Разработка двигателя ЗМЗ 53

расстояний между оборудованием и элементами здания, норм ширины проездов.

Размещение рабочих изображаем кружком.

Порядок выполнения планировки: в принятом масштабе вычерчиваем очертание

всех рабочих мест и оборудования в количестве соответствующем расчетам.

Затем все очертания вырезаем по контуру и получаем макеты, которые в

дальнейшем рационально размещаем на плане и осуществляем на оптимальном

варианте.

Определяем габаритные размеры участка по формуле:

[pic] (1.19)

где [pic]площадь участка, В – ширина, м В=6 м. [pic] Размеры 6x9.

6. Организация рабочих мест и организация труда на рабочих местах.

Под организацией рабочего места понимается создание условий,

способствующих выполнению предусмотренных технологическим процессом работ с

обеспечением их высокого качества, рационального использования рабочего

времени и средств труда, а так же повышения производительности труда и

сохранения здоровья рабочих.

На участке разборки двигателя ЗМЗ-53 расположено 5 рабочих мест. Каждое

рабочее место оснащено основным технологическим оборудованием,

оргоснасткой, подъёмно-транспортным оборудованием и необходимой

документацией. Всё это располагается согласно технологического процесса

на участке разборки двигателя ЗМЗ-53 и типовых норм проектирования, чем и

обеспечивается рациональная планировка и компоновка оборудования и

оргоснастки. На рабочих местах тесно увязаны средства труда, предметы труда

и работники труда.

Создание на рабочем месте необходимых условий для

высокопроизводительного труда при полном использовании технических

возможностей оборудования, повышение содержательности труда обеспечивается

организацией труда. Для одного из рабочих мест участка разработаны карты

организации труда. (лист 5)

4. Организация контроля качества.

1.5.1. Организация контроля качества на участке разборки двигателя.

Организация контроля качества – система технических и административных

мероприятий, направленных на обеспечение ремонта узлов с уровнем качества,

полностью соответствующим нормативным документам.

На Сальском ТОО «Авторемонтник», где предусматривается реконструкция

участка разборки двигателя ЗМЗ-53 имеет место полузависимая форма контроля

качаства продукции. При этом виде контроля, руководитель ОТК подчиняется

непосредственно директору завода.

Для реконструированного участка принимаем одного мастера контролёра. Он

ведет контроль на всех стадиях технологического процесса ремонта двигателя

ЗМЗ-53.

Задача технического контроля в процессе разборочных работ – проверка

последовательности выполнения операций разборки, правильность применения

демонтажных средств, маркировки необезличиваемых деталей в сборочных

единицах.

Снятые детали и небольшие сборочные единицы следует разместить на

специальных контейнерах и при этом контролировать правильность установки

объектов на соответствующих местах контейнера.

Операционный контроль в процессе разборки осуществляет

непосредственный исполнитель работ. Со стороны службы технического контроля

периодически осуществляется контроль качества демонтажных работ, при

обнаружении нарушений технических требований возможна длительная проверка

качества выполняемых на рабочих местах демонтажных работ. Со стороны службы

технического контроля периодически осуществляется контроль качества

демонтажных работ, при обнаружении нарушений технических требований

возможна длительная проверка качества выполнения на рабочих местах

демонтажных работ.

2. Архитектурно-строительные требования, предъявляемые к участку.

Архитектурно-строительные и эстетические требования к оформлению

участка имеют большое значение для повышения настроения, снижения

усталости.

Участок разборки двигателя ЗМЗ-53 находится в одном из зданий

предприятия. Стены здания выполнены из кирпича толщиной 52 см.

Стены располагаются по опорам, расстояние между которыми 6м., ширина

пролета 12м., а от потолка до окон 0,5м.

Размеры окна: 4,3м. на 3,6м. Высота от пола до ферм 6м., а высота ферм

2,4м. Двери- растяжные. Стены предварительно побелены, панели покрыты

масляной краской. Потолки белые.

Оборудование имеет краску в зависимости от своего назначения. Подъемно-

транспортное оборудование окрашено в серебристый или зеленый цвет,

подъемные части в черный цвет с желтыми полосами.

Верстаки, столы, шкафы в дымчато-зеленый цвет. Противопожарное

оборудование ярко-красного цвета, пресс - светло-желтого цвета.

