Помощь студентам в учебе
Роликовый мощностной стенд для грузового автомобиля с осевой нагрузкой до 15 тонн
|
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 11
1.1 Роликовые стенды 11
1.2 Способы проверки мощности 11
1.3 Роликовые стенды проверки мощности 14
1.4 Классификация и основные характеристики роликовых стендов проверки
мощности 15
1.5 Конструктивные особенности существующих моделей роликовых стендов
проверки мощности 18
1.6 Выбор конструктивной схемы проектируемого стенда проверки
мощности 29
Вывод по разделу один 29
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 31
2.1 Кинематическая схема 31
2.2 Опорно-приводное устройство 31
2.2.1 Геометрические параметры 31
2.2.2 Вал ролика 34
2.2.3 Опорные подшипники 35
2.3 Выталкиватель колес 37
2.4 Тормозное устройство 38
2.5 Нагружатель 39
2.6 Компенсирующая муфта 44
2.7 Карданная передача 45
2.8 Шпоночные соединения 47
2.9 Рама 49
Вывод по разделу два 49
3 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 50
3.1 Определение исходных данных 50
3.2 Определение мощности двигателя при максимальной скорости 51
3.3 Определение удельной мощности двигателя 53
3.4 Внешняя характеристика 53
3.5 Определение передаточного числа главной передачи 55
3.6 Определение передаточных чисел коробки передач 56
3.7 Тягово-скоростная характеристика 60
3.8 Динамическая характеристика 65
3.9 Ускорение автомобиля 67
3.10 Время и путь разгона автомобиля 68
3.11 Мощностной баланс автомобиля 71
3.12 Максимальный угол подъёма автомобиля 74
3.13 Расчет топливной экономичности 75
Вывод по разделу три 76
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 76
4.1 Назначение детали и ее конструктивно-технологическая
характеристика 77
4.2 Технологический процесс изготовления втулки 78
4.3 Расчет режимов резания токарной операции 81
4.4 Расчет режимов резания сверлильной операции 84
4.5 Выбор режущего инструмента 86
4.5.1 Токарная операция 86
4.5.2 Сверлильная операция 87
Вывод по разделу четыре 88
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 89
5.1 Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих
затрат проектируемой модели по проекту 89
5.2 Капитальные вложения 94
5.3 Планирование программы производства и реализации продукции 96
5.4 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 97
5.5 Планирование финансовых результатов по проекту 98
5.5 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта 98
Вывод по разделу пять 104
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 105
6.1 Эффект от внедрения разработки 105
6.2 Конструктивные мероприятия по исключению воздействия опасных
факторов 106
6.2.1 Прочность узлов и деталей 106
6.2.2 Ограждение движущихся элементов 106
6.2.3 Фиксация автомобиля на стенде 107
6.2.4 Электробезопасность 107
6.3 Конструктивные мероприятия по снижению степени воздействия вредных
производственных факторов 108
6.3.1 Снижение шума 108
6.3.2 Снижение вибрации 109
6.3.3 Пожарная безопасность 109
6.3.4 Освещение 112
6.3.5 Микроклимат 113
Вывод по разделу шесть 114
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 115
Вывод по разделу семь 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты тягово-динамического расчета 122
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 11
1.1 Роликовые стенды 11
1.2 Способы проверки мощности 11
1.3 Роликовые стенды проверки мощности 14
1.4 Классификация и основные характеристики роликовых стендов проверки
мощности 15
1.5 Конструктивные особенности существующих моделей роликовых стендов
проверки мощности 18
1.6 Выбор конструктивной схемы проектируемого стенда проверки
мощности 29
Вывод по разделу один 29
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 31
2.1 Кинематическая схема 31
2.2 Опорно-приводное устройство 31
2.2.1 Геометрические параметры 31
2.2.2 Вал ролика 34
2.2.3 Опорные подшипники 35
2.3 Выталкиватель колес 37
2.4 Тормозное устройство 38
2.5 Нагружатель 39
2.6 Компенсирующая муфта 44
2.7 Карданная передача 45
2.8 Шпоночные соединения 47
2.9 Рама 49
Вывод по разделу два 49
3 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 50
3.1 Определение исходных данных 50
3.2 Определение мощности двигателя при максимальной скорости 51
3.3 Определение удельной мощности двигателя 53
3.4 Внешняя характеристика 53
3.5 Определение передаточного числа главной передачи 55
3.6 Определение передаточных чисел коробки передач 56
3.7 Тягово-скоростная характеристика 60
3.8 Динамическая характеристика 65
3.9 Ускорение автомобиля 67
3.10 Время и путь разгона автомобиля 68
3.11 Мощностной баланс автомобиля 71
3.12 Максимальный угол подъёма автомобиля 74
3.13 Расчет топливной экономичности 75
Вывод по разделу три 76
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 76
4.1 Назначение детали и ее конструктивно-технологическая
характеристика 77
4.2 Технологический процесс изготовления втулки 78
