ДЗ№1 (Пример дз (Истомин))

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Баумана)

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

ПО КУРСУ «Технология сборки машин»

Выполнила: Зинова В.В.

Группа МТ3-89

Проверил: Истомин А.Б.

Москва, 2017

1. Назначение, условие работы, описание конструкции

Условия работы топливного насоса

Полное название сборочного узла: «Ручной топливный насос автомобиля Кременчугского автомобильного завода». Часть автомобилей с дизельным двигателем обладают топливным насосами высокого и невысокого давления. Последний имеет в своем устройстве ручной подкачивающий насос. Ручной топливный насос предназначен для доставки топлива из бака в камеру сгорания при помощи усилия человека, после длительного простоя автомобиля.

Условия работы данного узла неизвестны. Рассмотрим ручной насос в качестве силового гидроцилиндра. Силовой гидроцилиндр – это гидроцилиндр с прямолинейным возвратно-поступательным перемещением ведомого звена. Для расчёта данной гидросистемы необходимо в качестве исходных данных иметь норму тягового усилия человека и давление, создаваемое в полостях насоса. Кроме того, нужно знать, какое усилие нужно создать для открытия клапана и пропуска в двигатель жидкого топлива. При положении стоя максимальное усилие, развиваемое человеком, составляет 100-150 Н при движении руки вперед-назад. В рассматриваемом случае нагрузка кратковременная, поэтому подходит для описываемых условий. С учетом того, что работа ведется правой рукой и левая рука на 10-15% слабее правой, примем тяговое усилие человека 70 Н. Давление в топливной раме автомобиля 2,7-3,2 атм.

Описание конструкции

Базовой деталью является корпус 1. Он имеет форму параллелограмма, что упрощает его ориентацию и установку при сборке. В теле корпуса имеются 2 отверстия: одно сквозное для поступления и выхода топлива, второе для создания в корпусе вакуумного давления. На пробки при помощи штифтов 20 закрепляются клапаны 10 и шайбы 19. Пробки 2 устанавливаются в корпус в сквозное цилиндрическое отверстие до упора в бурты отверстий корпуса. При помощи данной конструкции полость последнего делится на три. В средней из них при помощи поршня нагнетается избыточное давление. Шайбы предохраняют клапан от деформации. Пробки вкупе с клапанами ограничивают внутреннюю полость корпуса, впускной и выпускной клапана поочередно открываясь из-за перепадов давления внутри корпуса пропускают топливо через насос.

Посредством резьбового соединения крепятся проходники 3 и стакан 4. Проходники, имеющие шестигранную призму для закручивания в корпус, обеспечивают присоединение гидросистемы к насосу. Кроме того, в исправленном варианте они фиксируют пробки в осевом направлении. В исходном варианте конструкции самоотвинчивание предотвращается посредством силы трения между выступами проходников и торцами корпуса. В исправленном варианте – шайба с лапками. Стакан служит направляющей для поршня и создает дополнительный к полости корпуса объем. Кольца 11 с круглым поперечным сечением устанавливаются в канавки пробок. Они служат для обеспечения герметичности изделия. На стакан 4 и в канавках проходников также для обеспечения герметичности ставятся кольца 14 и 12 соответственно.

С одного конца шток 6 при помощи резьбового соединения закреплен в юбке 5. Юбка служит поршнем, направляющей для нее является внутренняя поверхность цилиндра. Для предотвращения откручивания штока от юбки на него накручивается гайка 17. В канавку юбки для обеспечения герметичности устанавливается кольцо 13. Для предотвращения удара юбки об крышку 7, которая при помощи резьбового соединения крепится к стакану, и для облегчения работы человека на шток надевается пружина 9. На другом конце штока ввинчена рукоять 8, через которую усилие от человека передается на шток, а со штока на юбку, которая, если поднимается вверх, увеличивает объем внутренней полости корпуса. Тогда давление в полости корпуса понижается, впускной клапан открывается и топливо поступает внутрь корпуса за счет разности давлений. Если юбка опускается, то объем внутренней полости уменьшается, открывается выпускной клапан и топливо покидает полость корпуса. Рукоять предотвращена от отвинчивания винтом 18. Для того, чтобы прикрепить узел в корпус ввинчены четыре болта 17, на болтах одеты пружинные шайбы 11, которые предотвращают от отвинчивания. В крышке имеется отверстие, в котором шток может свободно осуществлять возвратно-поступательное движение. Крышка крепится к стакану при помощи резьбового соединения и ограничивает движение поршня при движении верх. Кроме отверстия для штока у нее есть 4 отверстия для обеспечения газообмена с окружающей средой.

