Спроектировать сцепление с цилиндрическими пружинами грузового автомобиля с разработкой технологии ремонта

°С.

 

  8. Расстояние от рабочей поверхности нажимного диска до опорной поверхности нажимных пружин на кожухе сцепления

,

  где l_p – длина нажимной пружины при выключенном сцеплении;

        h_Ш – толщина теплоизоляционной шайбы.

.

  9. Длинна нажимной пружины при включенном сцеплении

где - число рабочих витков пружины;

      - диаметр проволоки пружины (3,5…5,5мм);

       - средний диаметр пружины (27…32 мм);

       G – модуль сдвига ( ).

  10. Число рабочих витков пружины

,

где - диаметр проволоки пружины, м;

     - средний диаметр пружины, м;

    G – модуль сдвига ( ).

.

11. Перемещение нажимного диска при выключении сцепления.

Для обеспечения чистого  выключения сцепления рекомендуются  следующие расчетные значения перемещения  нажимного диска; однодисковое сцепление - 1,6 - 2,0 мм. Если ведомый диск упругий  для обеспечения плавного включения, то перемещение нажимного диска увеличивается на 0,8...1,0 мм. Зазор между подшипником выключения сцепления и рычагами выключения сцепления δ = 2...4 мм.

12. Расчет привода выключения сцепления

Расчет привода  включает определение суммарного передаточного  числа, передаточных чисел отдельных элементов привода и проверку их по допускаемым параметрам: максимальному усилию на педали и допускаемому ходу педали.

Передаточное  число привода i_п:

,

где P_max – максимальное усилие одной пружины при выключении сцепления,     

      Н;

      z– количество нажимных пружин;

      Q_п – максимально допустимое усилие на педали;

      Q_п 250 Н – без усилителя в приводе (ГОСТ 21398-75);

      - КПД привода (для механического – 0,7…0,75).

.

По расчетному передаточному  числу привода определяются передаточные числа его основных элементов:

i_п=i_пед i_в i_р,

где i_пед=а/b; i_в=c/d; i_р=l/f– передаточные числа педали, вилки, рычага.

В существующих конструкциях i_пед=5…6; i_в=1,5…1,8; i_р=3,8…5,5.

Расчетное передаточное число проверяется по максимальному  допустимому ходу педали S_пед (S_пед 190 мм – для грузовых автомобилей).

S_пед=

,

где – зазор между выжимным подшипником и рычагами (2…4мм);

      - прогиб пружины при выключении сцепления (1,2…2,0 мм).

  S_пед=1,8 5,5 +3 1,8 6=42,3 мм.

 

3.3 Расчет деталей сцепления  на прочность

Напряженное состояние  витой цилиндрической нажимной пружины оценивается по касательным напряжениям, максимальное значение которых будет при выключенном сцеплении:

.

 

Допустимое напряжение [t]=700-750 МПа.

Длинна пружины в свободном состоянии

,

где n – число витков нажимной пружины (n =9);

      - зазор между витками при выключенном сцеплении.

l_п=3,3(9-1)+2+20+2(9-1)=50мм.

Пружины изготовляются  из стальной проволоки Сталь 65Г или 85Г и подвергаются закалке и отпуску до твердости HRC 38…45.

Вал сцепления (первичный вал коробки передач) рассчитывается на кручение по максимальному крутящему моменту M_emax двигателя. Допускаемые касательные напряжения[ ]=75-150 МПа

Наименьший диаметр  вала

.

.

Расчетный диаметр округляется  до ближайшего стандартного размера. Материал вала определяется шестерней, заодно с  которой он выполнен Сталь 12ХНЗА, 18ХГТ, 30ХГТ.

Шлицы вала рассчитываются на смятие (шлицы прямобочные)

,

где z_ш – число шлицев;

     F – расчетная площадь прямобочных шлицев ;

     r_ср – средний радиус шлица,

r_ср=0,25(D_ш-d_ш-4f)l,

где l – рабочая длина шлица (l=1,4 D_ш);

      f – размер фаски у головки зуба шлица.

Площадь прямобочных  шлицев

F .

.

Допустимое напряжение на смятие [ ]=15…30 МПа

Размеры прямобочных  шлицев принимаются по ГОСТ 1139-88 (тяжелая серия). Ступица на валу центрируется по боковым граням тлт наружному диаметру шлицев.

Гаситель крутильных колебаний рассчитывается по моментам замыкания при рядном двигателе M_З =1,5M_emax.

  M_З =1,5·808,3=1230,45 Нм.

Максимальная сила сжатия пружины гасителя (рядный ДВС)

,

  где R_г- расстояние от оси ведомого диска до оси пружины, м;

         z_г - число пружин гасителя.

.

Расчетная схема  гасителя крутильных колебаний

Пружины устанавливаются в ведомом диске с предварительным сжатием. Момент предварительного сжатия (0,012...0,015)*М₃=0,013·1230,45=16 Нм. Число пружин 6. Параметры пружин гасителя: диаметр проволоки d_г = 3 мм; средний диаметр пружины D_ср= 16 мм, полное число витков n_г=6. Материал пружины, термообработка и допустимые напряжения аналогичны нажимным пружинам сцепления.