Полы бетонные, кровля состоит из водоизоляционного ковра,

выравнивающего слоя, утеплителя, пароизоляционного слоя и сборных ферм.

Фундамент бетонный с железобетонными перекрытиями.

2.Конструкторская часть

1. Обоснование конструкции стенда.

Разборочные работы – имеют большое значение в общем комплексе

авторемонтного производства. Они составляют около 10 % от общего объема

работ по капитальному ремонту автомобилей.

После разборки автомобиля до 70% всех деталей используются повторно. От

их состояния в значительной мере зависит качество себестоимости ремонта

автомобиля.

Поэтому весьма важной задачей авторемонтного производства является

достижения максимальной механизации, применение съемников и других

приспособлений для облегчения разборки и обеспечения сохранности деталей,

повышение чистоты и общей культуры производства на разборочных участках.

В связи с этим совершенствованием разборочных работ в авторемонтном

производстве должно идти по пути дальнейшей механизации и автоматизации

отдельных операций.

В Сальском ТОО «Авторемонтник» при разборке двигателя ЗМЗ-53

значительная часть операций так же не механизирована. Так выпрессовка венца

маховика двигателя ведется без средств механизации, что увеличивает

трудоемкость работ.

1. Анализ существующих конструкций стендов.

Для выпрессовки венца маховика двигателя ЗИЛ-164А существует стенд. (рис

2.1).

Станина 4 стенда сварена из прокатных профилей и усилена накладками и

ребрами. В средней части станины расположена плита 7 с отверстием для

установки маховика. Под плитой находится лоток 5, на который попадает

маховик после выпрессовки.

К траверсе 17 станины шпильками 14 крепится гидравлический цилиндр 13,

шток 12 которого снабжен специальной оправкой 9. Поршень 15 уплотнён двумя

резиновыми манжетами 16, а шток – резиновыми кольцами 11, поджимаемыми

гайкой 10.

Насосная станция 2, состоящая из электродвигателя 3, масляного бака 1 и,

расположенного внутри бака, насоса, установлена под станиной пресса.

Выпрессовка зубчатого венца происходит следующим образом: маховик в

сборе 6 устанавливают в отверстие плиты 7 и включают гидравлический

цилиндр. При ходе поршня вниз кольцо 8 оправки 9 упирается в тело маховика

и выпрессовывает его из венца, остающегося на плите 7.

Техническая характеристика пресса.

Тип гидравлический

Тип распределения золотниковый

Максимальное усилие, кГ. 30000

Ход штока, мм 95

Диаметр цилиндра мм. 250

Электродвигатель насосной станции

Тип Л1Ф-8 лопастный

Максимальное давление кг./см2 65

Расход л/мин. 8

Рабочая жидкость масло индустриальное

Габаритные размеры мм. 720x680x1740

Данный стенд предназначен только для двигателя ЗИЛ-164А. В конструкции

применен лопастной насос Л1Ф-8, который сложен конструктивно, как в ремонте

так и в эксплуатации.

2. Предлагаемая конструкция.

За основу предлагаемой конструкции стенда для выпрессовки венца маховика

двигателя ЗМЗ-53 принята существующая с учетом недостатков. Так в

предлагаемой (рис.2.2) конструкции применен шестерёнчатый насос, менее

габаритный, более простой и дешевый. Изменение конструкции рабочего стола и

лотка. Произведены расчеты узлов и деталей.

Схема привода, представленная на рис. 2.2. состоит из бака 1, фильтра 2,

насоса 3, электродвигателя – 4, распределителя – 5, гидроцилиндра – 7.

1. Инженерный расчет конструкции.

1. Расчет усилия на выпрессовку венца маховика.

Расчетное усилие при выпрессовке рассчитывается по формуле /15/.

[pic] (2,1)

где d – номинальный диаметр сопряжения, м (d-420 мм.);

L – длинна сопряжения м. L=0,22

f – коэффициент трения при выпрессовке (f – 0,06…0,18);

p – давление в сопряжении Па;

[pic] (2.2)

где [pic]- максимальный натяг в сопряжении, м;

[pic] модуль упругости соответственно, материала вала и отверстия, Па;

[pic] коэффициенты;

Для детали отверстия:

[pic] (2.3)

Для сплошного вала:

[pic](2.4)

где [pic]коэффициенты Пуассона для материалов соответственно вала и

отверстия.