Виды соединений в узле

Неподвижные разъемные резьбовые:

1. Подвижные и неподвижные цилиндрические соединения с зазором:

   1. Пробка 2 и шайба 19 (2 шт.)

   2. Поршень 10 с пробкой 2 (2 шт.)

Удобно, т.к. поршень представляет резиновый элемент, который быстрее изнашивается и при его замене нет необходимости в применении дополнительной оснастки.

1. Стакан 4 и юбка 5

Это единственный возможный вариант для сопряжения данных деталей. Юбка не должна заклинивать в стакане при движении в стакане, это обуславливает применение соединения с зазором.

1. Шплинтовое

   1. Шплинт 20 с пробкой 2 (2шт.).

Шплинт необходим для фиксации поршня посредством шайбы. Кроме шплинта возможно, например, применение гайки, которая заменит шплинт и шайбу. Но тогда на пробке должен быть предусмотрена резьба.

1. Пружинное

   1. Пружина 9 образует соединение с поршнем 5 и крышкой 7 при поднятии поршня вверх до соприкосновения пружины с крышкой.

Смягчить удар юбки о крышку при поднятии штока можно также резиновым элементов. Применение пружины более целесообразно в связи с тем, что она меньше подвергается износу.

1. Резьбовое со стопорным соединением

   1. Проходник 3 и корпус 1 (2 шт.).

   2. Крышка 7 и стакан 4

   3. Ручка 8 со штоком 6 (застопорено проволокой 16)

   4. Шток 6 и поршень 5 (застопорено гайкой 17)

Соединение выбрано исходя из условия возможности разборки для замены быстро изнашивающихся элементов узла – резиновых колец. Кроме того, детали должны быть неподвижны относительно друг друга в процессе эксплуатации и дополнительно стопорятся для повышения надежности соединения.

1. Винтовое

   1. Винт 15 с корпусом 1 (4 шт.)

Целесообразно в связи с относительно большими габаритами корпуса, к которому крепятся эти винты. Возможна замета болтовым соединением, если у корпуса будут предусмотрены лапки.

1. Цилиндрические неподвижные соединение с натягом

   1. Пробка 2 с корпусом 1 (2 шт.)

Это соединение присутствовало в исходном варианте конструкции для фиксации пробки в осевом направлении. В исправленном варианте эту функцию выполняет проходник.

Вид сборки

• По виду объекта (узловая и общая) – узловая, т.к. топливный насос является составной частью автомобиля КрАЗ.

• По стадии (предварительная, промежуточная, окончательная) – окончательная, но винты для крепления насоса в машине будут отделяться от корпуса.

• По организации производства (поточная, групповая, единичная) – единичная, т.к. технологическое оснащение расположено не в последовательности расположения операций и собирается всего 1 вид изделия.

• По последовательности (последовательная, параллельная) – последовательная

• По подвижности – стационарная

• По уровню механизации – механизировано-ручная

• По точности – определится в пункте 4 этого задания (полная, неполная, групповая взаимозаменяемости, пригонка или регулировка)

• По расположению оси сборки в пространстве – вертикальная

• По числу одновременно собираемых соединений: при запрессовке производится сборка одновременно двух соединений, в остальных случаях присоединяется один элемент узла.

• По способу совмещения сопрягаемых поверхностей собираемых компонентов: без совмещения и с совмещением за счет направляющих элементов собираемых компонентов (фаски).

• По тепловому воздействию на собираемые компоненты – без теплового воздействия

• По характеру действующей сборочной силы на собираемые компоненты – сборка под действием постоянных внешних сил.

• По виду покрытий сопрягаемых поверхностей – без покрытий, с нанесением на одну или обе сопрягаемые поверхности смазочного материала.

2. Анализ основных технических требований

В задании не указаны технические требования. Для обеспечения работоспособности сборочной единицы они определяются исходя из условий эксплуатации и назначения узла. Также принимаются во внимание технические требования, предъявляемые к каждой детали в отдельности.