Фрикционная часть гасителя должна обеспечивать момент трения

.

.

 

Построение характеристики пружины

.

Приложение 14 - характеристика пружины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Восстановление маховика  двигателя ММЗ-245.9Е2

Наименование детали: маховик двигателя ММЗ-245.9Е2

Годовая программа: 4000 шт.

Коэффициент ремонта: 0,5

 

Разработать технологический процесс восстановления детали. Выполнить ремонтный чертеж детали и две карты эскизов на отдельные операции технологического процесса восстановления детали.

 

4.1 Условия работы детали в узле и предъявляемые к ней требования

     Материал, из которого изготавливают маховик, серый чугун СЧ-20 ГОСТ 1412-85, имеет твердость поверхности HB 170-241.

     Маховики  поступают в ремонт с разнообразными  дефектами. К числу наиболее  распространенных дефектов относятся 

- риски, задиры или  износ рабочей поверхности;

- износ зубьев с  торца включения по длине;

- трещины, обломы, износ  отверстий под болты крепления.

 В процессе работы  маховик испытывает сложные напряжения. Напряжение кручения от крутящего  момента двигателя и напряжение  изгиба от действия тангенциальных сил сцепления. Кроме того, маховик подвергается значительному нагреву, что может привести к его термическому разрушению.

Указанные  дефекты  можно устранить традиционными  методами:

- обработка до устранения  дефектов;

- зачистка заходных  частей зубьев; замена зубчатого венца или его постановка на маховик перевернутым;

- обработка до ремонтного  размера в сборе с коленчатым  валом. 

К маховикам предъявляются  следующие требования:

-соосность всех посадочных мест, отсутствие биения (сбалансированность);

- сохранность посадочных размеров под подшипники.

 

4.2  Определение партии обрабатываемой детали

Размер партии принимают  равной месячной или квартальной  потребности в ремонтируемых  деталях. Месячная потребность «Х» в штуках:

,                                                        (1)

где N – годовая производственная программа, шт;

К_р – коэффициент ремонта;

m – число одноименных деталей в автомобиле.

 

Учитывая, что у нас  маховик двигателя ММЗ-245.9Е2, то m = 1.

Тогда  Х = (4000*1*0,5)/12 = 167 шт.

 

Следовательно, месячная норма производства восстановления маховиков Х = 167 шт.

Ввиду того, что партия восстанавливаемых деталей значительна, то технологический процесс необходимо разрабатывать с поправкой на его использование на крупных  авторемонтных предприятиях, для более эффективного использования трудовых и материальных ресурсов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Карта технологических  требований на дефектацию детали

 

 

4.4 Выбор и обоснование  способов восстановления изношенных  и поврежденных поверхностей

Выбор способа восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей и условий работы, их износа, технологических свойств самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных деталей и стоимость их восстановления. Оценка способа восстановления дается по трем критериям – технологический, критерий долговечности и экономичности.

Технологический критерии – (критерий применимости) учитывает, с одной стороны, особенности  восстановления определенной поверхности  конкретной детали, и с другой – технологические возможности соответствующих способов. Он не оценивается количественно и относится к качественным показателям. Поэтому его применяют интуитивно с учетом накопленного опыта применения тех или иных способов, а так же используя данные авторемонтных предприятий и литературные источники.

Для выбора рационального  способа используют технико-экономический  критерий и критерий долговечности.

Чтобы обеспечить работоспособность  детали на весь межремонтный пробег агрегата, принимаемый способ восстановления должен удовлетворять требуемому значению К_д (не ниже 0,85).

Критерий экономичности  – определяет стоимость восстановления детали. Для выбора рационального  способа по критерию экономичности  необходимо знать себестоимость  восстановления по нескольким вариантам технологического процесса.

В нашем случае необходимо восстановить маховик, имеющий следующие  дефекты:

- износ и задиры  рабочей поверхности;

- повреждение или износ  отверстий под болты;

Для восстановления рабочей  поверхности маховика можно использовать следующие способы:

- шлифование до ремонтного  размера;

- восстановить поверхность  наплавкой.

 

Таблица 7. – Способы восстановления рабочей поверхности маховика и критерии их оценки

Способ восстановления	Возможные способы ремонта  по критериям			Принятый способ ремонта
	Применимости	Долговечности	Экономичности
1.Наплавка под флюсом	0,92	0,79	48,7	Шлифование
2.Шлифование	0,93	1,0	52,0

 

 

Для восстановления отверстий  тоже можно выделить несколько способов восстановления, в частности:

- заварить отверстие и просверлить заново номинального размера;

- рассверлить отверстие  под ремонтный размер;

 

Таблица 8. – Способы восстановления отверстия в маховике под болт крепления к коленчатому валу и критерии их оценки

Способ восстановления	Возможные способы ремонта по критериям			Принятый способ ремонта
	Применимости	Долговечности	Экономичности
1.Обработка под ремонтный размер	0,92	0,86	27,2	Обработка под ремонтный размер
2.Заварка отверстия со сверлением  нового номинального размера	0,61	0,79	48,7