[pic] [pic] /15/

[pic]

[pic]

Давление в сопряжении:

[pic]

[pic] [pic]

Расчетное усилие при выпрессовке:

[pic]

Усилие, развиваемое оборудованием для разборки Рф должно составлять:

[pic]

[pic]

Принимаем [pic] для дальнейших расчетов.

2. Расчет силового гидроцилиндра.

Расчетный диаметр поршня равен:

[pic] (2.5)

где Р - усилие на штоке, Н;

[pic]- механический КПД гидроцилиндра, [pic]=0,85…0,97;

[pic]- давление в гидросистеме, Па (по ГОСТ 6540-68, принимаем р1=10

мПа) /17/

Тогда: [pic]

Диаметр штока равен:

[pic] (2.6)

где [pic] (0,3…0,7)

(2.7)

Тогда: [pic]

Расчетные значения [pic];[pic]ход поршня L, округляются до ближайшей

величины по ГОСТ 6540-68. При этом должно соблюдаться условие: [pic]

Принимаем Dn=80 мм = 0,08 м; dш =32мм = 0,032м; L=25мм = 0,025м.

[pic] [pic] Минимально допустимая толщина стенки цилиндра:

[pic] [pic] (2.8)

Где [pic]- допускаемое напряжение на растяжение, Па (для стали

[pic]=1800[pic]

[pic] коэффициент Пуассона. [pic] /:

[pic]

Толщина дна цилиндра:

[pic] (2.9)

[pic] (2.9)

Имея сочетание значений [pic],[pic] и зная характер крепления и работы

цилиндра, принимаем гидроцилиндр Ц-75Б ГОСТ 8755-78. /18/

3. Расчет гидравлического насоса.

Расход жидкости, необходимой для перемещения поршня:

[pic] (2.10)

где V- скорость перемещения поршня, м/с;

Z-количество цилиндров, шт;

[pic]- объемный КПД, для шестеренчатых насосов [pic]=0,90…0,92;

Скорость перемещения поршня можно определить:

[pic] (2.11)

Где t-время цикла,t= 1…5 c;

[pic]

Тогда:

[pic]

Рабочий объем насоса:

[pic] (2.12)

Где nн – частота вращения насоса, принимается nн = 1500об/мин;

Куr – коэффициент утечек, Куr=1,05…1,1;

[pic]

По полученным данным [pic]и [pic] принимаем шестеренчатый насос НШ-10Е-2

/19/

Техническая характеристика насоса НШ-10Е-2

Рабочий объем, см3/об 10

Наибольшее давление, Мпа 15,0

Рабочее давление, Мпа 10,4

Диапазон частот вращения, об/мин 900…3000

Объемный КПД 0,80

Масса, кг. 2,5

Фактическая подача насоса:

[pic] (2.13)

Где [pic]- фактический рабочий объем, [pic]=10 см3;

[pic] - объемный КПД насоса, [pic]=0,8;

[pic]

Давление, развиваемое насосом:

[pic] (2.14)

Где [pic]-суммарные потери давления, Па;

[pic]

[pic]

Требуемая мощность на привод насоса:

[pic] (2.15)

где [pic]- давление срабатывания предохранительного клапана, Па

[pic]=(1,1…1,5)*Рн;

[pic] - механический КПД насоса, [pic]=0,82…0,88;

[pic]

Принимаем двигатель асинхронный, трех фазный, закрытый обдуваемый

4А71В4УЗ. /19/. Техническая характеристика электродвигателя 4А71В4У3:

Мощность, кВт 0,75

Частота вращения, об/мин 1390

КПД, % 0,72

Cos ( 0.73

Мпуск/Мном 2,0

Ммаx/Мном 2,2

GD2, кг*м2 57*10-4;

4. Расчет трубопроводов.

Внутренний диаметр трубопровода равен:

[pic] (2.16)

Где [pic]- допустимая скорость рабочей жидкости, м/c для всасывающей

линии [pic]=0,5…2,0 м/с, для напорной [pic]=3,0…6,0 м/с, для сливной

[pic]=1,4…2,3 м/с.

Диаметр всасывающего трубопровода:

[pic]

Диаметр напорного трубопровода:

[pic]

Диаметр сливного трубопровода:

[pic]

Толщина стенки напорного трубопровода:

[pic] (2.17)

где [pic]- допустимое напряжение на разрыв, Па [pic]=(0,3…0,5)* [pic];

где [pic]- предел прочности на растяжение, Па [pic]=61 кгс/см2=61*105

Па. /15/.

