Совершенствования ТО и ремонта зерноуборочных комбайнов в ФГУП ВПО «Учхоз» Рамзай ПГСХА Мокшанского района с разработкой устройства для диагностирования основной гидросистемы комбайна

В дипломном проекте представлен проект по совершенствованию ТО и текущего ремонта МТП в ФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенской ГСХА» Мокшанского района с разработкой устройства для диагностики гидросистемы зерноуборочных комбайнов». Он позволит сократить затраты на диагностирования основной гидросистемы комбайна.
Расчетно-пояснительная записка состоит из шести разделов.
В первом разделе произведен анализ хозяйственной деятельности ФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенской ГСХА» на основе годовых отчетов за 2008…2010 гг., рассмотрены основные виды выпускаемой продукции и финансовое состояние предприятия.
Во втором разделе разработан план организации ТО и диагностирования МТП ФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенской ГСХА». Приводятся расчет и подбор технологического оборудования.
В конструкторском разделе проекта дан анализ существующих аналогов, описана конструкция разрабатываемого устройства, приведен прочностной расчёт.
В технологическом разделе составлены операционно-технологические карты на все выполняемые операции.
Раздел «Безопасность жизнедеятельности» содержит инструкцию по безопасности труда на рабочем месте, расчет освещения.
В разделе «Экологическая безопасность» анализируются источники загрязнения окружающей среды при работе предприятия.
В разделе по оценке экономической эффективности предложенного устройства рассчитана сумма капитальных вложений и определены показатели экономической эффективности.




Содержание
Аннотация
Введение…
1. Производственно–техническая характеристика ФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенская ГСХА»…
1.1 Природно-климатические условия
1.2 Основные показатели хозяйственной деятельностиФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенской ГСХА…
1.3 Технико-экономическая характеристика ремонтно-обслуживающей базы……
1.4 Выводы по разделу…
2. Организация ТО и диагностирования МТП ФГУП «Учхоз» «Рамзай» Пензенской ГСХА»……
2.1 Общие вопросы ТО и диагностирование зерноуборочных комбайнов
2.2 Методы и средства ТО и диагностирования зерновых комбайнов
2.3 Определение количества ТО-1, ТО-2, ТО-3, ЕТО и СТО, ТР, КР, комбайнов и тракторов в год…
2.4 Определение режима работы машинотракторного парка и фонда рабочего времени…
3. Конструкторская часть…
3.1 Описание конструкции и принцип работы устройства для диагностирования гидросистемы комбайнов
3.2 Обоснование конструкторской разработки…
3.3 Расчёт резьбового соединения
4. Технологическая часть…
4.1 Технологическая карта на диагностирование основной гидросистемы зерноуборочного комбайна……
4.2 Технологическая карта на установку устройства для подключения диагностического оборудования…
5. Безопасность жизнедеятельности на производстве…
5.1 Общие требования безопасности
5.2Расчёт освещения цеха…
5.3Экологическая безопасность……
5.4 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях при наводнениях…
6. Экономическая часть……
6.1 Определение стоимости изготовления устройства для подсоединения диагностического оборудования гидравлической системы комбайнов…
6.2 Экономическая эффективность внедрения разрабатываемого устройства…
Общие выводы…
Литература……
Содержание








3. Конструкторская часть
3.1 Описание конструкции и принцип работы устройства для диагностирования гидросистемы комбайнов
Устройство для подсоединения датчиков и перераспределения потоков при диагностировании гидросистем, содержит корпус 1 (рисунок 3.1) с тремя соединительными патрубками 2, 3, 4 и выполненной в виде сквозной расточки корпуса камерой 5, в которой размещен поворотный золотник 6, выполненный с радиальными каналами для попарного попеременного соединения патрубков 2, 3, 4. Камера снабжена двумя опертыми на торцы золотника 6 плавающими заглушками 7, 8, уплотненных с помощью уплотнительных элементов 9, 10, а также двумя ограничителями осевого смещения заглушек в виде разжимных пружинных колец 11, 12, установленных в канавках на поверхности сквозной расточки корпуса с образованием компенсационного узла с толщиной, выбираемой из условия беззазорного размещения золотника 6 между заглушками 7, 8.
Золотник 6 снабжен размещенными у его торцев комбинированными уплотнениями, выполненными каждое в виде резинового 13 и фторопластового 14 колец, причем одно из уплотнений установлено в канавке, выполненной на боковой поверхности золотника, а второе на внутренней поверхности расточки корпуса 1. При этом золотник выполнен с наружным диаметром 45 80 мм и установлен в расточке корпуса с диаметральным зазором 4 8 мкм, что создает оптимальное соотношение между величиной утечек и моментом вращения золотника. [19]
Одна из заглушек 7 выполнена с цилиндрической выемкой со стороны золотника и снабжена встроенной дренажной пробкой 15.
Патрубок 4 предназначен для присоединения блока диагностических датчиков и на нем установлена съемная заглушка 16.
Устройство работает следующим образом.


