Совершенствование технологии ремонта коробки перемены передач автомобиля ЗИЛ-130 в ОАО «Стародорожский райагросервис» с модернизацией стенда для обкатки коробок передач (дипломный проект)

Заключение
1. Анализ состояния организации и технологии ремонта КПП ЗИЛ-
130 на ОАО «Стародорожский райагросервис» показал, что их уровень не
отвечаебт современным требованиям. Так трещины в корпусе коробки,
изготовленном из чугуна, завариваются электродуговой сваркой, посадочные
поверхности под подшипники восстанавливают постановкой ремонтной
втулки, дефектные резьбовые отверстия заваривают и на этом же месте
сверлят новые. Эти способы не обеспечивают требуемого качества ремонта.
2. Организация службы маркетинга не предусматривает проведения
внешэкономической деятельности.
3.  Расширение рынка сбыта позволяет увеличить годовую
производственную программу предприятия. Расчетная на ближайшую
перспективу программа ремонта коробок перемены передач автомобилей
составит 100 приведенных к КПП ЗИЛ-130 ремонтов.
4. С учетом величин производственной программы и с целью
обеспечения высокого качества отремонтированных КПП обоснован
необезличенный подход их ремонта.
5. Ресурс отремонтированных КПП во многом зависит от уровня
технологии восстановления корпуса коробки. С учетом материала корпуса
разработана технология его восстановления, предусматривающая заделку
трещин производить фигурными вставками, посадочных мест под
подшипники - применением свертных втулок, резьбовых отверстий -
постановкой резьбовых спиральных вставок.
6. Годовой объем работ участка ремонта коробок составляет 640 ч,
годовая трудоемкость восстановления корпуса коробки - 180 ч. Для
выполнения годового объема работ необходимо - 5 производственных
рабочих, работающих на 6 рабочих местах и 6 единиц технологического
оборудования - стенды для разборки-сборки, столы для дефектовки,
комплектования и контроля, сверлильный и расточной станки, пресс
гидравлический и стенд для обкатки собранных коробок.
7. В качестве конструкторской разработки предложен стенд для
обкатки коробки без нагрузки и под нагрузкой. Экономическая
эффективность применения стенда составляет.
8. Технико-экономические показатели проекта составляют: Чистый дисконтный доход за расчетный период (10 лет) составляет 2430,15 срок окупаемости капитала 8,5 лет, индекс доходности 1,08. Внутренняя норма рентабельности 17%.


8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ОБКАТКИ КОРПУСА КПП

8.1 Обоснование актуальности разработки
Для увеличения срока эксплуатации при капитальном ремонте агрегатов и узлов необходимо проведение операций обкатки и испытания отремонтированных изделий. Обкатка позволяет выявить все явные недочеты ремонта и сборки, позволяет устранить их и дать возможность плавной приработки работающих попарно деталей.
В процессе обкатки КПП проверяют нормальное включение передач, отсутствие повышенных шумов шестерен в зацеплении и стуков, отсутствие течи масла в манжетах и стыках, а также отсутствие друг ..х неисправностей.
Предлагаемая конструкция стенда позволяет проделать предложенные выше операции с минимальными потерями ручного труда. В краткие сроки произвести обкатку КПП на трех нагрузочных режимах, поочередно испытывая и обкатывая каждую передачу.
Простота стенда, кратковременность работы, большая производительность позволяет использовать его как в специализированных предприятиях, так и в ремонтных мастерских хозяйств.
8.2 Анализ прототипов

Собранные коробки передач обкатывают без нагрузки и под нагрузкой и испытывают. Для обкатки и испытания используют специальные стенды и установки, которые по принципу нагружения разделяют на разомкнутые и замкнутые.
Обкатку разомкнутым методом производят по следующей схеме.
Схема обкатки коробок передач


Рис. 8.1 1 - электродвигатель, 2 - коробка передач, 3 - ускоряющий редуктор, 4 - тормоз
Коробку передач 2 (рис. 6.1) устанавливают на стенд, первичный вал соединяют с электродвигателем 1. Во время обкатки коробку нагружают тормозными (механическими, гидравлическими или электрическими) устройствами 4. Такие стенды просты в устройстве и обслуживании. Энергия развиваемая электродвигателем должна переводиться в' другой вид энергии через тормозное устройство. Их легко изготовить, из-за чего область применения данных стендов распространена как на МОИ, ЦРМ, так и на специальные ремонтные предприятия.
Кроме таких стендов часто используют специальные приспособления с электродвигателем, устанавливаемые на раму и корпус трансмиссии автомобилей и позволяющие обкатывать КПП совместно с задним мостом. Недостатком этих устройств является отсутствие специальных тормозных нагружающих устройств.

