Аннотация 2
Введение 6
1 Технико-экономическое обоснование объекта работы бакалавра 9
1.1 Описание существующих конструкций опрокидывателя автомобиля 9
1.2 Описание конструкции опрокидывателя автомобиля, принятой к разработке 14
2 Конструкторский расчет проектируемого стенда-опрокидывателя для гоночного болида «Формула Студент» 17
2.1 Техническое задание на разработку стенда-опрокидывателя для гоночного болида «Формула Студент» 17
2.2 Техническое предложение на изготовление стенда-опрокидывателя для гоночного болида «Формула Студент» 18
2.3 Расчет основных элементов конструкции 22
3 Технология проведения ремонтных и сборочных работ разработанной конструкции стенда-кантователя 27
3.1 Анализ конструктивных особенностей и условий работы ремонтируемого объекта 27
3.2 Возможные дефекты объекта, возникающие в условиях его эксплуатации 28
3.3 Описание объекта, принятого для ремонта 29
3.4 Разработка технологии ремонтных работ 30
4 Охрана труда и безопасность объекта проектирования объекта выпускной квалификационной работы 32
4.1 Аспекты безопасности водителя и пассажиров для транспортного средства 32
4.1.1 Активная безопасность 32
4.1.2 Пассивная безопасность 33
4.2 Проверка эффективности системы пассивной безопасности 35
4.3 Стандарты проведения краш-тестов 37
Заключение 40
Список используемых источников 43
Приложение А. Спецификация 48
Целью бакалаврской работы, как заключительного этапа обучения студента в высшем учебном заведении, является определение степени подготовки студента к самостоятельной работе, а также, способен ли он применить полученные в процессе обучения знания при решении конкретных производственных, технических, технологических, научных и экономических задач в условиях современного производства.
Тематика дипломных проектов должна быть актуальной, соответствующей современному состоянию и перспективам развития науки и техники, направленной на решение приоритетных задач автомобилестроения.
Темой данной дипломной работы является «Стенд-опрокидыватель для обслуживания спортивного болида класса Формула-Студент». В данной работе была произведена разработка конструкции опрокидывателя с электромеханическим приводом, в соответствии с техническими условиями на проектирование конструкций подобного вида.
«На современном этапе автомобилестроение является одной из важнейших отраслей в промышленности как развитых, так и развивающихся стран. Состояние рынка легковых автомобилей является одним из самых ярких индикаторов уровня экономического развития государства, инновационного потенциала экономики, а также состояние его потребительского сегмента. Автомобиль представляет собой высокотехнологичный и инновационный продукт, аккумулирующий новейшие достижения науки и техники и стимулирующий их развитие через целевые научно-технические исследования.» [1]
«Актуальность рассматриваемой темы заключается в том, что в настоящее время автомобилестроению принадлежит самая ведущая роль в развитии и машиностроения вообще, и транспортного машиностроения в частности. Автомобильная промышленность мира - это емкий и весьма значительный сектор мировой экономики и международного бизнеса, ведь это не только собственно автомобили, но и разнообразные товары по обслуживанию автомобиля, а также, в значительной мере, рынок производства и продажи автозапчастей. Рынок автомобилей имеет ряд смежных рынков и отраслей: от наиболее тесно прилегающих (рынка деталей и блоков автомобилей и нефтедобывающей промышленности) до менее очевидных (строительство дорог, производство аксессуаров для автомобилей и т.п.). Автомобиль обеспечивает высокую мобильность человека, эффективность труда, определяет современный образ жизни общества. Он является показателем уровня обеспеченности материальными средствами как отдельного человека (его владельца), так и общества или государства в целом (в данном случае речь идет об автообеспеченности населения страны).» [3]
Актуальность темы обусловлена тенденцией к расширению функционала оборудования, применяемого при проведении работ по техническому воздействию. Одним из методов является создание дополнительных устройств, существенно расширяющих функциональные возможности. Одним из таких устройств будет являться устройство стенда- опрокидывателя, который будет выполнен в виде мобильного устройства, подкатываемого под болид для его подъема. В соответствии со спецификой применения данного транспортного средства, а также учитывая особенности конструкции самого транспортного средства, требуется внести изменения в трансмиссию, для того, чтобы конструкция максимально соответствовала условиям эксплуатации.
Разрабатываемая конструкция опрокидывателя транспортного средства на базе серийно производимых узлов и агрегатов предполагается к использованию на специальном автомобиле, предназначенном для эксплуатации в условиях гоночной спецтрассы. Конструкция устройства, рассматриваемая в рамках выпускной квалификационной работы, конструируется на базе стандартных комплектующих, используемых при производстве подьемного и транспортного оборудования и систем на их основе, что, безусловно, будет являться технологичным решением, упрощающим производство разрабатываемого устройства. По сути проводимых работ, выполняемые действия больше соответствуют глубокой модернизации существующей конструкции автомобильного опрокидывателя, используемой при проведении операций по техническому воздействию на узлы и агрегаты легковых автомобилей.
