Проект модернизации конструкции кантователя для разборки и сборки двигателей ЯМЗ 236/238

ФГОУ ВПО КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ  АКАДЕМИЯ

Факультет механизации сельского хозяйства

 

Кафедра "Ремонт машин и технология металлов"

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по курсу "Основы проектирования и эксплуатации

технологического оборудования"

на тему:

"Проект модернизации конструкции  кантователя для разборки  и  сборки

двигателей ЯМЗ 236/238"

 

 

 

 

Выполнил

студент 649 группы ______________________________Кочин Максим Сергеевич

    подпись, дата

Руководитель

ст. преподаватель ______________________Жеребцов Владимир Андреевич

    подпись, дата

Нормоконтролер

к.т.н., доцент _________________________________Курбатов Аркадий Евгеньевич

    подпись, дата

 

 

 

 

 

Кострома 2007

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...……..…5

1       Принятая технология восстановления………………………………7

2       Анализ существующих  конструкций стендов………………………8

3       Описание предлагаемой  конструкции стенда………………….…..10

4       Расчет  вала……………………………………………………………..11

5       Подшипники...……………………….……………………………….....14

     5.1  Выбор подшипников………………………………………………....14

     5.2  Расчет подшипников………………………………………………....14

6       Расчет привода…………………………………………………………15

7       Выбор двигателя……………………………………………………….17

8       Выбор редуктора……………………………………………………….18

9      Расчет ременной передачи…………………………………………….21

10    Расчет стоек……………………………………………………………..23

ЗАКЛЮЧЕНИЯ……………………………………………………………...24

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...25

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………..26

 

Введение

 

В настоящее время в нашей стране имеется большое количество машинно-тракторных и автомобильных парков. Автомобили получили широкое применение во всех отраслях народного хозяйства и на различных видах перевозок. Более 80% всех грузов, перевозимых в нашей стране, доставляются автомобилями. Удельный вес автобусного транспорта общего пользования в общем объеме пассажирских перевозок  составляет 90%.

 В процессе эксплуатации  тракторы, автомобили и сельскохозяйственные  машины подвергаются различным  внешним воздействиям, в результате  чего надежность, заложенная в них при конструировании и производстве, снижается из-за возникновения различных неисправностей.

Для поддержания машин в работоспособном состоянии служит система технического обслуживания, включающая мероприятия по обкатке, плановым техническим обслуживаниям, периодическим техническим осмотрам, ремонту и хранению техники. Условно можно сказать, что во время технического обслуживания восстанавливают работоспособность машины при помощи имеющихся в ней регулировочных устройств. Если же регулировками работоспособность машины невозможно восстановить, ее подвергают ремонту.

Ремонт связан с устранением естественного износа деталей, разрушения материала и других неисправностей. При восстановлении деталей количество операции в 5-10 раз меньше, чем при изготовлении новых, а расход материала в 30 раз меньше.

А для наиболее быстрого и качественного выполнения операций технологического процесса ремонта: разборки, мойки, восстановления деталей, механической обработки, сборки, окраски, сушки в настоящее время немыслимо без применения  различного технологического оборудования - станков, стендов, установок и различных приспособлений к ним, придающих ему новые или дополнительные функциональные свойства, расширяющих возможности технологического оборудования, повышающих качество выполнения работ, поэтому особенно актуальным становится совершенствование технологии и организации технического сервиса.

Повышение уровня механизации до нормативного и далее до максимально возможного уровня даст значительное сокращение затрат времени на ТО и ремонт – до 30%.

В целом  применение всевозможного оборудования  для ремонта техники  обеспечивает высокое качество выполненных работ, высокую производительность с минимальными трудозатратами, а так же повышают общую культуру производства.

В России автомобили и тракторы до 1921  г. Ремонтировали в небольших мастерских и гаражах, но уже в 1921 г.  в Москве были построены авторемонтный завод, в 1929 и 1932 гг. – заводы АРЕМЗ – 1 и МАРЗ – 1. К 1963 г.  более 100 видов ремонтно-технического  и эксплуатационного  оборудования, изготовленного по чертежам ЦОКТБ ГостНИТИ, поставляемого в зарубежные страны.

Целью курсовой работы является разработка и модернизация  имеющихся приспособлений, стендов, установок. А именно двухстоечного стенда кантователя для двигателя ЯМЗ 236/238

 

1       Принятая технология  восстановления.