а)

б)
Рисунок 3.1- Устройство для подсоединения датчиков и перераспределении потоков при диагностировании гидросистем:
а) - продольный разрез; б) - поперечный разрез; 1 - корпус;
2,3,4 - патрубки соединительные; 5 - камера; 6 - золотник поворотный; 7,8 - заглушки; 9,10 - элементы уплотнительные; 11,12 - разжимные пружинные кольца; 13 - кольцо резиновое; 14 - кольцо фторопластовое; 15 - пробка дренажная;
16 - заглушка съемная; 17 - гайка накидная
Корпус 1 присоединяют посредством патрубков 2, 3 в разрыв гидросистемы. Блок диагностических датчиков, в частности, для измерения температуры, давления и расхода устанавливают в полость патрубка 4 вместо съемной заглушки 16 и закрепляют накидной гайкой 17.
В исходном положении золотника, изображенном на чертежах, рабочая жидкость перетекает между соединительными патрубками, что обеспечивает нормальное функционирование гидросистемы. При повороте золотника по часовой стрелке на 90 градусов, блок диагностических датчиков соединяется с левым соединительным патрубком. При повороте на 180 градусов от исходного положения оба соединительных патрубка соединяются с блоком диагностических датчиков, а при повороте на 270 градусов с правым соединительным патрубком. Эти виды соединений позволяют реализовать все основные схемы диагностирования.
Однако в известном устройстве герметичность подвижных сопряжении обеспечивается контактным уплотнительным соединением с помощью резиновых колец установленных в канавках, выполненных на боковой поверхности золотника и на внутренней поверхности расточки корпуса, а также сопротивлением щели с диаметральным зазором между золотником и расточкой в корпусе, что не обеспечивает повышенной герметичности зоны перераспределения потока - участка рабочей поверхности корпуса и золотника с радиальными каналами. Это приводит к утечке рабочей жидкости и влияет на точность диагностирования.
Уплотнения, установленные в сквозной расточке корпуса и на боковой поверхности золотника при уменьшении радиального зазора увеличивают трение при повороте золотника в рабочее положение, что затрудняет процесс перераспределения потоков и точность позиционирования внутренних каналов поворотом золотника через лыски которые выполнены на его хвостовой части. К тому же золотник не имеет возможности фиксировать свое рабочее положение, что может привести к произвольному повороту золотника, например при внешней вибрационной нагрузке.
Внешняя поверхность корпуса устройства выполнена цилиндрической, поэтому крепление патрубков возможно только сваркой, что сужает эксплуатационные возможности устройства по его применению в гидроприводах имеющих разные резьбовые соединения.
Известно также устройство периодического измерения расхода масла в гидросистеме, содержащее напорную трубку 1 (рисунок 3.2), введенную сверху через ниппель 2 в трубопровод 3, подвижный стакан 4 с уплотнительными кольцами 5 и 6, введенный снизу в трубопровод 3 через разъемную втулку, состоящую из двух частей — неподвижной 7 и подвижной 8, и уплотнительного кольца 9, запорную втулку 10 с уплотнительным кольцом 11,помещенную в стакан 4, стопорный винт 12 и накидные гайки 13 и 14.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении ниппель 2 заглушён, стакан 4 полностью выведен из сечения трубопровода 3 и занимает крайнее нижнее положение. Уплотнение 5 предотвращает утечку среды через наружную резьбу стакана 4. Запорная втулка 10 полностью ввернута в стакан 4 и с помощью уплотнительного кольца 11 изолирует внутреннюю полость стакана от внутренней полости трубопровода. Таким образом, трубопровод герметичен, внут-ренняя полость стакана предотвращена от заливания, сечение трубопровода полностью открыто. [12]
При необходимости введения напорной трубки 1 стакан 4 переводится в крайнее верхнее положение, изолируя ниппель 2 от полости трубопровода 3. Запорная втулка 10 вывертывается, при этом внутренняя полость стакана 4 сообщается с атмосферой. Затем снимается заглушка (на рисунке не показана), и в ниппель 2 вводится напорная трубка, которая фиксируется накидной гайкой 14. Запорная втулка 10 вворачивается до упора в напорную трубку. Стакан 4 переводится в крайнее нижнее положение, запорная втулка 10 ввертывается до упора и фиксируется гайкой 13.