Также необходимо произвести подбор технологического оборудования для производства и сборки тормозной системы в условиях мелкосерийного производства. Данное задание соответствует компетенциям, которые должен продемонстрировать обучающийся по направлению подготовки 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства».
«Целью технической части проекта являлось разработка конкурентно способной модели опрокидывателя для гоночного болида, основываясь на ранее выпущенных аналогах.
В конструкторском разделе, основываясь на аналогах зарубежных фирм в конструкторской части, были решены вопросы: сделать конструкцию устройства стенда более простым в производстве с целью его удешевления.» [1]
Основываясь на российском аналоге производимого штучно опрокидывателя для легковых автомобилей, была разработана конструкция устройства стенда-опрокидывателя, на основе деталей и компонентов, используемых в серийном производстве, но с учетом полученного в ходе разработок подобного рода устройств опыта.
Для гоночного автомобиля произведена глубокая проработка требований к безопасности проведения работ по проектированию и испытаниям разработанной конструкции, в соответствии с требованиями безопасности для гоночных болидов в частности и автомобилей в целом.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был спроектирован стенд-кантователь для гоночного болида класса «Формула Студент». Для выполнения данного расчета исходным материалом был конструктивный прототип транспортного средства, а также конструкция различных видов кантователей, используемых в практике гаражного ремонта.
Для автомобиля, который выступил в качестве базового прототипа, был выбран болид, произведенный командой Togliatty Racing Team в 2019 году. Выбор данной модели обусловлен тем, что последующие модели имеют унифицированную с этим болидом раму, что облегчает применение разработанной конструкции на большинстве произведенных позднее болидов. По указанным в задании параметрам был произведен расчет.
В разделе «Технико-экономическое обоснование объекта работы бакалавра» был выполнен обзор существующих конструкций кантователей. В процессе поиска аналогов было установлено, что подобная конструкция серийно не производится, но существует несколько видов изделий, описанных в свидетельствах к изобретениям, а также существующих в виде самостоятельно разработанных конструкций. Также были определены компоновочные схемы конструкции разрабатываемого устройства. При разработке данной схемы прежде всего было определена кинематическая схема конструкции. Был определен привод опрокидывателя, представляющий собой гидравлический плунжерный цилиндр, был произведен выбор кинематики опрокидывания, который позволит выполнять работу без опасения повреждения болида.
Был произведен концептуальный выбор конструкции устройства опрокидывателя, в котором определены его основные характеристики. Во- первых, устройство должно быть мобильным, поскольку предполагается его использование на выездных соревновательных сессиях, что не подразумевает оборудования стационарных площадок. Во-вторых, устройство не должно привязываться к внешним источникам энергии, таким как электрические сети или магистрали сжатого воздуха. Это позволит максимально соответствовать выданному заданию на разработку конструкции, а именно создание устройства мобильного стенда-опрокидывателя, применяемого во время соревновательных сессий.
В разделе «Конструкторский расчет проектируемого стенда- опрокидывателя для гоночного болида «Формула Студент» прежде всего определили характеристики устройства, принятого для разработки. Определены габаритные и силовые характеристики конструкции, обусловленные ограничениями при транспортировке, а также эксплуатационным характером разрабатываемой конструкции.
Для конструкции разработаны техническое задание и техническое предложение. В техническом задании выполнено общее предложение по разработке конструкции стенда-опрокидывателя для болида. Определены общие технические характеристики и выполнено описание конструкции.
В техническом предложении произведена более детальная проработка конструкции на основе аналога, принятого в качестве наиболее близкого. Окончательно выбрана и утверждена кинематическая схема конструкции. Проведен анализ эстетики и эргономики разрабатываемой конструкции. Определены основные экономические показатели.
Были проведены конструкторские расчеты. В частности, были рассчитаны усилия при проведении работ. Определена сила, прикладываемая рабочим при перемещении устройства по поверхности. Определены прочностные характеристики некоторых деталей, наиболее ответственных при эксплуатации кантователя, на примере оси колеса.
В разделе «Технология проведения ремонтных и сборочных работ разработанной конструкции стенда-кантователя», произведен анализ ремонтных и сборочных работ. В качестве объекта технологической проработки выбрана ось колеса, как наиболее ответственный с точки зрения и наиболее нагруженный элемент.
Для разработки технологии ремонта узла изделия, необходимо понимать, какие именно дефекты способны привести к выходу устройства из строя или привести к ухудшению его эксплуатационных характеристик. Наиболее вероятным выходом из строя следует признать колесо кантователя, посредством которых конструкция перемещается по поверхности, поскольку данный узел является наиболее нагруженным при эксплуатации.
Определены наиболее характерные неисправности, наиболее вероятные и характерные для данного узла. Выполнена технологическая карта проведения ремонтных и сборочных работ колеса разработанного стенда-кантователя.
Был произведен анализ безопасности транспортного средства и определены аспекты его безопасной эксплуатации. Произведен анализ нормативных документов, регламентирующих безопасность транспортных средств.
На основании всего изложенного, считаем задачи, поставленные в рамках выпускной квалификационной работы полностью выполненными.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
