Проектирование мероприятий по техническому обслуживанию зерноуборочных комбайнов

Технические характеристики:

Емкость бака ……………………………………18л

Давление сжатого воздуха на входе …..…… 4-8кг/см2

Давление смазки на выходе из пистолета ……..180-380кг/см2                     Производительность насоса…………………….. 100-150г/мин

Преимущество: не требует электричества, может работать из любого компрессора.

Недостатки:  производительность и рабочее давление магистраля зависит от давления поступающего воздуха, а так же при значительном малом давлении может вообще не работать. Установку можно использовать на стационарных технических обслуживаниях.                                                                                            

            

                 

Солидолонагнетатель с электроприводом модель С-322М.

Предназначен для смазывания через пресс-масленки трущихся частей автомобилей, тракторов и других машин в автотранс-портных предприятиях и станциях технического обслуживания. В качестве смазки применять солидол С, пресс-солидол С ГОСТ 4366-76 или литол 24  
(рис. 3.4).

Рисунок 3.4 - солидолонагнетатель модель С-322М

 

Технические характеристики:

Емкость бака ……………………………………25л

Синхронная частота  вращения  вала, об/мин …..…… 1000 об/мин.

Режим давления …………………………… ……..40-50 Мпа                     Масса………………………………………..  не более 60 кг

Все узлы солидолонагнетателя смонтированы на плите, установленной на четырех колесах, что позволяет легко перекатывать его в пределах длиныприсоидинительного электрического шнура. 
         На плите смонтированы бункер для солидола, насос высокого давления, сетчатый съемный фильтр, установленный на пути поступления солидола из бункера в приемник насоса, электродвигатель с пусковой аппаратурой и реле давления. 
         Подача и нагнетание смазки в шланг с пистолетом производятся при помощи рыхлителя со шнеком, находящегося в бункере, плунжерным насосом высокого давления, приводимым в действие электродвигателем через шестеренчатый двухступенчатый редуктор, расположенный под плитой и закрытый поддоном. 
         Насос высокого давления состоит из притертой плунжерной пары и механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение плунжера. 
        Для предупреждения чрезмерного повышения давления и возможной в связи с этим порчи шланга в нагнетательной сети предусмотрено реле давления, автоматически отключающее электродвигатель при спаде давления ниже 120 кГ/см². 
      

        Достоинства: это установка хороша  тем, что давление и производительность  не зависят от внешних источников. Установлены фильтр для подачи  чистой смазки.

Недостатки: предназначен для стационарного смазывания, нельзя использовать в напряженный период в полевых условиях.

 

 

 

Ручной солидолонагнетатель 1797 АРАС (Италия)

 

Солидолонагнетатель высокого давления и большого объёма, хорошо подходит для использования с землеройным и сельхозоборудованием. Разработан для применения в области обслуживания автомобильного механизмов транспорта, судовых и для других мест, где требуется быстрая и мобильная смазка (рис. 3.5).

Рисунок 3.5 - солидолонагнетатель модель 1797 АРАС (Италия)

 

• Насос выполнен из высокопрочного чугуна, обработанного на станке с высокой точностью

• Подпружиненная стальная пресс-шайба для удаления воздушных карманов из смазки

• Поставляется в комплекте с контейнером для смазки, что устраняет все проблемы с установкой насоса на ёмкости разных размеров

• 2-хметровый резиновый  шланг высокого давления со  стальной трубкой и насадкой

• Удобная ручка для переноски либо ролики в исполнении ""тележка""

          Высокий объём подачи смазки  за один ход делает этот  насос более                                         эффективным, чем плунжерные шприцы

• Производительность: 4 грамма за ход  
  

Технические характеристики:

 

Емкость бака ……………………………………16л

максимальное давление в корпусе насоса …..…… 200 бар

производительность за один ход поршня  …………8 гр.                     Масса……………………………………………….  7,5 кг

Длина шланга……………………………………... 1,5 метр

          Достоинства: не требует  электричества, сжатого воздуха, можно использовать в полевых условиях а так же на стационаре . Из-за его легкости и малого габаритного размера легко перемещать и транспортировать.