8.3. Описание конструкции и принципа работы
Стенд состоит из следующих составных частей: привода, нагрузочного тормоза, пульта управления, тележки механизма зажима, механизма перемещения, рамы. Рама сварной конструкции выполнена из швеллеров. Привод является механизмом, через который первичный вал испытуемой коробки передач получает вращение. Основной несущей частью привода является стойка.
С одной стороны к стойке закреплен двигатель, противоположный торец
стойки предназначен для закрепления испытуемой коробки передач. Закрепление коробки производится за проушины картера коробки передач двумя прижимами от двух цилиндров.
Соединение вала двигателя с первичный валом, коробки передач осуществляется через фрикционную муфту. В стенде. в качестве муфты применено сцепление автомобиля ЗИЛ-130. Включение и выключение муфты производится рычагом сцепления.
В качестве нагрузочного устройства в стенде применен электромагнитный порошковый нагрузочный тормоз. Тормоз установки на подвижной плите, которая имеет возможность продольного перемещения по направляющим. Перемещение тормоза осуществляется при помощи механизма перемещения.
На конце вала тормоза установлена муфта, которая имеет возможность соединения с фланцем вторичного вала испытуемой коробки передач. Муфта имеет подвижное защитное ограждение.
Фиксация необходимого положения подвижной плиты вместе с тормозом после соединения с коробкой передач производится механизмом зажима.
Тележка предназначена для установки испытуемой коробки передач и имеет подпружиненную площадку с регулируемым усилием сжатия пружины, что дает возможность центрировать по вертикали ось коробки передач с осью привода и тормоза. Конструкция тележки позволяет перемещать ее в продольном и поперечном направлениях для центрирования испытуемой коробки в горизонтальной плоскости. Верхняя часть тележки сменная.
Пульт управления отдален от основной части стенда и устанавливается в удобном для обслуживания месте. Пульт управления выполнен в виде электрического шкафа. На наружной панели размещены органы управления.
Принцип работы стенда заключается в создании нагрузки на шестерки испытуемой коробки передач посредством электромагнитного порошкового нагрузочного тормоза.
Регулирование нагрузки тормоза производится изменением напряжения постоянного тока, подаваемого на катушки тормоза от выпрямителя.
Конструктивное решения узлов стенда выполнено с учетом технологии обкатки.
Техническая характеристика стенда:
1. основные параметры и размеры
2. производительность стенда, ш/ч
3. время на установку КПП, мин
4. габаритные размеры стенда, мм (длина, ширина, высота)
5. масса, кг
Подготовка стенда к работе.
Подготовить рабочую смесь и залить ее в электромагнитный порошковый нагрузочный тормоз. Отрегулировать при необходимости усилие пружины тележки, исходя из массы коробок передач ЗИЛ.
Установить в вал привода шлицевую муфту с маркировкой ЗИЛ для коробок передач автомобилей ЗИЛ.
Залейте в картер испытуемой коробки передач масло согласно техническим условиям на капитальный ремонт данной марки автомобиля и установить коробку на тележку стенда. Включить сцепление.
Переместить рукояткой подвижную плиту с тормозом к коробке передач так, чтобы муфта тормоза или переходное кольцо соединялось с фланцем вторичного вала коробки или тормозным барабаном. Продолжать подачу плиты с тормозом и коробкой передач вращением рукоятки так, чтобы шлицы первичного вала ее вошли в муфту привода, а торец картера дошел до полного соприкосновения со стойкой привода.
Повернуть рукоятку крана в положение «Зажим плиты». Открыть вентиль для подачи воды в тормоз. Включиться двигатель привода. Включить сцепление. Испытать коробку передач без нагрузки согласно техническим условиям на капитальный ремонт на каждой передаче. Испытать коробку передач под нагрузкой на каждой передаче. Снять напряжение на выпрямительном устройстве, переведя, переключатель и выключатель в исходное положение. Нажать кнопку «стоп». Снять коробку передач. Отключить стенд.
Стенд транспормируется потребителю упакованным в ящики любым видом транспорта.
8.4 Технические расчеты

Расчет упругой втулочно-кольцевой
Тс и [Тс] - расчетное и допускаемое напряжение на срез для шпонки, МПа([Тс] = 60...90МПа)
Расчлененная схема шпоночного соединения


Рис.8.5
1р = 1-Ь = 90-16 = 74мм,
где 1 - длина шпонки, мм;
b - ширина шпонки, мм.
K = h-t1= 10-6 = 4 мм,
где h - высота шпонки, мм;
t1 - глубина паза, мм.
σ см=2*215*103/56*74*4= 25,9 МПа < [σ см] = 100... 150 МПа,

