Проектування конструкції приладу для контролю гальмівних колодок автомобіля

3 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА
3.1 Призначення, обґрунтування і будова конструкції
В процесі роботи в зоні ТО-2 відділенні існує багато ситуацій, коли виникає необхідність заміни деталей та комплектуючих. Така заміна є плановою і і входить до складу відповідного ТО. Такими роботами є:
 заміна кілець ущільнювачів плунжерів розвантажувального пристрою компресора;
 заміна гумових амортизаційних шайб реактивних штанг задньої підвіски;
 заміна різноманітних втулок, вісей, пальців і т.п. деталей, що втратили свою геометричну форму внаслідок спрацювання.
Але найпоширенішим і важливим заходом є заміна гальмівних колодок в гальмівних механізмах коліс. Досить поширеною операцією є заміна лише фрикційних накладок. В заводському виконанні фрикційні накладки приклеюються до металевої частини колодки. Це досить складний технологічний процес, і використовувати його на підприємствах, що займаються експлуатацією автомобілів економічно невиправдано. В таких випадках застосовують більш дешевий і перевірений метод. Зношені гальмі накладки зрубують, а на їх місце приклепують нові. Однак і при заміні гальмівних колодок новими і при наклепуванні фрикційних накладок відремонтовані колодки необхідно проточити на токарному станку. Це обумовлено наступними причинами:
 фрикційні накладки за сучасною технологією вигитовляють методом спікання порошкових зносостійких матеріалів при високих температурах;
 при цьому поверхня накладки, що буде контактувати з гальмівним барабаном не може бути виготовлена за номінальним розміром, тобто вона буде мати деяке відхилення від циліндричної поверхні;
 при з’єднанні накладки з колодкою це відхилення може збільшити за рахунок похибок в самій колодці;
 за таких обставин, якщо непроточену колодку встановити на автомобіль, то при гальмуванні колодка буде контактувати з гальмівним барабаном не всією поверхнею, а частково, що значно зменшить ефективність гальмування;
 звичайно, в процесі експлуатації нові колодки поступово притруться до поверхні гальмівного барабану, але все одно існує вірогідність виникнення аварійної ситуації, а це недопустимо.
Саме для того, щоб забезпечити якісну роботу гальмівного механізму, зразу після проведення ремонту необхідно перед встановленням колодок на автомобіль, провести механічну обробку фрикційної поверхні і довести її до циліндричної форми.
Цей процес не буде відбуватись безпосередньо в зоні ТО-2. На дільничний проміжний склад запчастин та агрегатів будуть поставлятись вже готові до встановлення на автомобіль колодки. Але для підвищення якості проведення ТО-2 і виключення можливості виникнення аварійної ситуації при експлуатації всі гальмівні колодки повинні проходити контроль перед встановленням на автомобіль. Для цього існує багато приладів. Найпоширенішими є:
 шаблон. При використанні шаблону отримується значна перевага у робочому часі. Шаблон простий у використанні і дозволяє проводити достатньо точні виміри. Але при використанні шаблону існують певні недоліки, а саме: шаблон контролює лише вибрану поверхню; при правильній геометрії поверхні тертя, її вісь та вісь гальмівного барабану можуть не співпадати, що призводить до різкого падіння ефективності гальмування; при частому використанні шаблон також потребує перевірки та корегування (шліфування);
 автоматичні оптичні прилади контролю. Вони є високоефективними і високоточними, але доцільність їх використання зумовлена об’ємом виробництва, особливо при крупносерійному та масовому виробництві. для АТП, що проектується в даному проекті використання таких пристроїв буде економічно недоцільне;
 спеціальні прилади. Для АТП, що проектується в даному проекті я пропоную індивідуальну розробку такого приладу.
Прилад, що пропонується в даному розділі дипломного проектування, не має приводних частин і агрегатів, має досить просту конструкцію. Його перевагами я вважаю невеликі габарити і масу при достатній точності вимірювання, можливість його використання для контролю гальмівних колодок майже всіх типів вантажних автомобілів, надійність і простоту в роботі і при технічному обслуговуванні. Для роботи на такому пристрої персонал не потребує складного навчання. Він може бути легко виготовлений силами АТП з використанням стандартних деталей. Прилад простий, надійний і невибагливий в експлуатації та обслуговуванні.
3.2 Інструкція по застосуванню конструкції
Схема конструкції приладу представлена на рис.3.1.
Основним елементом приладу є основа 2 з віссю, на якій закріплено каретку 4, що має можливість вільно обертатись на валу. Каретка, як і всі рухомі частини, що впливають на точність вимірювання посажені у втулках 3 з мінімальним зазором. У верхній частині каретки встановлено рухому в радіальному напрямку консоль 5. На краю консолі є ролик 6 (в нашому випадку роль ролика може виконувати радіальний підшипник). Вище над консоллю 5 на каретці 4 кріпиться штанга 8 індикатору 9. Лапка індикатору 9 при роботі спирається на спеціальні проточку консолі 5. Гальмівна колодка 1 при встановленні на прилад фіксується по всіх ступенях свободи. Для надійного прижиму ролика до контролюємої поверхні використовується пружина розтягування 7, яка одним кінцем кріпиться до нижньої частини каретки, а іншим до рухомої консолі.



