АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 10
1.1 Анализ конструкции полуприцепа ТСП 9417-0000056 10
1.2 Технические характеристики и оснащение полуприцепа 12
1.3 Материал изделия и его свариваемость 13
1.3.1 Базовая марка стали 09Г2С 14
1.3.2 Высокопрочная сталь S500MC 16
1.3.3 Высокопрочная сталь S700MC 18
1.4 Обоснование замены стали 09Г2С 19
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 28
2.1 Выбор сварочных материалов 28
2.2 Расчет режимов сварки 30
2.2.1 Тавровое соединение 30
2.2.2 Стыковое соединение толщиной 25 мм 34
2.2.3 Стыковое соединение толщиной 20 мм 37
2.3 Сварочное оборудование 39
2.4 Контроль качества сварных соединений 42
2.4.1 Методы контроля 42
2.4.2 Оборудование и средства измерения для контроля 42
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 50
3.1 Обеспечение равнопрочности сварного стыкового соединения 50
3.2 Цель и задачи исследования 54
3.3 План эксперимента 55
3.4 Методика обработки эксперимента 57
3.5 Результаты проведенных исследований 60
3.5.1 Эксперимент №1 60
3.5.2 Эксперимент №2 61
3.5.3 Эксперимент №3 65
3.5.4 Эксперимент №4 73
3.5.5 Обобщение результатов 78
3.6 Экспериментальная оценка свариваемости стали S500MC 78
3.7 Выводы по разделу 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 85
В данной работе рассматривается полуприцеп лесовоза компании ООО «ЮжУралТрейлер». Полуприцеп - это разновидность прицепа, который гусаком опирается на тягач, так как полуприцеп не рассчитан удерживать равновесие.
Конструкции полуприцепа с прицепом различаются. У прицепа, как и любого другого транспортного средства, две опорные оси, которые всю нагрузку при перевозке берут на себя. Полуприцеп имеет лишь одну ось, поэтому, во-первых, не в состоянии держать равновесие, во-вторых, распределяет нагрузку между собой и тянущим его автомобилем. Простыми словами, прицеп - это своего рода телега на четырех колесах, которая и от толчка сможет сдвинуться с места, а полуприцеп - это тачка на двух колесах, которую необходимо тянуть за собой.
Существует и еще одно немаловажное для водителей отличие двух транспортных средств, которое заключается в маневренности. В связи с тем, что прицеп - это самостоятельное средство, не имеющее двигателя, очень сложно управлять им в процессе движения. Водитель должен быть особенно осторожным на дороге, так как предугадать движение прицепа бывает непросто, на это влияет и степень загрузки, и скорость, и качество дорог. Полуприцеп, в свою очередь, является частью транспортного средства, поэтому водитель может быть уверен в том, что прикрепленное средство поведет себя так, как и управляемый автомобиль. Таким образом, маневренность на дороге у полуприцепа гораздо выше, нежели у обычного прицепа.
В наше время сложно обойтись без такой техники, как грузовые автомобили. Там, где ведётся строительство, добыча ресурсов, обычно находится различная техника, в том числе и для транспортировки грузов. Но для большей экономичности уже очень давно используются прицепы и полуприцепы. В былые времена прицепы едва могли увести пару сотен килограмм веса. Сегодня на прицепах без хлопот можно везти несколько десятков тон на огромные расстояния. Сейчас существует значительная номенклатура прицепов и полуприцепов, из которой можно выбрать изделие для любых видов задач.
Сегодняшний рынок грузовой автотехники наполнен многочисленными фирмами, стремящимися обойти конкурентов по ряду характеристик. Срок поставки товара, сохранность и т.д. - все это учитывают при планировании перевозки груза. А благодаря прицепам и полуприцепам есть шанс уменьшить и расходы средств и сэкономить время. За одну поездку есть возможность увезти значительно больше груза и не тратить время и топливо на вторую поездку. А определенные прицепы помогают решить проблему с местом хранения вашего груза. Хранить сырье в прицепе иногда намного удобнее, чем на складе или просто на строительной площадке. Прицеп можно попросту переместить в нужный момент, не затрачивая для этого огромных усилий. Все это говорит о том, что на сегодняшний день прицеп остается незаменимым элементом сегодняшних грузоперевозок.
Так как лесовозы зачастую используются на пересеченной местности в различных климатических условиях на них воздействуют разнообразные нагрузки. Например, при езде по пересеченной местности, когда полуприцеп нагружен лесом, на него воздействуют большие нагрузки, которые, в свою очередь, приводят к разрушению конструкции и дальнейшей невозможности эксплуатации полуприцепа с его последующей заменой на новый.
Поэтому необходимо рассмотреть возможность замены некоторых конструктивных элементов, в частности нижний пояс балки лонжерона, на высокопрочную сталь, что приведет к увеличению срока эксплуатации, уменьшению высоты полуприцепа и его массы, что повлияет на увеличение максимальной грузоподъемности.
Также эти изменения благоприятно скажутся на окружающей экологии, так как уменьшение высоты и массы повлияет на расход топлива, что, в свой черед, повлияет на уменьшение выброса продуктов сгорания в окружающую среду.
В ходе данной научно-исследовательской работы были выполнены все цели и задачи, поставленные в начале. Были предложены различные варианты изготовления балки лонжерона рамы полуприцепа лесовоза, после чего они были проанализированы и смоделированы в программе Ansys, а также выбраны варианты показавшие лучшие результаты при одинаковой нагрузке.
С помощью этого удалось облегчить всю конструкцию полуприцепа лесовоза на 150 кг, что положительно повлияет на расход топлива, в случае других моделей лесовозов, в которых ширина пояса составляет 270 мм, уменьшение общего веса может составлять 270 кг. Это также позволяет увеличить максимальную массу груза для перевозок.
