Повышение проходимости полноприводного легкового автомобиля Lada 4x4 путем разработки гусеничных движителей
|
Введение.. 5
1 Исследование состояния вопроса.. 8
1.1 Основные методы повышения проходимости автомобилей 8
1.2 Условия эксплуатации полноприводных автомобилей 20
1.3 Основные требования, предъявляемые к гусеничным движителям. 32
1.4 Общие сведенья о машинах с гусеничными движителями 32
2 Теоретическая часть.. 35
2.1 Классификация гусеничных движителей . 35
2.2 Производство автомобилей с гусеничными движителями в РФ . 36
2.3 Современный автомобиль с гусеничными движителями. 38
2.4 Обзор некоторых конструкций гусеничных движителей. 39
3 Расчётно-технологическая часть . 48
3.1 Разработка собственной конструкции гусеничных ходов для автомобиля категории М1. 48
3.2 Конструкторские расчёты разрабатываемых движителей.. 55
3.3 Разработка технологии технического обслуживания и ремонта гусеничного хода. 58
4 Производственная и экологическая безопасность проекта . 63
4.1 Конструктивно-технологическая и организационно техническая характеристики технологического процесса монтажа полугусеничного хода на автомобиль категории М1 . 63
4.2 Определение профессиональных рисков.. 65
4.3 Мероприятия по снижению профессиональных рисков.. 66
4.4 Пожарная безопасность . 70
4.5 Экологическая безопасность технологического процесса монтажа полугусеничного хода на автомобиль категории М1.. 72
5 Экономическая эффективность проекта... 75
Заключение. 83
Список используемой литературы и используемых источников.. 84
Приложение А Спецификация.. 87
1 Исследование состояния вопроса.. 8
1.1 Основные методы повышения проходимости автомобилей 8
1.2 Условия эксплуатации полноприводных автомобилей 20
1.3 Основные требования, предъявляемые к гусеничным движителям. 32
1.4 Общие сведенья о машинах с гусеничными движителями 32
2 Теоретическая часть.. 35
2.1 Классификация гусеничных движителей . 35
2.2 Производство автомобилей с гусеничными движителями в РФ . 36
2.3 Современный автомобиль с гусеничными движителями. 38
2.4 Обзор некоторых конструкций гусеничных движителей. 39
3 Расчётно-технологическая часть . 48
3.1 Разработка собственной конструкции гусеничных ходов для автомобиля категории М1. 48
3.2 Конструкторские расчёты разрабатываемых движителей.. 55
3.3 Разработка технологии технического обслуживания и ремонта гусеничного хода. 58
4 Производственная и экологическая безопасность проекта . 63
4.1 Конструктивно-технологическая и организационно техническая характеристики технологического процесса монтажа полугусеничного хода на автомобиль категории М1 . 63
4.2 Определение профессиональных рисков.. 65
4.3 Мероприятия по снижению профессиональных рисков.. 66
4.4 Пожарная безопасность . 70
4.5 Экологическая безопасность технологического процесса монтажа полугусеничного хода на автомобиль категории М1.. 72
5 Экономическая эффективность проекта... 75
Заключение. 83
Список используемой литературы и используемых источников.. 84
Приложение А Спецификация.. 87
Аннотация. Введение.
Дипломный проект выполнен на тему: «Повышение проходимости полноприводного легкового автомобиля Lada 4x4 путем разработки гусеничных движителей».
«Россия - страна, территориально расположенная в восточной Европе и северной Азии, занимает первое место по площади среди стран мира, с разнообразными климатическими условиями. Обильное выпадение осадков, болотистая местность, в том числе, длительные, заснеженные зимы, на обширном части ее территории, отсутствие даже условно проходимых дорог, делает невозможным передвижение автотехники не обладающей свойствами повышенной проходимости. Внедорожные автомобили, необходимые для эксплуатации в тяжелых условиях, конструктивно сложнее и дороже с экономической точки зрения, в сравнении с обычным шоссейным авто. Разнообразие состава дорожного покрытия: болотистая местность, рыхлый снег, вязкий песок по разному физически, препятствуют продвижению автотранспортного средства. Универсального, абсолютного решения в создании единого для любых поверхностей устройства, которое позволяло бы с неизменным сцеплением двигаться по разнообразной поверхности, нет.