Тс =2*215*103/56*74*16=6,5 МПа < [Тс] 60... 90 МПа.
Таким образом, прочность шпонки обеспечена.
Выбор электродвигателя
ηобщ. =η2муфт *η4тд =0,982 -0,994 = 0,923
Рассчитаем требуемую мощность электродвигателя:
Так как муфту подбирают по ГОСТ 21424-75, то расчет ее осуществляем как проверочный.
Расчет муфты МУВП (рас 6.2) состоит из проверочного расчета упругих элементов на смятие:
σ см = 2Tк/(ZD + ld)<[ σ см],  (8.1)
и проверочного расчета пальцев на изгиб:
σ u=Тк*l/0,1d*zD1< [ σ u],  (8.2)
где Тк - расчетный крутящий момент муфты;
D1 - диаметр окружности расположения центров пальцев
(D1 = 108 мм);
d - диаметр пальцев под резиновыми кольцами или втулкой (d= 14 мм);
1 - длина втулки (1 = 32 мм);
Z - число пальцев (Z — 6);
σ см - расчетное напряжение смятия между палыцами и втулкой;
[σ см] = 2.. .4 МПа - допускаемое напряжение смятия для резины;
σ u - расчетное напряжение на изгиб для пальцев;
[σ u] = 60.. .80 МПа - допускаемое напряжение на изгиб для пальцев.



Расчет схемы упругой втулочно-пальцевой муфты
Рис 8.2
Тк=кТ
где Т - крутящий момент, передаваемый муфтой при установившемся режиме работ (номинальный момент);
к - коэффициент динамичности или режима работы, учитывающий дополнительные инерционные динамические нагрузки на муфту, его значения зависят от рода приводного двигателя и назначения рабочей машины (к = 1,5).
Передаваемый телом вращения крутящий момент Т связан с мощностью Р и угловой скоростью w зависимостью



Т =Р/W,   (8.4)
где Т - крутящий момент, Н.м;
Р - передаваемая мощность, Вт (3 = 15000 Вт),
W - угловая скорость, рад/с.
W=πn/30,
где n - частота вращения вала, мин"1 (n = 1000 мин-1);
W = 3,14-1000/30= 104,7рад/с
Т= 15000/104,7 =143,3 Н.м
Тк= 1,5 143,3 = 215 Н.м
Отсюда
σ см = 1,48 МПа < [ σ см] = 2....4 МПа,
σ u =38,7МПа<[ σ u] = 60....80Мпа.
Условия выполняются. Работоспособность муфты обеспечена.
Расчет шпоночного соединения.
В нашей машине в приводе на валу электродвигателя двигателя установлена полумуфта МУВП посредством шпоночного соединения. В данном случае установлена призматическая шпонка 16x10x90 по ГОСТ 23360-78.
Достаточность принятых размеров шпонки проверяем расчетом соединения на прочность. Расчет шпоночных соединений на прочность осуществляется обычно как проверочный.
Расчет призматической шпонки (рис. 8.3, а и б) производим по следующим формулам на смятие:
σ см =2Т/d*lр*K < [σ см],  (8.6)

и на срез:
Тс=2Т/d*lр*b <[ Тс], (8.7)
где Т - передаваемый вращающий момент, Н.мм;
d - диаметр вала, мм (d = 56 мм);
b и 1р — соответственно ширина и рабочая длина шпонки, мм
К - справочный размер для расчета на смятие, мм;,
σ см и [σ см] - расчетное и допускаемое напряжение на смятие для шпоночного соединения МПа ([а см] = 100... 150 МПа);
Ртр=Рк/ηобщ=27,2/0,923=29,5 кВт
По табл. К 9 [8] выбираем электродвигатель серии 4А с номинальной мощностью: Р = 30кВт.
Таблица 8.1
Вариант ТипЭД No, кВт Частота вращения

 
 
 синхронная  
1 2 4А180М2 4А180М4 30 30 2945 1470 1,4
1,4 2,5
2,3

По условиям обкатки n = 1000 + 1400 об/мин.
Из двух вариантов выбираем второй.
Расчет угловой скорости:
W=Wном= πnном/30=3,14*1470/30=154 с-1
Рассчитаем вращающий момент:
Т =Рдв/Wном =30*103/154-194,8 Н.м

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Факультет «Технический сервис в АПК»
Кафедра «Ремонт машин»

Допустить к защите
Зав. кафедрой: / В.С. Ивашко /

« » июня 2005 г.


РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту


на тему: «Совершенствование технологии ремонта коробки перемены передач автомобиля ЗИЛ в ОАО «Стародорожский райагросервис»


ДП.68.60.05.037.ПЗ



Дипломник / А.Г. Млынчик /

Руководитель / Г.И. Анискович/

Консультанты:
по охране труда - ст. препод. / И.Н Мисун /
по экономической части - к.э.н., доцент / А.В.Ленский /
по технологической части - к.т.н.,доцент / Г.И. Анискович/

Нормоконтролер / В.В.Кураш /


Минск 2005