147595 (594389), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

3.1 Обоснование выбора конструкции

При эксплуатации автомобилей нередко выходят из строя трубопроводы гидросистемы рулевого управления и механизма подъема платформы.

На предприятиях их запаивают или заваривают, после чего необходимо проверить на герметичность. Для проверки герметичности существует много различных стендов, приспособлений. Предлагаемое приспособление имеет ряд преимуществ: относительная дешевизна, надежность, небольшие масса и габариты.

Недостатком является ручной привод. Учитывая то, что приспособление позволяет создать давление до 30 МПа и работает без шума, колебаний и вибраций. Можно также использовать при герметичности и работоспособности клапанов, гидроприводов, гидрораспределителей, манометров.

3.2 Описание работы приспособления

Приспособление состоит из рамы 1, домкрата гидравлического 2 грузоподъемностью 10 тонн с ручкой 3 для создания давления в гидросистеме и винтом 4 для сброса давления; емкости для масла 5, соединенной через переходник с кожухом домкрата; распределителя 6 с ручкой переключения; штуцера 7, для присоединения проверяемых трубок; манометра 8 и поддона 9. Максимальное давление создаваемое домкратом 30 МПа. Габаритные размеры приспособления 0,250×0,680×0,410 м. Масса 17,5 кг.

Приспособление работает следующим образом, к штуцеру 7 присоединяют проверяемую трубку, с другой стороны в трубку вворачивают заглушку. Рукоятку переключателя распределителя 3 устанавливают в положение «открыто» (параллельно раме 1). При этом масло будет проходить в проверяемую трубку и к манометру 8. Заворачивают винт 4. Рукояткой 10 совершают несколько возвратно-поступательных движений и создают давление
8–9 МПа (рабочее давление в гидросистеме рулевого управления автомобиля КАМАЗ-5511 равно 7,0–7,5 МПа), контролируя его по показаниям манометра 8.

Для того чтобы снять проверяемую трубку, отворачивают винт 4 и сбрасывают давление в гидросистеме. Рукоятку распределителя поворачивают в положение «закрыто» (перпендикулярно раме 1). Открывают крышку емкости для масла 5 и ослабляют гайку крепления проверяемой трубки. Масло самотеком через емкость для масла поступает в кожух домкрата. После этого проверяемую трубку снимают с приспособления.

3.3 Расчет элементов конструкции

3.3.1 Расчет резьбы на смятие

Расчет резьбы болта на смятие сводится к проверке ее работы без повреждений при максимальном давлении 30 МПа.

Расчет резьбы на сжатие проведем при наихудших условиях, то есть отверстие в болте будем считать закрытым по формуле [7]

σ_см = ≤ [σ_см], (3.1)

где Р_max – сила, действующая на болт, Н;

F_см – площадь рабочей части резьбы, равная 176 мм²;

[σ_см] – допустимое напряжение при сжатии, [σ_см] = 160 МПа.

Силу, действующую на болт, определим по формуле

Р_max = G ∙ S_вн, (3.2)

где G – давление, создаваемое домкратом, Н/м²;

S_вн – внутренняя площадь болта, м².

Р_max = 300 ∙ 10⁵ ∙ 0,00053 = 15900 Н

σ_см = = 90,3 Н/мм²

Условие выполняется 90,3 ≤ 160 МПа.

3.3.2 Расчет переходника на срез

Расчет переходника на срез будем проводить по формуле [7]

τ_ср = ≤ [τ_ср], (3.3)

где F – сила, действующая поперек переходника, Н;

d_н – наружный диаметр переходника, мм;

d_вн – внутренний диаметр переходника, мм;

[τ_ср] – допускаемое напряжение на срез, Н/мм².

Расчетная схема приведена на рисунке 3.3.

Силу, действующую поперек переходника, определим по формуле

F = mg, (3.4)

где m – масса емкости с маслом, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с².

F = 0,629 ∙ 9,8 = 6,12 Н

τ_ср = = 0,3 МПа ≤ 140 МПа

Условие выполняется.

3.3.3 Расчет диаметра хвостовика золотника

При расчете оси наиболее важное внимание уделяется расчету диаметра.

Диаметр определим по третьей теории прочности [7]

σ_III = ≤ [σ], (3.5)

где σ – напряжение изгиба, МПа;

τ – касательные напряжения, МПа;

[σ] – допускаемое напряжение, МПа.

Расчетная схема приведена на рисунке 3.4.

Для расчета необходимы следующие данные: сила, действующая на ось Р = 200 Н; крутящий момент М_кр = 11600 Н∙мм; длина оси l = 14 мм.

Σх =0 Н_А = 0

Σу = 0 R_А – Р = 0; R_А = Р = 200 Н

Определим изгибающий момент по формуле

М_изг = Р ∙ l, (3.6)

где Р – сила, действующая на ось, Н;

l – длина оси, мм.

М_изг = 200 ∙ 14 = 2800 Н∙мм

Условие прочности на кручение:

τ = ≤ [τ], (3.7)

где М_кр – кружащий момент, Н∙мм;

W_р – полярный момент инерции, м³;

[τ] – допускаемое напряжение, [τ] = 120 МПа.