Пользуясь всемирным изобретением прошлого, эффективным способом повышения проходимости автомобилей, в условиях бездорожья, применяются системы полугусеничных и гусеничных движителей.
«Изобретателем гусеницы в России считается русский изобретатель Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает вагон на гусеничном ходу. В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канонников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, которая значилась под номером 2245 и была получена год спустя» [2].
«В США изобретателями гусеничного хода считаются Бэст и Хольт, которые создали трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием - он и стал прообразом современного бульдозера. Caterpillar - название компании, основанной этими изобретателями, в переводе означает гусеница» [1].
«Во Франции об изобретении инженером д’Эрманом современного гусеничного движителя стало известно в 1713 году.
Проект, «четок из катков» получил положительный отзыв французской академии наук, представлял собой тележку для тяжёлых грузов, перекатывающуюся на бесконечных лентах из деревянных катков, концы которых шарнирно соединены планками, но практического применения, это изобретение не нашло. В 1818 году, по столетнему проекту д’Армана, Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями и даже создал несколько таких экипажей.
Помимо гусеницы как части гусеничного движителя для автотранспортной техники и задолго до изобретения гусеничных амфибий гусеница также применялась в качестве движителя для водного транспорта. такая гусеница представляла из себя конвейер с веслами. Она была изобретена в 1782 году изобретателем по имени Десбланкс. В США она была запатентованна в 1839 году Уильямом Левенуорфом» [34].
Гусеничные движители изобретали много раз, в разных странах Европы и Америки и к концу XIX века было запатентовано несколько десятков изобретений. Укладываемые на землю звенья гусеницы (траки), уменьшали давление колеса на грунт, увеличивали площадь контакта с грунтом и тем самым повышали проходимость по мягким грунтам. Параллельная идея «шагающего колеса», «колеса на башмаках», нашла свое практическое применение в артиллерийских орудиях, как противооткатное устройство при выстреле. В 1859 году П. Миллер, подал заявку на патент «машины-локомотива», представляющего тягач для плуга, бороны или сеялки. Гусеница парового трактора состояла из башмаков, соединенных продольными звеньями, перекинутых через большие передние и задние колеса, поддерживаемые опорными катками меньшего диаметра (кинематика гусеничного трактора). Однако серийное производство гусеничных тракторов в Европе и Америке, началось только в XX веке.
Гусеничный движитель - устройство, преобразующее энергию двигателя в тяговое усилие, путем перематывания гусеничных лент, состоящих, в том числе из траков. Повышенная проходимость достигается большой площадью соприкосновения гусениц с поверхностью, обеспечивая низкое среднее давление на грунт от 11,8 до 118 кПа. Так гусеничный движитель противостоит глубокому погружению в грунт.
Основная часть гусеничного движителя это гусеничная лента.
Гусеничная лента (гусеница) - замкнутая сплошная лента или цепь из шарнирно-соединённых звеньев (траков), применяемая в гусеничном движителе. На внутренней поверхности гусеницы имеются впадины или выступы, с которыми взаимодействуют ведущие колёса машины. Внешняя поверхность гусеницы снабжена выступами (грунтозацепами), которые обеспечивают сцепление с грунтом. Для увеличения сцепления гусеницы на грунтах с низкой несущей способностью используются съёмные шпоры. Гусеницы могут быть металлическими, резино-металлическими и резиновыми. Наибольшее распространение получили металлические гусеницы с разборными или неразборными звеньями. Для повышения износостойкости и срока службы гусеницы их звенья, а также соединительные элементы (пальцы, втулки) изготовляют из специальной высокомарганцовистой стали и подвергают термической обработке, а также используют резино-металлические шарниры, шарниры с игольчатым подшипником.