Рисунок 3.2- Устройство периодического измерения расхода масла в гидросистеме:
1- трубка напорная; 2- ниппель; 3- трубопровод;
4-стакан подвижный; 5,6-кольца уплотнительные;
7,8,9-неподвижное, подвижное и уплотнительное кольца, образующие разъемную втулку; 10-втулка запорная;
11-кольцо уплотнительное; 12-винт стопорный;
13,14-гайки накидные
Демонтаж напорной трубки осуществляется следующим образом.
Для возможности профилактического осмотра подвижного стакана втулка ввода стакана выполнена разъемной, состоящей из двух ча-стей неподвижной 7 и подвижной 8, уплотняемой с помощью уплотнительного кольца 9. Применение подвижного стакана с торцовым уплотнением позволяет изолировать напорную трубку от воздействия статического давления при вводе ее в трубопровод без вывода трубопровода из действия.
Однако данное устройство недостаточно надежно в эксплуатации из-за возможности перекосов и заклинивания, а также утечек рабочей жидкости, наличие которых приводит к увеличению погрешности диагностирования. Кроме того, устройство не обеспечивает возможности перераспределения потока жидкости в процессе диагностирования, что требует перестановки блока датчиков и введения дополнительных заглушек.
Широкое распространение имеет прибор для определения подачи и давления в гидроагрегатах КИ-28210 состоящий из манометра1 (рисунок 3.3), крепящегося на корпусе 3 с расположенной на нем делительной шкалой 2. В комплект входят набор насадок 4.
Прибор предназначен для контроля технического состояния гидромеханических коробок передач, а также как дроссель с манометром для проверки давления срабатывания предохранительных клапанов с погрешностью в пределах класса точности манометра (при заявочном диагностировании гидросистем).
КИ-28210 может применяться в составе переносных, передвижных и стационарных диагностических комплексов.
Прибор работает следующим образом: корпус 3 присоединяется к нужному для проверки органу и манометр 1 показывает давление в данной гидросистеме. Делительная шкала 2 регулирует проходное сечение канала, а набор насадок 4 позволяет присоединять прибор к различным рабочим органам.


Рисунок 3.3- Прибор для определения подачи и давления в гидроагрегатах КИ-28210:
1 - манометр; 2 - делительная шкала; 3 - корпус;
4 - набор насадок
Недостатком данного прибора является то, что им нельзя проверять магистрали высокого давления, дороговизна конструкции тоже является существенным недостатком. [2]
Также известен стенд для динамических испытаний струйных пневматических элементов. Стенд содержит пневматические редукторы 1 (рисунок 3.4), предназначенные для понижения давления сети до рабочих давлений струйных элементов, ротаметр 2 типа РСЗА для замера расхода воздуха через канал питания испытуемого элемента, водяной дифманометр 3, механизм, задающий импульсы давления, состоящий из регулируемого дросселя 4, приводимого в действие электродвигателем 5 через редуктор 6 с изменяемым передаточным отношением.
На раме задающего механизма укреплен концевой переключатель, который срабатывает в крайнем положении шатуна, соответствующем нулевому сигналу на выходе задающего механизма. Концевой переключатель прерывает цепь коммутатора 7, подключенного к электропневматическому распределителю 8, который поочередно подключает датчик давления 9 типа ПЩ-12 или датчик расхода 10 к выходным каналам испытуемого элемента.

Рисунок 3.4-Стенд для динамических испытаний струйных пневматических элементов:
1 - редукторы пневматические; 2 - ротаметр типа РСЗА; 3 - дифманометр; 4 - дроссель; 5 - электродвигатель;
6 - редуктор; 7 - коммутатор;
8 - электропневматический распределитель; 9 - датчик давления; 10 - датчик расхода; 11 - усилитель электронный;
12 - осцилограф
С двухканального электронного усилителя 11, предназначенного для регулирования коэффициентов усиления выходных каналов, сигнал переменным или постоянным током подается на электроннолучевые осциллографы 12. Характеристики на экранах осциллографов регистрируются фотоприставками.
Однако, в известном устройстве не обеспечивается беззазорная установка золотника, вследствие чего увеличиваются погрешности диагностирования.
3.2 Обоснование конструкторской разработки
Предлагаю для повышения точности диагностирования, легкости управления и обеспечения возможности применения устройства при диагностировании любых гидросистем комбайнов, конструкцию устройства для присоединения диагностического оборудования.
Устройство для подсоединения диагностического оборудования содержит корпус 1 (рисунок 3.5) с тремя соединительными патрубками 2, 3, 4 и выполненный полым внутри в виде сквозной расточки, образуя камеру 5, в которой размещен поворотный золотник 6 с радиальными каналами 7,8, расположенными в центральной части рабочей поверхности большего диаметра 9, относительно которых симметрично по обе стороны от каналов 7, 8 расположены диаметральные пазы щелевого уплотнения 10 и 11, а каждая торцевая поверхность меньшего диаметра имеет комбинированные уплотнения, выполненные в виде резиновых 12, 13 и фторопластовых колец 14 и 15.
Хвостовая часть золотника имеет лыски 16 и сквозное отверстие 17 для фиксации рукоятки 18 на штифте 19 и обеспечения ей одной степени свободы.
Корпус с двух сторон снабжен двумя ограничителями 20 и 21 осевого перемещения поворотного золотника 6 с толщиной, выбираемой из условия беззазорного размещения золотника между ограничителями.