4.3 Расчет режимов резания токарной операции 81
4.4 Расчет режимов резания сверлильной операции 84
4.5 Выбор режущего инструмента 86
4.5.1 Токарная операция 86
4.5.2 Сверлильная операция 87
Вывод по разделу четыре 88
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 89
5.1 Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих
затрат проектируемой модели по проекту 89
5.2 Капитальные вложения 94
5.3 Планирование программы производства и реализации продукции 96
5.4 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 97
5.5 Планирование финансовых результатов по проекту 98
5.5 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта 98
Вывод по разделу пять 104
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 105
6.1 Эффект от внедрения разработки 105
6.2 Конструктивные мероприятия по исключению воздействия опасных
факторов 106
6.2.1 Прочность узлов и деталей 106
6.2.2 Ограждение движущихся элементов 106
6.2.3 Фиксация автомобиля на стенде 107
6.2.4 Электробезопасность 107
6.3 Конструктивные мероприятия по снижению степени воздействия вредных
производственных факторов 108
6.3.1 Снижение шума 108
6.3.2 Снижение вибрации 109
6.3.3 Пожарная безопасность 109
6.3.4 Освещение 112
6.3.5 Микроклимат 113
Вывод по разделу шесть 114
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 115
Вывод по разделу семь 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты тягово-динамического расчета 122
Основными факторами эффективности автомобиля являются его мощностные и экономические характеристики.
Существующие исследования показывают, что до 30% автомобилей эксплуатируются со значительным недоиспользованием мощности и перерасходом топлива. Около 50% потерь мощности и экономичности этих автомобилей могут быть восстановлены путем несложных регулировок и устранением мелких неисправностей [17].
Восстановление мощности автомобиля повышает его среднюю скорость движения, следовательно, и производительность работы автомобиля без дополнительного расхода топлива. Расчеты показывают, что в городских условиях техническая скорость может возрасти в результате повышения удельной мощности автомобиля на 7...8%, а производительность - на 4...5% [7].
Работы, связанные с восстановлением автомобилей и доведением их до технически исправного состояния, проводятся с помощью технологического оборудования.
Технологическое оборудование (совокупность приспособлений, инструментов, оснастки и приборов), используемое в процессе технических воздействий, в значительной мере определяет совершенство технологических процессов технического обслуживания (ТО) и ремонта автомобилей.
Например, повышение уровня механизации зон, цехов и участков автотранспортного предприятия лишь на 1 % позволяет увеличить продолжительность работы автомобиля в среднем на 3...5 дней в году за счет сокращения времени простоя в ТО и ремонте.
Однако в целом, потребность в технологическом оборудовании для диагностики и ремонта автомобилей удовлетворяется не более чем на 25 % [11].
Одним из путей решения данной проблемы является разработка и внедрение диагностического оборудования.
Исторически сложилось так, что отечественный производитель автомобильных услуг уделяет должное внимание диагностированию только тормозной системы и других систем, которые непосредственно влияют на безопасность движения. Тогда как в свете сегодняшних реалий восстановление мощности, и как следствие экономичности автомобиля имеет не меньшее значение.
Снятие мощностной характеристики на автомобильном стенде является наиболее простым и универсальным способом.
Положительный эффект от использования стенда:
— сокращение затрат времени на выполнение работ;
— повышение точности измерений по сравнению с дорожными испытаниями;
— уменьшение численности обслуживающего персонала;
— снижение требований к квалификации обслуживающего персонала.
Уровень современной науки и техники позволяет воплотить эти положительные качества стендовой диагностики, уменьшить стоимость оборудования и обеспечить условия прогнозирования надежности автомобиля.
Целю проекта является разработка роликового стенда проверки мощности грузового автомобилей, позволяющего кроме того оценить ряд других параметров:
— определение потерь мощности в трансмиссии;
— максимальную скорость движения;
— время разгона.
Для этого необходимо определить диаметр и длину роликов, расстояние между роликами и их осями, проработать кинематическую схему стенда. Затем выполнить прочностные и другие расчеты деталей стенда. Сформулировать основные требования к нагружателю.
Решение поставленных задач достигается проведением расчета ориентированного на параметры диагностируемых автомобилей, определением максимальных крутящих моментов и сил, действующих на детали стенда, решением уравнения мощностного баланса относительно мощности поглощаемой нагружателем.