Недостатки: для обслуживания таких установок сельскохозяйственной техники требуются физических усилий, и двух персоналов.

 

3.2.Обоснование  разрабатываемой конструкции

 

Стационарные средства технического обслуживания имеют преимущества по сравнению с передвижными: они позволяют обслуживать машины в любое время года и на более высоком уровне, а также полностью выполнять правила производственной санитарии и техники безопасности.

Однако специфические условия эксплуатации МТП в сельском хозяйстве, обусловленные значительной расредоточенностью мест работы машин, наряду со стационарными, требуют применения передвижных средств технического обслуживания. Применение передвижных средств позволяет сократить непроизводственные (холостые) переезды машин, а в период напряженных полевых работ уменьшить нагрузку на стационарные средства, обеспечивая своевременное обслуживание.

Значительную долю в операции по техническому обслуживанию занимают смазочно-заправочные работы. В напряженный период при работе в 2-3 смены, операции по ТО проводятся в полевых условиях. Учитывая это на рассмотрение предлагается конструкция смазки и заправки тракторов при проведения ТО-1 и ТО-2 в период напряженных полевых работ (в поле).

Техническая характеристика.

Тип агрегата- стационарный, установлен на тележке;

Установка обслуживает один трактор или комбайн;

Суммарная вместимость емкостей, л-60;

В том числе: дизельное масло, л-20

Бункер для солидола, кг-22;

Приводится в действие от электродвигателя;

Частота вращения вала мотор-редуктора n=90 об/мин;

Частота вращения вала привода насоса n=1500 об/мин;

Выдача масла осуществляется через раздаточный пистолет;

Подача солидола производится через редуктор при помощи шнека.

 

Принцип работы агрегата: агрегат расположен на трехколесной тележке; от баков по раздаточным рукавам масло и солидол соответственно нагнетается насосом и шнеком;  во время заправки маслом картеров одновременно контролируется его уровень щупом; подача солидола производится с помощью шнека из бункера вместимостью 22кг через раздаточный рукав и смазочный пистолет к обслуживаемому узлу.

 

3.3 Конструктивные, прочностные и прочие расчеты.

 

Определяем производительность насоса по формуле (3.11) [   ]

Q =(n·q·η)/1000 ,  (3.11)

где  Q- производительность насоса, л/мин;

n - обороты вала насоса, мин¹;

q - объемная постоянная насоса;

η -  коэффициент полезного действия.

Q=(1500·10·0,55)/1000=5,5 л/мин

Определяем мощность привода формуле (3.12) [   ]:

N=(P·Q)/99.81·1.36·450·ηo ,   (3.12)

где  P=490,5 кПа - давление настройки предохранительного клапана;

ηo=0,85-полнный КПД насоса.

N=(490,5·5,5)/9,81·1,36·450·0,85=0,49 кВт

По расчетам видно, что мощность, передаваемая электродвигателем достаточна для привода насоса.

Расчет предохранительного клапана. Ограждение площади сечения проходной щели находим по формуле (3.13) [   ]:

f=π·d·t ,  (3.13)

 

Находим перепад давлений по формуле (3.14) [   ]

ΔР=V/2q·(Q/μ·π·d·t)²·98,1 ,  (3.14)

где  Q – расход жидкости через клапан, см³/мин ;

d=1,2 см – диаметр клапана;

V=0,00085 кг/ см³ – удельная плотность жидкости;

μ=0,52÷0,55 – коэффициент расхода;

t – ширина щели в сечении, см.