 

Ремонт двигателей заключается в разборке, определения причины выхода из строя, замены дефектных узлов или деталей и  сборке. Двигатели имеют большую массу и размеры что приводит к неудобствам в процессе ремонта, т.к. узлы и детали монтируются на блок цилиндров. Одному человеку очень трудно осуществлять  поворот двигателя. На помощь человеку пришли стенды-кантователи, с помощью них один рабочий нажатием кнопки или в ручную  может повернуть двигатель в любое положение не прибегая к помощи других лиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Анализ существующих конструкций  стендов, установок, приспособлений, устройств  для выполнения операции данного  вида для данной детали (узла, сборочной единицы).

 

Разборочно-сборочное оборудование, приспособления применяют для монтажно-демонтажных и регулировочных работ при ТО и ремонте автомобилей.

Станок модели Р 642 для сборки и разборки двигателей СМД 41. Станок предназначен для разборки и сборки  двигателей грузовых автомобилей. См [3].

Тип станка – стационарный, с электромеханическим приводом, обеспечивает поворот двигателя вокруг параллельной оси коленчатого вала.

Стенд состоит из стойки, рамы, кронштейнов крепления двигателей, подпорки и поддона для сбора масла. В стойке смонтирован электромеханический привод поворота, состоящий из электродвигателя, червячного редуктора и клиноременной передачи. На ведомом валу редуктора закреплен фланец, на который устанавливается кронштейн для крепления двигателя.

Двигатель, установленный на стенде, поворачивается в наиболее удобное для работы положение и надежно фиксируется самотормозящим редуктором. Поворот двигателя осуществляется при нажатии кнопки управления.

Техническая характеристика

Частота вращения вала крепления двигателя, об/мин – 3,2

Мощность электродвигателя, кВт – 0,55

Габаритные размеры стенда, мм – 1260х470х1164

Масса стенда, кг – 240

Стенд для разборки-сборки V-образных двигателей моделей Р770 и

Р776

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(техническая характеристика: тип  – стационарный, привод – электрический/ручной, мощность 0,75 кВт, габариты 1850×1050×1050, масса двигателя 800 кг, масса 350/280 кг). См. [7].

- Предназначен разборки-сборки V-образных  двигателей ЯМЗ – 236, - 238, КАМАЗ  – 740, - 741, - 7403.10, - 740.11-240.

 

Стенд ОР – 5500 – ГОСНИТИ предназначен для закрепления и поворачивания двигателей ЯМЗ – 236 при разборке, сборке и контрольном осмотре.

Стенд ОР – 5500 состоит из рамы, двух стоек.  Удобство установки двигателя обеспечивается специальными подхватами с креплением штырями, устанавливаемыми в отверстия блока цилиндров. Тип стенда – стационарный.

Так как двигатели ЯМЗ-236 имею достаточно большую массу, то для того чтобы обеспечить поворот двигателя на 360°, необходимо передать большое усилие, для совершения работы. В связи с этим используем электромеханический привод. Электродвигатель передает вращающий момент через ременную передачу на цилиндрический редуктор, а тот в свою очередь обеспечивает поворот двигателя.

Для увеличения стандартизации изделия можно использовать стандартный редуктор, выпускаемый отечественной промышленностью.

Применение стандартного  редуктора повлечет удешевление стенда и облегчит условия разборки-сборки стенда.

 

 

 

 

 

 

 

3    Описание предлагаемой  конструкции стенда.

Стенд двухстоечный с электроприводом. Для упрощения изготовления используем стойки одного сечения, а именно трубу квадратного сечения 100х10 ГОСТ 8639-82. Частота вращения вала стенда 2 мин-1. Применяется двухступенчатый редуктор типа Ч2-160 передаточным числом равным 200. Редуктор прикручивается к стойкам, электродвигатель расположен на полке, для обеспечения натяжения ремня используем болт М10. На вершине стойки монтируется корпус для установки в него вала, рабочим валом считается тихоходный вал редуктора. В корпусах применяются подшипники скольжения.

 

Расчёт привода начинаем с определения мощности на рабочем валу стенда.

Исходные данные для расчёта включают: нагружение рабочего вала, его

скоростные и    геометрические параметры.

Исходные данные: вес двигателя Gд=8000 Н;

частота вращения вала nр.в.=2 мин-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4     Расчет  вала

В качестве материала для вала принимаем  Сталь 45. Вал ступенчатый. На  ступени большего диаметра надевается фланец для крепления двигателя.

