Помощь студентам в учебе
Разработка манипулятора для автомобилей КамАЗ
|
Аннотация 2
Введение 6
1 Состояние вопроса 9
2 Тягово-динамический расчет автомобиля 14
2.1 Исходные данные для расчёта и компоновочная схема автомобиля 14
2.2 Внешние скоростные характеристики автомобиля 14
2.3 Тягово-скоростные характеристики автомобиля 16
2.4 Разгон и ускорение автомобиля 23
2.5 Расчет топливной экономичности автомобиля 26
3 Конструкторская часть 29
3.1 Расчет центра тяжести манипулятора 29
3.2 Расчет проектных параметров манипулятора 34
3.3 Расчет нагрузок манипулятора 38
3.4 Расчет шарнирных узлов 44
4 Технологический раздел 54
4.1 Обоснование выбора технологического процесса 54
4.2 Определение трудоемкости сборки 56
4.3 Составление технологического процесса сборки конструкции манипулятора для автомобилей КамАЗ 57
5 Безопасность и экологичность технического объекта 61
5.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика технологического процесса ремонта грузового автомобиля при помощи манипулятора для автомобилей КамАЗ 64
5.2 Идентификация профессиональных рисков 65
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 66
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 71
5.5 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого технологического процесса ремонта грузового автомобиля в полевых условиях при помощи манипулятора для автомобилей КамАЗ 73
6 Экономическая эффективность проекта 76
Заключение 84
Список используемой литературы и используемых источников 85
Приложение А. Спецификации 92
Введение 6
1 Состояние вопроса 9
2 Тягово-динамический расчет автомобиля 14
2.1 Исходные данные для расчёта и компоновочная схема автомобиля 14
2.2 Внешние скоростные характеристики автомобиля 14
2.3 Тягово-скоростные характеристики автомобиля 16
2.4 Разгон и ускорение автомобиля 23
2.5 Расчет топливной экономичности автомобиля 26
3 Конструкторская часть 29
3.1 Расчет центра тяжести манипулятора 29
3.2 Расчет проектных параметров манипулятора 34
3.3 Расчет нагрузок манипулятора 38
3.4 Расчет шарнирных узлов 44
4 Технологический раздел 54
4.1 Обоснование выбора технологического процесса 54
4.2 Определение трудоемкости сборки 56
4.3 Составление технологического процесса сборки конструкции манипулятора для автомобилей КамАЗ 57
5 Безопасность и экологичность технического объекта 61
5.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика технологического процесса ремонта грузового автомобиля при помощи манипулятора для автомобилей КамАЗ 64
5.2 Идентификация профессиональных рисков 65
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 66
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 71
5.5 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого технологического процесса ремонта грузового автомобиля в полевых условиях при помощи манипулятора для автомобилей КамАЗ 73
6 Экономическая эффективность проекта 76
Заключение 84
Список используемой литературы и используемых источников 85
Приложение А. Спецификации 92
«Для любого вида техники вопрос для чего служит тот или иной механизм имеет, как правило, однозначный ответ: каток уплотняет слои дорожного покрытия, башенный кран поднимает конструкции и материалы на высотные здания, самосвал перевозит сыпучие материалы, а грейдер разравнивает и перемещает грунт. Манипулятор за такой короткий промежуток времени освоил просто немыслимое количество новых профессий. Куда проще было бы перечислить отрасли народного хозяйства, которые обходятся без услуг кранов-манипуляторов. Этому незаменимому помощнику чуть больше 77 лет. Однако, рожденный в 1944 году для выполнения двух задач одновременно (погрузить - перевезти), манипулятор, рос и развивался» [1].
«Перевозка бытовок, контейнеров, вагончиков и в морском порту, и на строительной площадке, и даже там, где прокладывают ветку газопровода возможно использовать манипулятор» [3].
Кран-манипулятор оперативно доставит на стройплощадку любые строительные материалы (ограничением будет служить только максимальная грузоподъемность). Также манипулятор может перевезти небольшие партии древесины короткомерного размера, транспортировать пострадавший автомобиль с места ДТП, и неисправную технику с дороги, и неправильно припаркованную машину.
Далее рассмотрим более подробной области применения данного вида техники.
Строительство и ремонт.
В строительной индустрии используется специальная техника (экскаватор, бетономешалка, асфальтоукладчик). Данный вид техники предназначен для узких задач, но при масштабном строительстве приходится выполнять множество сопутствующих работ, для которых не подходит специализированная техника.
Поэтому применение многофункционального устройства - необходимость для любой строительной компании. Использование крана- манипулятора позволит выполнить такие работы как: транспортировка оборудования, инструмента, возможность подъема на высоту строительных материалов или опустить в котлован материалы, убрать строительный мусор и прочие работы.
