпрессовке подшипников, зубчатых колес, шкивов ременных передач или подъеме груза – например при вывешивании колес автомобиля домкратом);

- вращательное движение ( головки гайковертов, поворотные стенды-кантователи).

При поступательном движении определяется осевое усилие, развиваемое штоком одним из следующих способов:

· Усилие задается исходя из технических характеристик рассмотренных стендов-аналогов, технических требований, приведенных в паспортной литературе или из конструктивных соображений;

· Усилие задается исходя из веса поднимаемой конструкции ( при вывешивании автомобиля или его мостов)

· Усилие выпрессовки может быть определено аналитическим способом.

При вращательном движении определяется крутящий момент на рабочем органе одним из следующих способов:

· Крутящий момент задается исходя из технических характеристик рассмотренных стендов-аналогов, технических требований, приведенных в паспортной литературе или из конструктивных соображений;

· Крутящий момент стендов- кантователей определяется исходя из веса поворачиваемого агрегата и способа крепления его на поворотной раме относительно поворотной оси;

· Крутящий момент гайковертов рассчитывается из потребности момента на отворачивание по резьбе.

Частота вращения рабочего органа – n (об/мин), как правило, задается конструктивно.

3.1.1 Определение осевого усилия при выпрессовке зубчатых колес или шкивов ременных передач

Усилие выпрессовки зубчатых колес или шкивов ременных передач F_a , Н ;

, (3.1)

где D – наружный диаметр ступицы насаженной детали, мм;

d - внутренний диаметр насаженной детали (диаметр вала), мм;

i – табличный натяг (определяется по справочным таблицам в зависимости от основного отклонения и квалитета точности см. табл.3.1), мм;

l – длина ступицы насаженной детали, мм;

а – коэффициент, зависящий от материала детали (для стали 7,5 , для чугуна 4,3).

Таблица 3.1 - Предельные отклонения размеров валов

Интервалы размеров, мм

Поля допусков

js6

k6

m6

n6

p6

r6

s6

js7

k7

m7

n7

s7

Св.18 до 30

+6,5 -6,5

+15 +2

+21 +8

+28 +15

+35 +22

+41 +28

+48 +35

+10 -10

+23 +2

+29 +8

+36 +15

+56 +35

Св.30 до 50

+8 -8

+18 +2

+25 +9

+33 +17

+42 +26

+50 +34

+59 +43

+12 -12

+27 +2

+34 +9

+42 +17

+68 +43

Св.50 до 65

+9,5 -9,5

+21 +2

+30 +11

+39 +20

+51 +32

+60 +41

+72 +53

+15 -15

+32 +2

+41 +11

+50 +20

+83 +53

Св.65 до 80

+62 +43

+78 +59

+89 +59

Св.80 до 100

+11 -11

+25 +3

+35 +13

+45 +23

+59 +37

+73 +51

+93 +71

+17 -17

+38 +3

+48 +13

+58 +23

+106 +71

Св.100 до 120

+76 +54

+101 +79

+114 +79

3.1.2 Определение осевого усилия при монтаже и демонтаже подшипников

Осевое усилие при монтаже или демонтаже подшипников F_a , Н ;

, Н (3.2)

где - i – табличный натяг (определяется по справочным таблицам в зависимости от основного отклонения и квалитета точности, см. табл.1), мм;

f – коэффициент трения, при сборке f =0.1….0.15;

при разборке f =0.15….0.25;

Е – модуль упругости, для стали Е=2*10⁵ МПа;

В – ширина подшипника, мм;

N – коэффициент, учитывающий диаметр подшипника.

(3.3)

(3.4)

Где D – наружный диаметр подшипника, мм;

d – внутренний диаметр подшипника, мм.

3.1.3 Пример расчета усилия выпрессовки подшипника

Исходные данные для расчета:

Подшипник № 306

D – наружный диаметр подшипника, мм; D =72мм;

d – внутренний диаметр подшипника, мм; d =30мм;

В – ширина подшипника, мм; В =19мм;

Посадка – k6.

Усилие выпрессовки подшипника F_a , Н ;

, (3.5)

где - i – табличный натяг, мм;

основное отклонение – k; квалитет – 6 ; табличный натяг оставит i = 0,015мм;

f – коэффициент трения, при разборке f =0.15….0.25,принимаем f =0.2 ;

Е – модуль упругости для стали Е=2*10⁵ МПа;

В – ширина подшипника, В =19 мм;

N – коэффициент, учитывающий диаметр подшипника.

(3.6)

(3.7)

мм

Тогда осевое усилие составит

Н

3.1.4 Крутящий момент при расчете стендов – кантователей.

Составляется схема установки агрегата на раму стенда.

С

Х

Рисунок 3.1 - Схема стенда – кантователя.

1- агрегат; 2- поворотная рама; 3- станина.

Центр тяжести агрегата расположен в точке С, Х – расстояние от центра тяжести до оси поворота рамы.

Крутящий момент Т, Н*м определяется по формуле;

(3.8)

где Т – крутящий момент на рабочем органе, Н*м;

G – сила тяжести агрегата, Н;

Х – расстояние от центра тяжести до оси вращения, м.