Дипломный проект выполнен на тему: «Повышение проходимости полноприводного легкового автомобиля Lada 4x4 путем разработки гусеничных движителей».
«Россия - страна, территориально расположенная в восточной Европе и северной Азии, занимает первое место по площади среди стран мира, с разнообразными климатическими условиями. Обильное выпадение осадков, болотистая местность, в том числе, длительные, заснеженные зимы, на обширном части ее территории, отсутствие даже условно проходимых дорог, делает невозможным передвижение автотехники не обладающей свойствами повышенной проходимости. Внедорожные автомобили, необходимые для эксплуатации в тяжелых условиях, конструктивно сложнее и дороже с экономической точки зрения, в сравнении с обычным шоссейным авто. Разнообразие состава дорожного покрытия: болотистая местность, рыхлый снег, вязкий песок по разному физически, препятствуют продвижению автотранспортного средства. Универсального, абсолютного решения в создании единого для любых поверхностей устройства, которое позволяло бы с неизменным сцеплением двигаться по разнообразной поверхности, нет.
Пользуясь всемирным изобретением прошлого, эффективным способом повышения проходимости автомобилей, в условиях бездорожья, применяются системы полугусеничных и гусеничных движителей.
«Изобретателем гусеницы в России считается русский изобретатель Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает вагон на гусеничном ходу. В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канонников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, которая значилась под номером 2245 и была получена год спустя» [2].
«В США изобретателями гусеничного хода считаются Бэст и Хольт, которые создали трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием - он и стал прообразом современного бульдозера. Caterpillar - название компании, основанной этими изобретателями, в переводе означает гусеница» [1].
«Во Франции об изобретении инженером д’Эрманом современного гусеничного движителя стало известно в 1713 году.
Проект, «четок из катков» получил положительный отзыв французской академии наук, представлял собой тележку для тяжёлых грузов, перекатывающуюся на бесконечных лентах из деревянных катков, концы которых шарнирно соединены планками, но практического применения, это изобретение не нашло. В 1818 году, по столетнему проекту д’Армана, Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями и даже создал несколько таких экипажей.
Помимо гусеницы как части гусеничного движителя для автотранспортной техники и задолго до изобретения гусеничных амфибий гусеница также применялась в качестве движителя для водного транспорта. такая гусеница представляла из себя конвейер с веслами. Она была изобретена в 1782 году изобретателем по имени Десбланкс. В США она была запатентованна в 1839 году Уильямом Левенуорфом» [34].
Гусеничные движители изобретали много раз, в разных странах Европы и Америки и к концу XIX века было запатентовано несколько десятков изобретений. Укладываемые на землю звенья гусеницы (траки), уменьшали давление колеса на грунт, увеличивали площадь контакта с грунтом и тем самым повышали проходимость по мягким грунтам. Параллельная идея «шагающего колеса», «колеса на башмаках», нашла свое практическое применение в артиллерийских орудиях, как противооткатное устройство при выстреле. В 1859 году П. Миллер, подал заявку на патент «машины-локомотива», представляющего тягач для плуга, бороны или сеялки. Гусеница парового трактора состояла из башмаков, соединенных продольными звеньями, перекинутых через большие передние и задние колеса, поддерживаемые опорными катками меньшего диаметра (кинематика гусеничного трактора). Однако серийное производство гусеничных тракторов в Европе и Америке, началось только в XX веке.
Гусеничный движитель - устройство, преобразующее энергию двигателя в тяговое усилие, путем перематывания гусеничных лент, состоящих, в том числе из траков. Повышенная проходимость достигается большой площадью соприкосновения гусениц с поверхностью, обеспечивая низкое среднее давление на грунт от 11,8 до 118 кПа. Так гусеничный движитель противостоит глубокому погружению в грунт.