Рисунок 3.5- Устройство для подсоединения диагностическогооборудования и перераспределения потоков при диагностировании гидросистемы:
1 - корпус; 2,3,4 - патрубки соединительные; 5 - камера;
6 - золотник поворотный; 7,8 - каналы радиальные;
9 - поверхность рабочая; 10,11 - пазы щелевого уплотнения; 12,13 - кольца резиновые; 14,15 - кольца фоторопластовые;
16 - лыски; 17 - отверстие сквозное; 18 - рукоятка;
19 - штифт; 20,21 - ограничители осевого перемещения;
22,23 - уплотнители резиновые; 24,25 - уплотнители фторопластовые; 26 - планшайба; 27,28,29,30 - пазы в виде отверстий; 31 - фиксатор рукоятки; 32 – элемент отжимной;
33 - пружина

а)

б)

в)

г)
Рисунок 3.6-Рабочие положения устройства для подсоединения диагностического оборудования и перераспределения потоков при диагностировании гидросистемы:
а) - первое фиксируемое рабочее положение; б) - второе фиксируемое рабочее положение; в) - третье фиксируемое рабочее положение; г) - четвертое фиксируемое рабочее положение; 1 - корпус; 2,3,4 - патрубки; 5 - камера;
6 - золотник; 7,8 - каналы радиальные
Ограничители 20 и 21 снабжены размещенными у их торцов комбинированными уплотнениями, выполненными в виде резиновых 22, 23 и фторопластовых 24, 25 колец. К ограничителю осевого перемещения хвостовой части золотника 6 закреплена неподвижно полая планшайба 26 на опорной поверхности которой выполнены четыре паза, в виде отверстий 27, 28, 29, 30, центральные оси которых находятся в одной плоскости с осями соединительных патрубков. Опорная часть рукоятки имеет фиксатор 31, входящий в соединение с отверстиями 27, 27, 29, 30 в планшайбе 26 и отжимной элемент 32, определяющий фиксацию рукоятки с помощью пружины 33.
Внешняя часть корпуса 1 со стороны радиальных отверстий имеет плоские поверхности 34, 35, 36, позволяющие менять соединительные патрубки 2; 3; 4.
Устройство работает следующим образом:
Корпус 1 присоединяют посредством патрубков 2, 3 в разрыв гидросистемы (например: на участок насос-распределитель). Блок диагностический аппаратуры подсоединяют к патрубку 4. В исходном положении золотника 6 (рисунок 3.6, а) рабочая жидкость проходит через корпус 1 и золотник 6 по радиальному каналу 7, и далее в гидросистему, не нарушая функционирование гидропривода (первое рабочее положение). При нажатии рукоятки 18 (рисунок 3.5) вниз фиксатор 31 выходит из отверстия планшайбы 26 и позволяет повернуть золотник 6 с последующей фиксацией принятого положения минимум на 90° (рисунок 3.6, б). Поток рабочей жидкости (РЖ) от насоса через патрубки 2, 4, радиальные каналы 7, 8 направляется в блок диагностической аппаратуры. Производится диагностика насоса (второе рабочее положение). Далее при нажатии рукоятки 18 (рисунок 3.5) вниз фиксатор 31 выходит из отверстия планшайбы 26 и позволяет повернуть золотник 6 на 90° с последующей фиксацией принятого положения (рисунок 3.6, в). Диагностический блок подключается к магистрали насос - распределитель по Т-схеме. Поток РЖ через патрубок 4, радиальный канал 8 направляется в блок диагностической аппаратуры. Производится диагностика подсистем гидропривода (третье рабочее положение) Аналогичная манипуляция рукояткой позволяет повернуть золотник в четвертое положение (рисунок 3.6, г), которое соединяет диагностическую аппаратуру непосредственно с элементами гидросистемы: распределителем, гидродвигателем через патрубки 2, 3 и каналы 7, 8.
Эти виды соединения позволяют реализовать все основные схемы диагностирования гидропривода без потерь расхода и минимальными потерями давления.