3.1.5 Крутящий момент при расчете гайковертов

Крутящий момент на рабочем органе Т, Н*м определяется по формуле;

, (3.9)

где – Т – крутящий момент на рабочем органе, Н*м ;

Т_р – момент в резьбе, Н*м ;

Т_f – момент трения на торце, Н*м ;

, (3.10)

где – F_a – сила прижатия (осевая сила), Н;

, (3.11)

где – d₂ – средний диаметр резьбы, мм [3];

n - коэффициент, зависящий от вида резьбы [3]

для метрической резьбы, n = 0,541, для трапециидальной n =0,5;

y_d – коэффициент, зависящий от формы гайки [3], для неразрезных гайки y_d =1,2…2,5;

[р] - допустимое давление в витках резьбы, МПа [3].

y - угол подъема резьбы

, (3.12)

Где - n – количество заходов резьбы;

р – шаг резьбы, мм .

r¹ – приведенный угол трения

, (3.13)

Где – f – коэффициент трения [3];

a - угол профиля резьбы, для метрической a =60⁰, для трапециидальной a -30⁰

, (3.14)

Где R_пр – приведенный радиус, мм;

, (3.15)

Где d_т – диаметр торцевого контакта, мм.

Полученный крутящий момент увеличивают в 1,5…2 раза, так как резьба, как правило, подвержена коррозии (если в конструкции предусмотрен ударно-инерционный механизм (маховик) – увеличивать крутящий момент нет необходимости).

3.2 Кинематический расчет

Кинематический расчет начинают с составления кинематической схемы стенда, станка или приспособления (кинематический расчет рекомендуется проводить при проектировании стендов, в которых использован электромеханический привод). К исходным данным относятся параметры, определенные в предыдущих расчетах - крутящий момент на рабочем органе и частота вращения рабочего органа.

Кинематический расчет выполняется для подбора стандартных или расчета нестандартных элементов стенда (электродвигатель, редуктора, муфты, подшипники - подбираются стандартными ).

Кинематические схемы выполняются с помощью специализированных значков регламентированных стандартом.

Кинематический расчет начинают с определения крутящего момента(смотри выше), частоты вращения(смотри выше), мощности и угловой скорости рабочего органа.

Определение угловой скорости, с^-1;

, (3.16)

Где - частота вращения рабочего органа ( выходного вала)

Определение мощности, Р КВт;

(3.17)

Где Т – крутящий момент на валу рабочего органа, Н*м.

Определяется общий КПД привода исходя из кинематической схемы

(3.18)

Где - h_общ – общий КПД привода;

h₁ – КПД первой передачи;

h₂ – КПД второй передачи;

h₃ – КПД третей передачи (или КПД подшипников).

Таблица 3.2 - КПД наиболее распространенных передач

Передача	КПД
Цилиндрическая открытая	0,95¸0,96
Цилиндрическая закрытая	0,97¸0,98
Коническая открытая	0,95¸0,96
Коническая закрытая	0,96¸0,97
Червячная	0,8
Цепная открытая	0,90¸0,95
Цепная закрытая	0,95¸0,97
Клиноременная передача	0,95¸0,97
Плоскоременная передача	0,956¸0,98
Подшипники	0,99

Определяется мощность на входном валу Р₁ и подбирается электродвигатель

(3.19)

Двигатель подбирается ближайший наибольшей мощности согласно стандарту или другому справочнику.

Определяется мощность, частота вращения габаритные и присоединительные размеры стандартного двигателя.

Рисунок 3.2 - Мощности и габаритные размеры электродвигателей серии 4А

Определяется общее передаточное число i и разбивается по ступеням

(3.20)

Где - n₁ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

n_РО – частота вращения рабочего органа, об/мин.

Разбивка передаточного числа производится исходя из формулы

(3.21)

Где – i₁, i₂, i₃ – передаточные числа ступеней (передаточные числа зубчатых передач и редукторов назначаются стандартными :

Цилиндрические передачи – 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3 ; 8; 10; 12.(подчеркнуты рекомендованные передаточные числа первого ряда)

Конические передачи – 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3 .(подчеркнуты рекомендованные передаточные числа первого ряда)

Червячные передачи – 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80. ( передаточные числа первого ряда)).

Определяется частота вращения на валах, n об/мин;

и так далее (3.22)

Определяется угловая скорость на валах, с^-1;

(3.23)

Определяется мощность на валах, Р КВт;

и так далее (3.24)

Определяются крутящие моменты на валах, Т Н*м;

(3.25)

По определенным крутящим моментам, передаточным числам, частотам вращения и угловым скоростям определяются геометрические размеры передач или подбираются стандартные редуктора и муфты.

3.3 Пример выполнения кинематического расчета винтового подъемника

Расчет скорости подъема.

Определяем скорость подъема по формуле:

; (3.26)

где Н – высота подъема;

t – время подъема;

;

Расчет частоты вращения винта.

Определяем частоту вращения винта по формуле:

; (3.27)