Полярный момент сопротивления:

W_р = , (3.8)

где d – диаметр оси, мм.

d = , (3.9)

d = = 7,8 мм

Проверка прочности на изгиб:

[σ] ≥ , (3.10)

где М_изг – изгибающий момент, Н∙м;

W_х – осевой момент сопротивления, м³;

[σ] – допускаемые напряжения, МПа.

W_х = , (3.11)

где d – диаметр оси, мм.

d = , (3.12)

d = = 5,9 мм

Так как из условия прочности на кручение диаметр оси получили больше, принимаем диаметр оси d = 8 мм.

3.4 Технико-экономическая оценка конструкторской разработки

Технико-экономических показателей эффективности конструкции производим по известной методике [22].

3.4.1 Расчет стоимости конструкции

Затраты на изготовление приспособления для проверки трубок высокого давления определяется по формуле:

С_с = С_д + С_п + С_р + С_сб + С_н, (3.13)

где С_д – затраты на изготовление деталей приспособления на металлорежущих станках, руб.;

С_п – затраты на покупные изделия, руб.;

С_р – стоимость материала на изготовление основания, руб.;

С_сб – полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке приспособления, руб.;

С_н – накладные расходы на изготовление стенда, руб.

Стоимость металла, необходимого для изготовления рамы приспособления:

С_р = G_м ∙ Ц, (3.14)

где G_м – масса требуемого материала, кг;

Ц – цена 1 кг материала, руб.

Рама приспособления сварена из швеллера №5 длиной 644 мм, и уголка длиной 288 мм.

С_р = 2,9 ∙ 20 + 2,1 ∙ 20 = 100 руб.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках [22]

С_д = С_пол + ΣС_заг, (3.15)

где С_пол – полная заработная плата рабочих на металлорежущих станках, руб.;

ΣС_заг – сумма стоимости всех заготовок, руб.

Основная заработная плата рабочего определяется

С_о = Т ∙ С_ч, (3.16)

где Т – средняя трудоемкость изготовления деталей на станках, чел.-час.,

Т = 14 чел.-час.;

С_ч – часовая тарифная ставка рабочего, руб., С_ч = 15,6 руб.

С_о = 14 ∙ 15,6 = 218,4 руб.

Дополнительная заработная плата предусмотрена в размере 40% от основной. Общая заработная плата определяется

С_общ = С_о + 0,4С_о, (3.17)

С_общ = 218,4 + 0,4 ∙ 218,4 = 305,76 руб.

Полная заработная плата рабочих при изготовлении деталей стенда

С_пол = С_общ ∙ 1,15, (3.18)

где С_общ – общая заработная плата рабочих с учетом дополнительных надбавок, руб.;

1,15 – районный коэффициент надбавки.

С_пол = 305,76 ∙ 1,15 = 351,6 руб.

Стоимость металла для заготовок определена на основе прайс-листов ЗАО «Ижторгметалл»

С_заг = [Σ(G_i ∙ Ц_i)] ∙ 1,15, (3.19)

где G_i – масса заготовки данного профиля, кг;

Ц_i – цена 1 кг данного вида заготовки, руб.

Данные по заготовкам и из цены приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Стоимость материала заготовок

Наименование	Масса, кг	Цена, руб./кг	Сумма, руб.
Круг В10 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,09	20	1,8
Круг В16 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,045	20	0,9
Круг В20 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,06	20	1,2
Круг В30 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,33	20	6,6
Круг В40 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,071	20	1,4
Круг В50 ГОСТ 2590–85 Ст3	0,01	20	0,2
Шестигранник 11 ГОСТ 2879–85	0,12	20	2,4
Шестигранник 17 ГОСТ 2879–85	0,02	20	0,4
Шестигранник 30 ГОСТ 2879–85	0,18	20	3,6
Шестигранник 46 ГОСТ 2879–85	0,23	20	4,6
Лист 1×2000×1000 ГОСТ 1993–85	0,30	20	6,0
Литье АЛ2 ГОСТ 2685–85	0,30	180	5,4
Итого			89,51

С_заг = 89,51 ∙ 1,15 = 103 руб.

Затраты на изготовление деталей

С_д = 351,6 + 103 = 454,6 руб.

Стоимость покупных изделий определяется

С_п = [C_i ∙ n_i] ∙ 1,15, (3.20)

где C_i – стоимость i-го изделия, руб. ед.;

n_i – количество покупных изделий, ед.

Количество и стоимость покупных изделий приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Стоимость покупных изделий

Наименование изделия	Количество единиц	Цена, руб./ед.	Сумма, руб.
Домкрат гидравлический, 10 т Манометр Болт М10 Гайка М10	1 1 2 2	1600 219 5 5	1600 219 10 6
Итого			1835

С_п = 1835 ∙ 1,15 = 2110 руб.

Накладные расходы определяются из выражения [19]

Характеристики

Список файлов ВКР