1. Затянуть винты поз. 17 крест-накрест моментом 11 кгс∙м [1, стр.198]. Данное техническое требование назначается исходя из стремления предотвратить вибрации, а также самопроизвольное ослабление и отвинчивание болтов и винтов. Невыполнение данного технического требования приведет к неплотному прилеганию сопрягаемых поверхностей корпуса и установочной плоскости. Либо, при чрезмерном повышении силы затяжки, к срезу витков резьбы. Контроль требования осуществляется динамометрическим ключом.

2. Для плавного перемещения поршня по цилиндрической направляющей между юбкой 5 и стаканом 4 должен быть обеспечен гарантированный зазор, поэтому диаметр поршня рекомендуется изготовлять по посадке f9, поверхность посадочного отверстия по H8/H9. Кроме того, радиальное биение рабочей поверхности поршня относительно оси посадочного отверстия не более 0,03 мм [2, с.153]. Для обеспечения этих требований необходимо рассчитать размерную цепь, куда входят диаметры юбки и стакана, выбрав метод обеспечения точности сборки. Гарантированный зазор проверяется при помощи щупа в виде проволоки соответствующего диаметра. Биение - при помощи индикатора часового типа. При несоблюдении данных требований возможно заклинивание поршня в направляющей, сопрягаемые поверхности при эксплуатации будут изнашиваться быстрей.

3. Стрелку выполнить клеймением на глубину 0,5 мм. Это мероприятие необходимо для облегчения трудовой деятельности сборщика (или наладчика) и снижения вероятности неправильной ориентации узла в машине до ничтожно малых значений. Правильность установки узла определяет надежность его работы и долговечность эксплуатации. В благоприятной ситуации способ клеймения определяется конструктором, в данном случае ситуация неблагоприятная, что заставляет разработчика сего технологического процесса самостоятельно его определить. В связи с тем, что поверхность, на которую наносится клеймение не допускает выпучивания от маркировки и удары по детали также нежелательны (деталь полая и имеет относительно высокую твердость 241..285 НВ), выбираем лазерный способ. Он подходит для стальных деталей. Но для него необходима тщательная подготовка поверхности под оттиск, поры и шероховатости недопустимы. Контроль требования заключается в визуальном осмотре.

4. Насосное оборудование должно быть защищено от прямого действия атмосферных осадков. Требование назначается для предотвращения коррозии деталей, т.к. детали, входящие в рассматриваемый узел из сталей, не являющихся коррозионностойкими. Невыполнение приведет к попаданию влаги в резьбовые соединения, что затруднит разборку узла при его ремонте. Выполнение требования обеспечивается конструкцией автомобиля.

3. Технологический анализ

Число составных элементов. Ручной насос состоит из 33 деталей. Возможно было объединение корпуса 1 и стакана 4 в одну деталь, в этом случае герметичность изделия повысилась и отпала бы надобность в кольце 14. Аналогично замена штока 6 и рукояти 8 или юбки 5 на одну деталь и формальной сборочной единицы болт 15 и стопорная шайба 18 на один болт со стопорным буртом. Таким образом, возможно сокращение количества элементов до 25. Детали разделены в связи с существенным упрощением их производства по отдельности.

Удобство сборки и разборки. При сборке изделия пробки нужно запрессовывать в корпус, это усложняет процесс. Для удобства сборки и разборки на стакане и юбке предусмотрены по 2 лыски. В целом сборка не предоставляет сложностей и может быть осуществлена вручную с применением сборочного инструмента, удобство подвода которого обеспечено.

Агрегатирование. Применение принципа агрегатирования данного изделия затруднена, в связи с малым количеством составных частей, сборку которых можно производить независимо от остальных. Однако возможно выделение следующего узла: шток, гайка, юбка кольцо и применение его, при производстве других гидроцилиндров. Кроме того, возможна отдельная сборка узла: пробка, кольцо, шайба, шплинт.

Пригоночные работы, механическая обработка в процессе сборки: отсутствуют.

Автоматизация сборки: возможна на этапе запрессовки пробок в корпус.

Использование стандартных изделий. Больше половины деталей изделия являются стандартными. Унифицированность используемых деталей также очень высока в связи с тем, что ручной насос представляет из себя гидроцилиндр, конструктивные элементы которых однотипны.

Масса и габариты. Масса узла 4 кг, габариты 56х152х210, поэтому отсутствует необходимость в применении грузоподъемных средств.