Совершенствование технологического процесса разборки заднего моста грузового автомобиля КАМАЗ 5320 с модернизацией стенда для разборки заднего моста (дипломный проект)

Дипломный проект
64 с., 12 рисунков, 10 таблиц, 17 источников, 6 листов формата А1 графического материала.



РАЗБОРКА ЗАДНЕГО МОСТА, ГРУЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, КАНТОВАТЕЛЬ
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ



Объектом выпускной квалификационной работы является стенд для разборки заднего моста грузового автомобиля. В работе разработана конструкция стенда для разборки заднего моста грузового автомобиля, позволяющий уменьшить трудоемкость при проведении технических обслуживаний и ремонте. При этом приведены классификация и описание прототипов стенда, анализ современных разработок стендов для разборки задних мостов. Представлены технологические и прочностные расчеты, а также рассмотрены вопросы безопасности и экологичности производства. Обоснована экономическая эффективность проектных решений.
Эффективность разработок определяется уменьшением времени при техническом обслуживании и ремонте грузового автомобиля.






ОГЛАВЛЕНИЕ

      
Введение
1. Анализ существующих конструкций стендов для разборки заднего моста грузовых автомобилей
1.1 Обоснование необходимости стенда для разборки заднего моста грузовых автомобилей
1.2 Обзор существующих конструкций стендов
2 Разработка конструкций стенда для замены и разборки заднего моста грузовых автомобилей
2.1 Обоснование выбора конструкции
2.2 Устройство и принцип работы конструкции
2.3 Необходимые расчеты для разработки конструкции
3 Разработка технологии разборки заднего моста грузового автомобиля
3.1 Обоснование необходимости разработки технологического процесса
3.2 Рекомендуемый технологический процесс разборки заднего моста и главной передачи на примере автомобиля КамАЗ 5320
3.3 Технологический процесс разборки главной передачи заднего моста автомобиля КамАЗ 5320
3.4 Определение норм времени на разборку заднего моста при ТР 
4 Безопасность и экологичность производства
4.1 Обеспечение условий и безопасности труда на производстве
4.2 Мероприятия по охране окружающей среды
4.3 Мероприятия по защите населения и материальных ценностей в чрезвычайных ситуациях
5 Технико-экономическая эффективность предложенных мероприятий
5.1 Затраты на изготовление конструкторской разработки
5.2 Расчет экономической эффективности капитальных вложений конструкторской разработки
Выводы и рекомендации
Библиографический список
Приложение  


2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ СТЕНДА ДЛЯ ЗАМЕНЫ И РАЗБОРКИ ЗАДНЕГО МОСТА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

 
2.1 Обоснование выбора конструкции

Трудоёмкость одного текущего ремонта колеблется от нескольких минут до пятидесяти и более часов. Кроме того, при определении неисправности трактора или автомобиля зачастую сложно бывает оценить действительное содержание и трудоёмкость ремонтных работ. Следовательно, содержание и трудоёмкость работ во многих случаях выявляет рабочий на участке текущего ремонта. Потребность в текущем ремонте и содержание работ носит случайный характер (эксплуатационный ремонт), поэтому затраты труда на текущий ремонт планируют не на единицу ремонта, на 1000 км пробега для автомобиля и наработку моточасов для трактора.
Текущий ремонт мобильной техники могут выполнять трактористы-машинисты, водители и рабочие-ремонтники на одном посту, имеющем специальное оборудование. Следует учесть, что более 20 % текущих ремонтов имеют трудоёмкость менее одного часа, примерно 20 % - менее двух часов. Поэтому ремонт с такой трудоёмкостью целесообразно поручать одному рабочему, а двум лишь в том случае, когда по технологии ремонта один рабочий выполнить его не может. К числу таких технологических операций ремонта, которые трудно выполнить одному рабочему относятся снятие и постановка коробок перемены передач, редукторов задних мостов, передних и задних рессор автотракторной техники. Следовательно на участке, где проводятся текущие ремонты, целесообразно иметь устройство для снятия и постановки перечисленных выше агрегатов.
Применение этого устройства позволит выполнить достаточно трудоёмкие операции одному рабочему, повысить производительность его труда, культуру производства, в чем особенно нуждается ремонтное производство предприятий.
2.2 Устройство и принцип работы конструкции.