«Монтаж и демонтаж металлических конструкций. Сборно-разборные металлоконструкции - это целая отрасль строительной индустрии. От небольших оград, до гигантских вышек линий электропередач - все эти сооружения требуют сборки на месте строительства. С помощью крана- манипулятора их доставляют на площадку, поднимают на необходимую высоту и монтируют. Он же погрузит и вывезет в пункт приема металлолома демонтированные части конструкции» [1].
«Укладка дорожного покрытия из бетонных плит. Строительство дорог с покрытием из бетонных плит - сложный технологический процесс. Прежде, чем приступить к укладке плит, выполняют целый ряд подготовительных работ, формируют нижние слои «дорожного пирога», и только потом выполняют финишное покрытие. Но для того, чтобы уложить плиты аккуратно и точно «стык в стык» требуется особая сноровка. А вот этим-то навыком и обладает в полной мере кран-манипулятор: точность - одно из его главных преимуществ.
Малоэтажное строительство. Кран-манипулятор поднимет кровельные материалы на крышу, завезет строительные материалы в тесный дворик, уложит в траншею канализационные трубы и поставит на место тяжелую секцию кованой ограды» [3].
«Монтаж технологического и другого оборудования. Современные города и поселки просто не могли бы существовать без разнообразного технического оборудования. Комплексы механизмов и агрегатов обеспечивают нас теплом и светом, орошают поля и производят товары народного потребления. Любая система жизнеобеспечения, будь то система водоснабжения или пожарная сигнализация - это цепочка взаимосвязанных устройств. Здесь тоже широкое «поле деятельности» для крана- манипулятора» [17].
Установка электрического оборудования.
«Крупные подстанции, состоящие из множества отдельных агрегатов, зачастую расположены на открытом воздухе. И монтаж каждого узла требует особой точности. Для выполнения указанных работ используют кран- манипулятор, способный поднять груз на заданную высоту и точно установить оборудование» [8].
Электрики, подсоединяющие оборудование к линии электропередач могут работать в люльке крана-манипулятора.
Использование крана-манипулятора возможно и на производственных площадках машиностроительных заводах, при помощи которого можно смонтировать сборочный конвейер, поднять тяжелые детали, переместить упаковки с комплектующими и инструментами [12].
«Свою посильную лепту в благоустройство территорий вносит кран- манипулятор. Без него невозможно ни доставить к месту работ тротуарную плитку, ни установить скульптуру, скамейку или фонтан в парке» [8].
Ремонт трубопроводов.
«Использование крана-манипулятора в коммунально-хозяйственной отрасли позволит выполнить работы по ремонту теплотрасс, систем водоснабжения и канализации. Привезти на место отрезки новых труб, поднять на поверхность изношенный участок трубопровода и заменить его новым - все это вполне по силам манипулятору» [4].
Список отраслей, в которых успешно используются краны- манипуляторы, обширен, а объединение возможностей погрузочного устройства и грузового транспорта, кажется интересной задачей для выпускной квалификационной работы (далее - ВКР), в том числе по той причине, что расходы на приобретение, содержание и обслуживания двух устройств выше, следовательно, в данной ВКР будет рассмотрена разработка манипулятора для автомобилей КамАЗ.
«Перевозка бытовок, контейнеров, вагончиков и в морском порту, и на строительной площадке, и даже там, где прокладывают ветку газопровода возможно использовать манипулятор» [3].
Кран-манипулятор оперативно доставит на стройплощадку любые строительные материалы (ограничением будет служить только максимальная грузоподъемность). Также манипулятор может перевезти небольшие партии древесины короткомерного размера, транспортировать пострадавший автомобиль с места ДТП, и неисправную технику с дороги, и неправильно припаркованную машину.
Далее рассмотрим более подробной области применения данного вида техники.
Строительство и ремонт.
В строительной индустрии используется специальная техника (экскаватор, бетономешалка, асфальтоукладчик). Данный вид техники предназначен для узких задач, но при масштабном строительстве приходится выполнять множество сопутствующих работ, для которых не подходит специализированная техника.
Поэтому применение многофункционального устройства - необходимость для любой строительной компании. Использование крана- манипулятора позволит выполнить такие работы как: транспортировка оборудования, инструмента, возможность подъема на высоту строительных материалов или опустить в котлован материалы, убрать строительный мусор и прочие работы.
«Монтаж и демонтаж металлических конструкций. Сборно-разборные металлоконструкции - это целая отрасль строительной индустрии. От небольших оград, до гигантских вышек линий электропередач - все эти сооружения требуют сборки на месте строительства. С помощью крана- манипулятора их доставляют на площадку, поднимают на необходимую высоту и монтируют. Он же погрузит и вывезет в пункт приема металлолома демонтированные части конструкции» [1].
«Укладка дорожного покрытия из бетонных плит. Строительство дорог с покрытием из бетонных плит - сложный технологический процесс. Прежде, чем приступить к укладке плит, выполняют целый ряд подготовительных работ, формируют нижние слои «дорожного пирога», и только потом выполняют финишное покрытие. Но для того, чтобы уложить плиты аккуратно и точно «стык в стык» требуется особая сноровка. А вот этим-то навыком и обладает в полной мере кран-манипулятор: точность - одно из его главных преимуществ.