Основная часть гусеничного движителя это гусеничная лента.
Гусеничная лента (гусеница) - замкнутая сплошная лента или цепь из шарнирно-соединённых звеньев (траков), применяемая в гусеничном движителе. На внутренней поверхности гусеницы имеются впадины или выступы, с которыми взаимодействуют ведущие колёса машины. Внешняя поверхность гусеницы снабжена выступами (грунтозацепами), которые обеспечивают сцепление с грунтом. Для увеличения сцепления гусеницы на грунтах с низкой несущей способностью используются съёмные шпоры. Гусеницы могут быть металлическими, резино-металлическими и резиновыми. Наибольшее распространение получили металлические гусеницы с разборными или неразборными звеньями. Для повышения износостойкости и срока службы гусеницы их звенья, а также соединительные элементы (пальцы, втулки) изготовляют из специальной высокомарганцовистой стали и подвергают термической обработке, а также используют резино-металлические шарниры, шарниры с игольчатым подшипником.
В данном дипломном проекте на тему: «Повышение проходимости полноприводного легкового автомобиля Lada 4x4 путем разработки гусеничных движителей» была поставлена цель и сформулированы задачи для её выполнения.
Были рассмотрены возможные условия эксплуатации автомобилей в условиях отсутствия дорог и плохих дорожных условиях, выявлены конструктивные особенности внедорожных автомобилей, проведён обзор конструкций полугусеничного хода, разработана схема гусеничного хода, произведены прочностные расчёты наиболее нагруженных деталей гусеничного хода,
Также была разработана операционно-технологическая карта монтажа гусеничного хода.
Дополнительно, разработаны мероприятия БЖД для участка ремонта гусеничного хода, определены технико-экономические показатели проекта.
Затраты на изготовление конструкторской разработки (гусеничного хода) можно рассчитать сложением следующих значений: стоимость изготовления корпусных деталей; стоимость оригинальных деталей; стоимость покупных изделий; общая заработная плата на сборку; общепроизводственные накладные расходы.
В данном конкретном случае затраты на изготовление конструкции составляют 72710,32 р. по сравнению с аналогом 320000 р. Годовая экономия конструкторской разработки составляет 251737,84 р., годовой экономический эффект - 249011,2 р., а срок окупаемости равен 0,29 года.
Годовая экономия достигнута за счёт снижения среднемесячной трудоёмкости с 8,0 чел.-ч. до 5,0 чел.-ч. при применении новой технологии (удешевление конструкции).
Были рассмотрены возможные условия эксплуатации автомобилей в условиях отсутствия дорог и плохих дорожных условиях, выявлены конструктивные особенности внедорожных автомобилей, проведён обзор конструкций полугусеничного хода, разработана схема гусеничного хода, произведены прочностные расчёты наиболее нагруженных деталей гусеничного хода,
Также была разработана операционно-технологическая карта монтажа гусеничного хода.
Дополнительно, разработаны мероприятия БЖД для участка ремонта гусеничного хода, определены технико-экономические показатели проекта.
Затраты на изготовление конструкторской разработки (гусеничного хода) можно рассчитать сложением следующих значений: стоимость изготовления корпусных деталей; стоимость оригинальных деталей; стоимость покупных изделий; общая заработная плата на сборку; общепроизводственные накладные расходы.
В данном конкретном случае затраты на изготовление конструкции составляют 72710,32 р. по сравнению с аналогом 320000 р. Годовая экономия конструкторской разработки составляет 251737,84 р., годовой экономический эффект - 249011,2 р., а срок окупаемости равен 0,29 года.
Годовая экономия достигнута за счёт снижения среднемесячной трудоёмкости с 8,0 чел.-ч. до 5,0 чел.-ч. при применении новой технологии (удешевление конструкции).