Ширина щели для тарелки клапана определяется по формуле (3.15) [   ]:

t=h·Sin α ,  (3.15)

где  h-высота клапана, мм.

t=10 ·Sin 45°=7,07 мм

Подставляем все значения в формулу (30):

ΔР=(0,00085/2·9,81)( ·26,7/0,53·3,14·1,2·0,707)²·98,1=0,015 кПа

 

Давление, при котором клапан оторвется от своего седла, определяется условием равновесия формула (3.16) [   ]:

Ркр=Рн·fкл ,  (3.16)

где  Рн - давление в начале открытия клапана, кПа;

fкл - площадь проекции поверхности клапана, находящимся под давлением жидкости, см².

fкл=π·τ²=3,14·0,6²=1,13 см²

Принимаем Ркр=490,5 кПа=0,490 Мпа

Зазор между витками при рабочей нагрузке 0,101≤S≤0.25t

Зазор между витками S=0,25 мм;

L=498.8 мм;

g=1560·10¯³ H;

Q=1.25 см³/мин.

 

Выбор и расчет на прочность шпоночного соединения.

Угловая скорость вала  находится по формуле (3.17) [   ]

ω=(π·n)/30 ,  (3.17)

где  n=1000, об/мин.

ω=3,14·1000/30=104,7 с¯¹

Номинальный момент находится по формуле (3.18) [    ]

Мном=(N·1000)/ ω ,  (3.18)

Мном=0.49·1000/104.7=4.7 Н·м

Максимальный момент находится по формуле (3.19) [    ]

Ммах=R·Мном ,  (3.19)

где  R-коэффициент режима работы (R=2).

Ммах=2·4.7=9,4 Н·м

Для посадки на вал обгонной муфты применяем призматическую шпонку с размерами 6´6´35 по ГОСТ 23360-78

Проверку шпонки на смятие ведем, по максимальному моменту и находим по формуле (3.20) [21]:

τсм=2М/d·(h-t1)·lр≤[τ]см ,  (3.20)

где  d-диаметр вала, мм;

        lр-рабочая длина шпонки, мм;

        lр=L-b, b=6мм-ширина;

        lр=35-6=29мм;

        [τ]см- допустимое напряжение смятию принимается по стальной ступице 100÷200 Н/мм², по чугунной ступице 50÷60 Н/мм².

[τ]см=2·9400/18·(6-3,5)·29=14,4 Н/мм²

Расчет шлицевого соединения. Шлицевые соединения проверяются на смятие рабочих граней шлица по формуле (3.21) [   ]:

τсм =М/0,75·Z·F·Rсм≤[τ]см ,  (3.21)

где  Rсм-средний радиус соединения,мм;

          F-расчетная площадь,мм²;

Z=4-число шлицев; средний радиус соединения

[τ]см=20-30 Н/мм².

Для прямобочного шлицевого соединения площадь определяется по формуле (3.22) [29]

F=((D-d)/2-2·Z)·l,  (3.22)

 

где l=21мм, длина ступицы насаживаемой на вал деталей.

F=((14-10)/2-2·4)·21=21мм²

Средний радиус соединения определяется по формуле (3.23) [   ]

 Rсм=(D+d)/4,  (3.23)

Rсм=(14+10)/4=6,0мм

Подставляем полученные значения в формулу

τсм =9400/0,75·4·21·6=24,9 Н/мм²

τсм=24,9 Н/мм²<[τ]см=20-30 Н/мм²-условие соблюдается.

Проверка кулачковой муфты на смятие определяется по формуле (3.24) [   ]

δсм=2М/Do·Z·F,  (3.24)

где  Do-диаметр окружности, проходящий через середину кулачков, мм;

Z-число кулачков;

F-площадь поверхности кулачков, мм².

Принято Do=32мм; Z=3; F=50мм²

δсм=2·9400/32·3·50=3,9 Н/мм²

Определение внутренних размеров топливопровода. Внутренний диаметр топливопровода определяется по формуле (3.25) [    ]:

d=0.46·√¯Q/V,  (3.25)

где  Q-расход нефтепродукта, л/мин;

V-скорость движения жидкости, м/с.