Малоэтажное строительство. Кран-манипулятор поднимет кровельные материалы на крышу, завезет строительные материалы в тесный дворик, уложит в траншею канализационные трубы и поставит на место тяжелую секцию кованой ограды» [3].
«Монтаж технологического и другого оборудования. Современные города и поселки просто не могли бы существовать без разнообразного технического оборудования. Комплексы механизмов и агрегатов обеспечивают нас теплом и светом, орошают поля и производят товары народного потребления. Любая система жизнеобеспечения, будь то система водоснабжения или пожарная сигнализация - это цепочка взаимосвязанных устройств. Здесь тоже широкое «поле деятельности» для крана- манипулятора» [17].
Установка электрического оборудования.
«Крупные подстанции, состоящие из множества отдельных агрегатов, зачастую расположены на открытом воздухе. И монтаж каждого узла требует особой точности. Для выполнения указанных работ используют кран- манипулятор, способный поднять груз на заданную высоту и точно установить оборудование» [8].
Электрики, подсоединяющие оборудование к линии электропередач могут работать в люльке крана-манипулятора.
Использование крана-манипулятора возможно и на производственных площадках машиностроительных заводах, при помощи которого можно смонтировать сборочный конвейер, поднять тяжелые детали, переместить упаковки с комплектующими и инструментами [12].
«Свою посильную лепту в благоустройство территорий вносит кран- манипулятор. Без него невозможно ни доставить к месту работ тротуарную плитку, ни установить скульптуру, скамейку или фонтан в парке» [8].
Ремонт трубопроводов.
«Использование крана-манипулятора в коммунально-хозяйственной отрасли позволит выполнить работы по ремонту теплотрасс, систем водоснабжения и канализации. Привезти на место отрезки новых труб, поднять на поверхность изношенный участок трубопровода и заменить его новым - все это вполне по силам манипулятору» [4].
Список отраслей, в которых успешно используются краны- манипуляторы, обширен, а объединение возможностей погрузочного устройства и грузового транспорта, кажется интересной задачей для выпускной квалификационной работы (далее - ВКР), в том числе по той причине, что расходы на приобретение, содержание и обслуживания двух устройств выше, следовательно, в данной ВКР будет рассмотрена разработка манипулятора для автомобилей КамАЗ.
В данном дипломном проекте была разработана конструкция манипулятора для автомобилей КамАЗ.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было сделано следующее:
• рассмотрены технические характеристики гидроманипуляторов МУГ-70, Синегорец-75, F65S Loclift;
• определены исходные данные для расчета и компоновочная схема автомобиля. Также проведен тягово-динамический расчет автомобиля и построены соответствующие графики (внешне-скоростная характеристика, динамический фактор, топливной экономичности и так далее);
• выполнены следующие расчеты конструкции манипулятора: центра тяжести, проектных параметров, нагрузок, возникающих конструкции. Манипулятор в качестве сменного рабочего оборудования имеет крюковую подвеску, ротатор, клещевой захват и траверсу. Манипулятор установлен в задней части кузова автомобиля на дополнительной раме, что позволяет обслуживать большее рабочее пространство, чем манипулятор, установленный за кабиной автомобиля;
• выполнено обоснование выбора технологического процесса, определена трудоемкость сборки, составлен технологический процесс сборки манипулятора для автомобилей КамАЗ;
• рассмотрены вопросы, касающиеся обеспечения безопасности, экологичности проекта;
• определена эффективность разработки манипулятора для автомобилей КамАЗ с экономической стороны. Стоимость разработки манипулятора для автомобилей КамАЗ составляет 442717,48 рублей.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было сделано следующее:
• рассмотрены технические характеристики гидроманипуляторов МУГ-70, Синегорец-75, F65S Loclift;
• определены исходные данные для расчета и компоновочная схема автомобиля. Также проведен тягово-динамический расчет автомобиля и построены соответствующие графики (внешне-скоростная характеристика, динамический фактор, топливной экономичности и так далее);
• выполнены следующие расчеты конструкции манипулятора: центра тяжести, проектных параметров, нагрузок, возникающих конструкции. Манипулятор в качестве сменного рабочего оборудования имеет крюковую подвеску, ротатор, клещевой захват и траверсу. Манипулятор установлен в задней части кузова автомобиля на дополнительной раме, что позволяет обслуживать большее рабочее пространство, чем манипулятор, установленный за кабиной автомобиля;
• выполнено обоснование выбора технологического процесса, определена трудоемкость сборки, составлен технологический процесс сборки манипулятора для автомобилей КамАЗ;
• рассмотрены вопросы, касающиеся обеспечения безопасности, экологичности проекта;
• определена эффективность разработки манипулятора для автомобилей КамАЗ с экономической стороны. Стоимость разработки манипулятора для автомобилей КамАЗ составляет 442717,48 рублей.