Колодка гальмівна
Основа
Втулка
Каретка
Консоль
Ролик
Пружина
Штанга індикатора
Індикатор

Рис. 3.1 Схема конструкції приладу для контролю гальмівних колодок


 Працює прилад наступним чином:
 колодка встановлюється на прилад і фіксується по всіх ступенях свободи;
 рухома консоль притискається роликом до гальмівної поверхні накладки;
 при нерухомій стрілці індикатору його шкала виставляється у положення «0»;
 проводиться вимірювання правильності геометрії гальмівної поверхні накладки шляхом повертання каретки на вісі основи. При цьому ролик прокочується по поверхні накладки. В разі порушення геометрії гальмівної поверхні накладки рухома консоль переміщується у радіальному напрямку і впливає на лапку індикатору;
 після проведення вимірювання показання індикатору звіряються з контрольними даними і робиться висновок про придатність використання колодки на автомобілі;
 після проведення необхідних робіт колодка знімається з приладу.

Прилад щоденно оглядають, перевіряють цілісність деталей. Тріщини, обломи, погнутість та інші дефекти основи, вісі, консолі, та інших деталей не допускаються. Прилад щоденно очищають від бруду, (особливо поверхні тертя), пилу, пролитих технічних рідин. Один раз на місяць при регулярному використанні приладу деталі, що труться змазують консистентною змазкою Циатім-201. Тріщини, потертості та інші дефекти поверхонь, що труться, не допускаються.
Прилад підлягає перевірці і випробуванням у відповідності до вимог Держтехнагляду у строки, визначені технічною службою підприємства.

3.3 Розрахунок на міцність, жорсткість стійкість
Основною умовою правильної роботи приладу є точність вимірювання. Вона залежить від багатьох факторів, але в першу чергу від жорсткості конструкції. Рухому консоль обраховуємо на жорсткість.
Приймаємо, що достатньою точністю вимірювання є 0,1 мм.
Вихідні умовами для розрахунку наступні:
 діаметр консолі прийнятий конструктивно 22 мм;
 довжина консолі прийнята конструктивно 140 мм;
 консоль виготовлена зі сталі 45;
 консоль навантажена силою Р=150 Н;
 сила прикладена до краю консолі перпендикулярно вісі;
Необхідно виконати перевірочний розрахунок діаметру консолі в небезпечному перерізі, розрахунок максимального прогину консолі в положенні ролика.
Схема розрахунку консолі представлена на рис.3.2.
Під час роботи консоль навантажена напругами поперечного згину, один край консолі має жорстку фіксацію, сила, що викликає поперечний згин прикладена в перерізі, в якому розташований ролик. Для такого випадка максимальний момент згину складає:
Mmax=P*l=150*0.14=21 Нм        (3.1)

Момент опору для циліндричного перерізу складає:
Wx= Mmax/([σзг]∙k)=21/(240∙〖10〗^6∙2)=0,04375∙〖10〗^6 м^3      (3.2)
де [σзг]=240*106 МПа – допустима напруга згину для сталі 45.
К=2 – коефіцієнт запасу.
Момент опору для циліндричного перерізу:
Wx= (π∙d^3)/16           (3.3)
Звідси маємо:
d=∛((16∙Wx)/π)=∛((16∙0.04375∙〖10〗^6)/3.14)=0,00606 м=6,1 мм   (3.4)

Отже, при прийнятому діаметру консолі 22 мм умова міцності виконується.

Максимальний прогин для балки, закріпленої за наших умов відбувається в точці прикладання навантаження і складає:
θmax=(Pl^3)/(3EJ_x )=(150∙〖0,14〗^3)/(3∙2,04∙〖10〗^11∙0,02298∙〖10〗^6 )=2,9∙〖10〗^(-5) м=0,029мм   (3.5)

де Е=2,04*1011 Н/м2 – модуль пружності для сталі 45;
Jx – момент інерції небезпечного перерізу
J_x=(πd^3)/32=(3,14∙〖0,022〗^3)/32=0,02298∙〖10〗^6 м^4      (3.6)

Отже, при прийнятих вихідних даних умова точності вимірювання виконується.



Рис. 3.2 Схема навантаження консолі.

Розрахунково-графічна робота повна, підійде для конструктивного розділу дипломної чи курсової роботи!