Существующие исследования показывают, что до 30% автомобилей эксплуатируются со значительным недоиспользованием мощности и перерасходом топлива. Около 50% потерь мощности и экономичности этих автомобилей могут быть восстановлены путем несложных регулировок и устранением мелких неисправностей [17].
Восстановление мощности автомобиля повышает его среднюю скорость движения, следовательно, и производительность работы автомобиля без дополнительного расхода топлива. Расчеты показывают, что в городских условиях техническая скорость может возрасти в результате повышения удельной мощности автомобиля на 7...8%, а производительность - на 4...5% [7].
Работы, связанные с восстановлением автомобилей и доведением их до технически исправного состояния, проводятся с помощью технологического оборудования.
Технологическое оборудование (совокупность приспособлений, инструментов, оснастки и приборов), используемое в процессе технических воздействий, в значительной мере определяет совершенство технологических процессов технического обслуживания (ТО) и ремонта автомобилей.
Например, повышение уровня механизации зон, цехов и участков автотранспортного предприятия лишь на 1 % позволяет увеличить продолжительность работы автомобиля в среднем на 3...5 дней в году за счет сокращения времени простоя в ТО и ремонте.
Однако в целом, потребность в технологическом оборудовании для диагностики и ремонта автомобилей удовлетворяется не более чем на 25 % [11].
Одним из путей решения данной проблемы является разработка и внедрение диагностического оборудования.
Исторически сложилось так, что отечественный производитель автомобильных услуг уделяет должное внимание диагностированию только тормозной системы и других систем, которые непосредственно влияют на безопасность движения. Тогда как в свете сегодняшних реалий восстановление мощности, и как следствие экономичности автомобиля имеет не меньшее значение.
Снятие мощностной характеристики на автомобильном стенде является наиболее простым и универсальным способом.
Положительный эффект от использования стенда:
— сокращение затрат времени на выполнение работ;
— повышение точности измерений по сравнению с дорожными испытаниями;
— уменьшение численности обслуживающего персонала;
— снижение требований к квалификации обслуживающего персонала.
Уровень современной науки и техники позволяет воплотить эти положительные качества стендовой диагностики, уменьшить стоимость оборудования и обеспечить условия прогнозирования надежности автомобиля.
Целю проекта является разработка роликового стенда проверки мощности грузового автомобилей, позволяющего кроме того оценить ряд других параметров:
— определение потерь мощности в трансмиссии;
— максимальную скорость движения;
— время разгона.
Для этого необходимо определить диаметр и длину роликов, расстояние между роликами и их осями, проработать кинематическую схему стенда. Затем выполнить прочностные и другие расчеты деталей стенда. Сформулировать основные требования к нагружателю.
Решение поставленных задач достигается проведением расчета ориентированного на параметры диагностируемых автомобилей, определением максимальных крутящих моментов и сил, действующих на детали стенда, решением уравнения мощностного баланса относительно мощности поглощаемой нагружателем.
В дипломном проекте разработан стенд проверки мощности грузовых автомобилей. Обоснован выбор кинематической схемы стенда. Проведены расчеты основных узлов. Определены параметры нагружающего устройства, на основе которых выбран конкретный нагружатель. Произведена разработка конструкции элементов стенда.
Мощностная характеристика нагружателя стенда позволяет реализовывать условия испытаний, определенные ГОСТ 26899-86, для автомобилей с мощностью двигателя до 350 кВт.
Расчеты по экономической части обосновывают предположение об эффективности работы линии стендовой диагностики автомобиля, т.к зарубежные аналоги по стоимости превышают в 1,5 раза разработанный стенд. Также расчеты показали, что в течении 4 месяца работа стенда полностью окупит себя и начнет приносить прибыль.
Для обеспечения безопасных условий труда при проведении испытаний на стенде, принят ряд мер, доводящих стенд до уровня требований ССБТ.
Мощностная характеристика нагружателя стенда позволяет реализовывать условия испытаний, определенные ГОСТ 26899-86, для автомобилей с мощностью двигателя до 350 кВт.
Расчеты по экономической части обосновывают предположение об эффективности работы линии стендовой диагностики автомобиля, т.к зарубежные аналоги по стоимости превышают в 1,5 раза разработанный стенд. Также расчеты показали, что в течении 4 месяца работа стенда полностью окупит себя и начнет приносить прибыль.
Для обеспечения безопасных условий труда при проведении испытаний на стенде, принят ряд мер, доводящих стенд до уровня требований ССБТ.