Стенд для замены и разборки заднего моста грузовых автомобилей содержит раму 7 (рисунок 2.1), по которой по направляющим перемещается съемный механизм. Съемный механизм состоит из передвижного основания 6, силового цилиндра 4 и упорного захвата 2 предназначенного для закрепления в устройстве агрегатов автомобиля. Для передвижения по ремонтной зоне к раме прикреплены колеса. Подъемный механизм состоит из силового гидроцилиндра 4, установленного с возможностью поступательного перемещения относительно штока, опирающегося на опорную плиту. Гидроцилиндр связан с ручным гидронасосом 5 через шланги и штуцер.



Рисунок 2.1 Стенд для замены и разборки заднего моста грузовых автомобилей


Устройство работает следующим образом.
Для вывешивания автомобиля необходимо выполнить следующие операции: подводят устройство под место вывешивания и силовым цилиндром поднимают переднюю или заднюю часть автомобиля на необходимую высоту.
Для замены агрегатов автомобиля необходимо: подвести устройство под снимаемый узел; затормозить колеса; поднять гидроцилиндр до упора заменяемым агрегатом; закрепить упорный захват снимаемым агрегатом; отсоединить агрегат от автомобиля с мест крепления; опустить цилиндр; перетащить устройство со снятым агрегатом на место ремонта или регулировки.

2.3 Необходимые расчеты для разработки конструкции.

2.3.1 Расчет гидроцилиндра

В качестве гидроцилиндра принимаем поршневой гидроцилиндр одностороннего действия. Основными параметрами гидроцилиндров являются номинальное давление Pном, диаметр цилиндра (поршня) D, диаметр штока d и ход штока L.
Определим диаметр штока d, мм:
1) Определяем нагрузку, приходящуюся на плунжер цилиндра [2], H:
(2.1)
где Ga – сила веса (максимальный вес для грузового автомобиля КамАЗ на задний мост составляет 12 тонн, следовательно, Ga=9,81*12000=117720 Н), Н;
Кp – коэффициент неравномерности распределения нагрузки на плунжер (Кp=1,1...1,3), примем Кp=1,2;
n – число плунжеров, примем n=2;
(2.2)
2) Находим диаметр штока d [18], мм:
(2.3)
где Р – давление создаваемое насосом (примем давление равным P=70 МПа для ручного гидравлического насоса марки НРГ-7010), Па ;
η – КПД подъемника (0,94...0,98), принимаем η=0,95;
(2.4)
Принимаем диаметр штока по стандартному ряду d=40 мм. По диаметру штока подбираем уплотнительную манжету по ГОСТ-14896-74 с размером 80х65 мм, (таблица 3.34, [2]).
По диаметру штока принимаем диаметр поршня гидроцилиндра D=80 мм по ГОСТ 6540-64. Уточняем диаметр гидроцилиндра на номинальное давление Pном= 16 МПа, (таблица 3.31, [2]), D1=102 мм. Ход поршня принимаем из стандартного ряда S= 300мм для диаметра поршня D=80 мм, (таблица 3.26, [2]).
3) Определяем ширину поршня [2]:
(2.5)
4) Толщину стенки цилиндра определяем по формуле [2]:
(2.6)
где Рy – условное давление, равное (1,2...1,3)Р, принимаю Рy=1,2Р;
[σ] – допускаемое напряжение на растяжение, Па (для стального литья (8...10)107), принимаю [σ] =70МПа [2];
(2.7)
По техническим соображениям принимаем большую толщину стенки цилиндра δ=11 мм [2].
5) Толщина плоского дна (крышки цилиндра) определим по формуле [2]:
(2.8)
Принимаем t=15 мм.
6) Длину цилиндра примем конструктивно по формуле [2]:
(2.9)
где S – ход поршня, мм;
B – ширина поршня, мм;
t – толщина крышки цилиндра, мм.
7) Выбираем диаметр подводящего отверстия исходя из диаметра поршня по таблице 10, [2]. Для диаметра поршня D=80 мм принимаем диаметр подводящего отверстия d=12 мм.
8) Диаметры D и d определяют усилие R1, развиваемое гидроцилиндром при выталкивании одностороннего штока и рассчитывается по формуле:
(2.10)
где p1 - давления поршневой полости гидроцилиндра, принимаем p1= pном=16 МПа;
kmp– коэффициент учитывающий потери на трение (0,9...0,98), принимаем kmp =0,95, [6];
F1 – площадь поршня, см2, определяем по формуле [2]:
(2.11)
Подставляем в формулу получим:

9) Определим емкость бака ручного гидравлического насоса, м3, [2]:
(2.12)
где H – высота подъема, м;
К – коэффициент запаса (К=4...5), принимаю К=4;
D – диаметр поршня, м.

По емкости масляного бака насоса уточняем марку насоса НРГ-7080 с габаритными размерами 260х880х380

2.3.2 Расчет оси колеса тележки на изгиб и срез
Для этого построим расчетную схему.

Рисунок 2.2 Расчетная схема нагрузки на ось колеса.

Условие прочности для этой задачи записывается:
мах =Ммах / Wz [] (2.13)
где Ммах = F L - максимальный изгибающий момент, Н мм;
Wz = πd3/32 – момент сопротивления на изгиб, мм3;
[] - допустимое напряжение на изгиб, МПа;
[] = 360 МПа для стали 45 [5]
Необходимо определить диаметр балки обеспечивающую прочность конструкции:
d= 332Wz / π (2.14)
Момент сопротивления на изгиб будет равен:
Wz =Ммах / мах = F L / [] (2.15)
С учетом формул (3.2) и (3.3), можно написать:
d= 332 F L / π[] (2.16)
d= 332 20000 260 /3,14 360 = 29,5 мм
Принимаем d = 30 мм
Мы рассмотрели случай, когда рама тележки находился в крайнем положении.

2.3.3 Анализ прочности захвата упорного.

Для анализа прочности захвата упорного воспользуемся программой APM FEM [1]. Система APM FEM представляет собой интегрированный в КОМПАС-3D инструмент для подготовки и последующего конечно-элементного анализа трехмерной твердотельной модели (детали или сборки).
Подготовка геометрической 3D модели и задание материала осуществляется средствами системы КОМПАС-3D. С помощью APM FEM можно приложить нагрузки различных типов, указать граничные условия, создать конечно-элементную сетку и выполнить расчет. При этом процедура генерации конечных элементов проводится автоматически.
Исходная модель упорного захвата с указанием действующих на него сил и указанными закреплениями приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 Вид трехмерной модели захвата упорного с указанием нагрузок (1) и закреплений (2)
Вид модели после генерации конечно-элементной сетки приведен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 Вид модели захвата упорного после генерации конечно-элементной сетки
Результаты моделирования нагруженя приведены на рисунках 2.6-2.8.

Рисунок 2.6 Карта напряжений в захвате

Рисунок 2.7 Карта коэффициентов запаса прочности
Как видно из данных на рисунке 3 максимальные напряжения не превышают 71 МПа, а из рисунка 4 – минимальное значение коэффициента запаса прочности более 4,5. Таким образом, обеспечивается более, чем 4-х кратный запас прочности данного изделия.

Рисунок 2.8 Карта перемещений
На рисунке 2.8 видим, что максимальные деформации составляют примерно 0,16 мм. Деформации подобного уровня не оказывают влияние на работоспособность установки.