[pic]

[pic]

по значениям d и S принимаем остальные бесшовные холоднодеформированные

трубы по ГОСТ 8734-75, для напорного трубопровода:

Труба [pic]

Для всасывающего трубопровода: Труба[pic]

Для сливного трубопровода: Труба [pic]

5. Расчет размеров гидробака.

Необходимый объем гидробака:

[pic] (2.18),

где [pic]- фактическая подача насоса, л/мин [pic]=0,0002 м3/с=12л/мин;

[pic]

По ГОСТ принимаем [pic]=40л. Ориентировочная площадь поверхности бака:

[pic]

[pic]

Площадь поверхности гидробака из условий охлаждения рабочей жидкости:

[pic] (2.20)

где Рн – давление насоса, кг/см2 Рн=10,4 мПа=104 кг/см2;

Qн – подача насоса, л/мин Qн=12 л/мин;

Кс – коэффициент использования времени смены, Кс =0,75

Кц – коэффициент использования расчетной мощности за рабочий цикл.

Кц=0,4…0,5;

[pic]объемный КПД. гидросистемы [pic] 0,8…0,9;

К- коэффициент теплопередачи, К=18…40 ккал/м2ч*град.

[pic] общий КПД насоса, [pic]

Т- температура масла, Т=60…700С;

Т0-температура воздуха, Т0=180С;

[pic]

Если F0>Fр, то условия выполняются. В нашем случае F0=0.74м2; а

Fр=0,14м2, т.е условие выполнено.

2.2.6. Выбор распределительной и регулирующей аппаратуры.

Выбор распределителей, предохранительных клапанов, дросселей, обратных

клапанов, фильтров и т.п., производится исходя из допускаемого давления и

расхода через них рабочей жидкости.

Исходя из функционального назначения, допускаемого давления и расхода

рабочей жидкости, принимаем:

Одно-золотниковый распределитель с ручным управлением, давление на входе

10 мПа, расход рабочей жидкости 25 л/мин, условный проход 8 мм,

климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 для умеренного климата:

1РММ8 64 Ф УХЛ 4.

Предохранительный клапан непрямого действия (со вспомогательным

клапаном) с подводом потока управления нагрузкой, давление настройки

200кгс/см2. клапан 10-200-1-11 ГОСТ21158-75.

Фильтр-влагоотделитель центробежного действия с фильтрующим элементом:

Фильтр-влагоотделитель 21-8x10 ГОСТ 17437-72.

Манометр избыточного давления диаметр 60, ВxВ=60x60, класс точности 2,5,

верхний предел измерений и избыточного давления 1,0…400 кгс/см2 по ГОСТ

8625-77.

6. Расчет опорных планок.

Для расчета рассмотрим продольные и поперечные планки, на которые

опирается маховик с венцом при выпрессовке.

Схема нагружения, размеры и опасные сечения представлены на рисунке 2.2.

Общая длина продольной планки принята конструктивно, исходя из

габаритных размеров пресса. Продольная планка опирается на плиту, усиленную

уголками рамы стенда. На две продольные планки устанавливаются две

поперечные планки, на которые устанавливается маховик. Конструкция

предусматривает возможность изменения расстояния, как между поперечными так

и между продольными планками. Таким образом, расширяются возможности

стенда, т.е. можно устанавливать маховики различных размеров.

Составим уравнения и определим реакции в опорах:

[pic]

[pic]

[pic][pic]

[pic][pic]

Определим изгибающие моменты в опасных сечениях.

Изгибающий момент в сечении 1-1:

[pic][pic][pic]

Изгибающий момент в сечении 2-2:

[pic][pic]

Изгибающий момент в сечении 3:

[pic][pic]

Определим толщину продольной пластины из условия расчета на

прочность.

[pic] (2.21)

где Миз – изгибающий момент в опасном сечении;

[pic]- допускаемое напряжение при изгибе (в качестве материала

принимаем сталь 40Х).

W- момент сопротивления равный:

[pic] (2.22)

Где а- ширина пластины, мм (принимаем а=70 мм.)

b – толщина пластины, мм;

Тогда:

[pic] или:[pic] (2.23)

Отсюда: [pic] (2.24)

Для сечения 2-2 как наиболее нагруженного:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5