Соединение вала с редуктором осуществляем с помощью компенсирующей зубчатой муфты. Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов:

 

RA; RB– реакции в подшипниках; Р – ½ веса двигателя

Рисунок 1.- Эскиз вала.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем реакции в подшипниках (см. рисунок 2)

Р- ½ массы двигателя, т.к. две опоры. Р=4000 Н

 

Н

 

Н

Проверка:

Максимальная нагрузка в точке В: RB=12235,3 Н

Н

Н

Н

Нм

Нм  

Рисунок 2-Расчетная схема вала

 

Проверим вал  на допустимые напряжения изгиба, МПа

5    Подшипники.

5.1  Выбор подшипников

 

Выбираем подшипник скольжения. Чугунные вкладыши

(АСЧ-1) для разъемных корпусов 32х40 ГОСТ 11611-82.

Коэффициент трения со смазкой μ=0,1.

 

5.2    Расчет подшипников  скольжения.

 

Расчет проводим по допускаемому давлению. [p]=9,0 МПа

Определяем площадь рабочей поверхности вкладыша:

Где d - диаметр подшипника, м

l – длинна подшипника, м (ГОСТ 11611-82)

 м2

Определим давление на подшипник скольжения:

где RB-наибольшая сила действующая на подшипник, Н;

S- площадь подшипника скольжения, м2

Подшипники выдержат нагрузку.

 

 

 

 

 

6     Расчет привода.

Расчёт привода начинаем с определения мощности на рабочем валу стенда. Определяем мощность и крутящий момент на валу.

Исходные данные: вес двигателя Gд=8000 Н;

                                 частота вращения вала nр.в.=2 мин-1

Принимаем, что центр масс двигателя лежит на оси вращения.

Определим крутящий момент на тихоходном валу:

М=МСП+МИ;

  где МСП - крутящий момент  на тихоходном валу, который создается 

сопротивлением подшипников скольжения, Нм

МИ- момент создаваемый силами инерции, Нм

Где  RA,RB,P- силы действующие на вал, Н

µ- коэффициент трения;

d- диаметр вала, м

Где FI- сила инерции

RI- радиус инерции, принимаем 0,6 м

где m – масса двигателя, кг 
             έ- угловое ускорение, рад/с-2

Где а- линейное ускорение крайней точки двигателя, м/с2

l- расстояние до крайней точки, м, l=0,65 м

Линейная скорость

 м/с

Вычислим линейное ускорение крайней точки двигателя:

Угловое ускорение

Сила инерции

 Н

Момент создаваемый силой инерции

Определим крутящий момент на тихоходном валу:

Определим мощность на тихоходном валу

 

7     Выбор двигателя

Мощность передается через привод с механическими потерями, исходя из этого, нужно учесть потери на передачу. В приводе присутствует редуктор и

клиноременная передача: ηред=0,85- КПД  редуктора

Ηрп=0,95- КПД ременной передачи

Определим мощность двигателя

кВт

Примем запас мощности в 30%, необходимая мощность:

кВт

Выбираем двигатель: 4А90LB8

[1, стр.385]

Техническая характеристика.

Мощность , кВт……………………………………………………1,1

Частота вращения , мин …………………………………………750

 

 

8      Выбор редуктора

Редуктор выбираем на основе необходимого передаточного числа и

номинального крутящего момента.

Принимаем частоту вращения детали 2 об/мин, тогда:

Передаточное число редуктора 

Выбираем из стандартного ряда передаточное число  редуктора  200, тогда    передаточное отношение открытой передачи:

Определяем частоту вращения быстроходного вала , мин :

,

 мин

где nд- обороты электродвигателя

Определяем частоту вращения тихоходного вала , мин :

,

 мин

где uц.р. – передаточное число цилиндрического редуктора

Определяем мощность на быстроходном валу , кВт:

,

кВт

 

 

Определяем мощность на тихоходном валу , кВт:

,

кВт

Определяем крутящий момент на валу двигателя , :

,

 

Определяем крутящий момент на быстроходном валу , :

,

Определяем крутящий момент на тихоходном валу , :

,

Определяем крутящий момент на рабочем валу , :

,

 

Результаты кинематического расчета сведены в таблицу:

Таблица 1  Результаты кинематического расчета