Скорость движения жидкости определяется по формуле (3.26) [29]:      

                                           V=(0,1·P)/98.1,                         (3.26)

где  P=245 кПа -рабочее давление.

Vн=0,1·245/98.1=0,25м/с - для нагнетательного трубопровода

Vвс=0,1м/с - для всасывающего трубопровода

dн =0.46√¯1,74/0,25=12мм - диаметр трубы нагнетания

dн=19мм - диаметр трубы всасывания

 

 

Расчет маслопроводов на давление определяется по формуле (3.27) [   ]:

Pн=(2000·S·R)/d,  (3.27)

где  S - номинальная толщина стенки, мм;

R - дополнительное напряжение, Мпа (R=40% - сопротивление на разрыв стали).

R=(50·40/1000)·98,1=196,2 МПа.

Pн=(2000·1·196,2)/12=32700 МПа.

Расчетное давление маслопровода удовлетворяет нормам.

Выбор  мотор-редуктора солидолонагнетателя:

Исходные данные:

где  N=0,49кВт - потребная мощность привода;

nвом=1000об/мин - частота вращения вала;

nшн=(40-60) об/мин - частота вращения шнека;

Марка насоса НШ-10;

Q =5,5л/мин - производительность насоса.

Определяем передаточное отношение по формуле :

ίоб= nв / nшн,  (3.28)

ί=1000/50=20.

Общее передаточное отношение определяется по формуле :

ίоб= ίцп·ίр,  (3.29)

где  ίцп - передаточное отношение цепной передачи, ίцп=2;

ίр - передаточное отношение редуктора.

 

ίр - передаточное отношение редуктора.

ίр= ίоб/ ίцп=20/2=10

По передаточному отношению и передаточной мощности подбираем вертикальный мотор-редуктор марки МПз-2 по ГОСТ 21356-75

 

 

Рисунок 3.5 – Пневматический солидолонагнетатель

Схема привода солидолонагнетателя:

1-цепная передача

2-насос НШ-10

3-муфта

4-редуктор

5-вал солидолонагнетателя.

 

Расчет цепной передачи:

Расчетная мощность определяется по формуле:

Рр=Р1·Кэ·Кz·Кn≤[Рр], (3.30)

где  z1=25-число зубьев ведущей шестерни  [   ].

z2= z1·ίцп=25·2=50

 

Р1=0,49 кВт - передаваемая мощность ;

Кэ - коэффициент эксплуатации;

Кn - коэффициент частоты вращения;

Кz - коэффициент числа зубьев.

Коэффициент эксплуатации определяется по формуле :

Кэ=Кд·Ка·Кн·Крег·Кп·Крсм, (3.31)

где  Кд - коэффициент равномерной дополнительной нагрузки табл. .

[   ];

Ка - коэффициент межосевого расширения (при а≤25·Рц; Ка=1,25 табл.        [   ])

а - межцентровое расширение, мм;

Рц=12,7мм - предварительно выбранный шаг цепи;

Кн=1 - коэффициент наклона табл.      [    ];

Крег=1,1 - коэффициент регулировки звездочек (при регулировке нажимными роликами табл.     [    ]);

Кп=1,3 - коэффициент, учитывающий условия пыльной среды      [   ];

Крсм=1 - коэффициент режима сменности работы.

Кэ=1·1,25·1·1,1·1,3·1=1,7875.

Коэффициент числа зубьев определяется по формуле :

Кz=zо/z1,  (3.32)

где  zо - условная величина количества зубьев, zо=25 табл.     [   ]

Кz=25/25=1.

 

Коэффициент частоты вращения определяется по формуле :

Кn=nо/nвом,  (3.33)

где  nо- частота вращения ближайшая к расчетной, об/мин (табл.     [   ]; nо=1000 об/мин.