Кроме того, ложементы закреплены на стойках с возможностью перемещения по вертикали и фиксирования в избранном положении. Соединительное устройство выполнено в виде внешнего цилиндра, внутреннего цилиндра и вала с зацепляющими зубьями для соединения с валом двигателя. Внешний цилиндр скреплен с нагрузочным устройством. Внутренний цилиндр соединен с внешним цилиндром посредством первого шлицевого соединения. Вал соединен с внутренним цилиндром посредством второго шлицевого соединения. На внешнем и внутреннем цилиндрах установлены фиксаторы. На внутреннем цилиндре и на валу образованы выемки для размещения фиксаторов.
Поперечные направляющие и стойки, установленные на поперечных направляющих с возможностью перемещения и фиксирования, а также размещение ложементов на стойках обеспечивают возможность плавкого регулирования расстояния между ложементами в поперечном направлении в широком диапазоне в соответствии с расположением опор испытуемого двигателя, а также обеспечивают возможность перемещения двигателя в направлении, перпендикулярном оси вала двигателя.
Выполнением рамы в виде автономных балок с размещением на них поперечных направляющих обеспечена возможностью изменения длины рамы и расстояния между ложементами в продольном направлении в соответствии с расположением опор испытуемого двигателя.
Закреплением ложементов на стойках с возможностью перемещения по вертикали и фиксирования в избранном положении обеспечена возможность регулирования положения ложементов по вертикали и, соответственно, возможностью размещения двигателя на разной высоте.
Таким образом, предусмотренные широкие диапазоны плавного регулирования положения ложементов в продольном, поперечном и вертикальном направлениях обеспечивают возможность крепления и обкатки других механизмов, например, коробки передач, ведущего моста автомобиля, раздаточной коробки.
Соединительное устройство, выполненное в виде телескопически соединенных между собой внешнего цилиндра, внутреннего цилиндра и вала с зацепляющими зубьями, позволяет ускорить и облегчить соединение и рассоединение вала двигателя с нагрузочным устройством, что обеспечивает эксплуатацию стенда.
Стенд работает следующим образом:
Перед обкаткой двигателя внутреннего сгорания устанавливают ложементы в положении, соответствующем расположению опор обкатываемого типоразмера двигателя внутреннего сгорания так, чтобы при установке двигателя на ложементы оси вращения храповика двигателя внутреннего сгорания и вала нагрузочного устройства совпали. Для этого поперечные балки салазок перемещают по продольным направляющим и крепят крепежными болтами. Стойки перемещают по поперечным направляющим и крепят крепежными болтами. Вращением винтов устанавливают ложементы на необходимой высоте. Обкатываемый двигатель внутреннего сгорания устанавливают на ложементы и крепят прижимными болтами. Вал и внутренний цилиндр соединительного устройства выдвигают по первому и второму шлицевым соединения до зацепления зубьев с храповиком двигателя. При этом центрирование положения соединительного устройства и зубьев относительно оси храповика производится центрирующим конусом. В момент зацепления зубьев с храповиком фиксаторы западают в выемки под действием пружин, что предотвращает осевое смещение вала и выход зубьев из зацепления с храповиком. В таком положении производят обкатку и испытание двигателя внутреннего сгорания.
После окончания обкатки выводят фиксаторы из выемок сгибанием пружин. Вал соединительного устройства вдвигают во внутренний цилиндр, выводят при этом зубья из зацепления с храповиком, а внутренний цилиндр вдвигают во внешний цилиндр. После открепления прижимных болтов обкатанный двигатель снимают.
6.3 Расчет массы рамы стенда для обкатки двигателей внутреннего сгорания
Рама стенда является сварной конструкцией и состоит из различных составных элементов, массу которых будем находить по отдельности:
1) Балка поперечная (швеллер № 14), 3 штуки:
m1 = 1,070 · 3 · 12,3 = 39,483 кг
2) Балка продольная (швеллер № 16), 2 штуки:
m2 = 3,740 · 2 · 14,2 = 106,216 кг
3) Плита:
m3 = 0,830 · 0,860 · 0,015 · 7800 =83,515 кг
4) Опора передняя:
m4 = 0,322 · 0,860 · 0,015 · 7800 = 32,399 кг
5) Опора задняя:
m5 = 0,200 · 0,860 · 0,015 · 7800 = 20,124 кг
Общая масса рамы равна
m = m1 + m2 + m3 + m4 + m5, (6.1)
m = 39,483 + 106,216 + 83,515 + 32,399 + 20,124 = 282 кг
6.4 Расчет вала на кручение
Условие прочности
τкр = Мкр/(0,2 · d3) ≤ [τкр], (6.2)
где Мкр – крутящий момент, Н·мм;
d – диаметр вала, мм;
[τкр] – допускаемое напряжение на кручение, [τкр] = 12…20 МПа (Н/мм2).
τкр = (400 · 103)/(0,2 · 803) = 4 ≤ 12 МПа
Условие выполняется.
6.5 Расчет шлицевого соединения
Определим силу, действующую на шлиц
F = 2Мкр/(d · z · ψ), (6.3)
z – число шлиц;
ψ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между шлицами, ψ = 0,7…0,8.
F = (2 · 400 · 103)/(80 · 14 · 0,75) = 952,4 Н
Запишем условие прочности на смятие
σсм = F/(h · l) ≤ [σсм], (6.4)
где l – длина шлица, мм;
h – высота шлица, мм;
F – сила, действующая на шлиц, Н.
[σсм] – допускаемое напряжение на смятие, [σсм] = 100…140 МПа (Н/мм2).
σсм = 952,4/(4 · 130) = 1,83 МПа ≤ 100 МПа
6.6 Расчет шпонки на смятие
Условие прочности на смятие
σсм = 2Мкр/(dэ · t · l) ≤ [σсм], (6.5)
dэ – диаметр вала электротормозного устройства, мм;
t – высота сопротивления шпонки со ступицы, мм;
l – длина шпонки, мм.
σсм = (2 · 400 · 103)/(108 · 6,4 · 100) = 11,57 МПа ≤ 100 МПа
Запишем условие прочности на срез
τср = 2Мкр/(dэ · b · l) ≤ [τср], (6.6)
где [τср] – допускаемое напряжение на срез, [τср] = 60…90 МПа;
b – ширина шпонки, мм;
τср = (2 · 400 · 103)/(108 · 28 · 100) = 2,6 МПа ≤ 60 МПа
6.7 Технико-экономическая эффективность конструкторской разработки
6.7.1 Расчет массы и стоимости конструкции
Масса конструкции определяется по формуле:
G = (Gк + Gг) · k, (6.7)
где Gк – масса сконструированных деталей, узлов и агрегатов, кг;
Gг – масса готовых деталей, узлов и агрегатов, кг;
k – коэффициент, учитывающий массу расходуемых на изготовление конструкции монтажных материалов, k = 1,05…1,15.
G1 = (440 + 1000) · 1,1 = 1584 кг
Для определения стоимости конструкции стенда применим способ аналогии, где определение балансовой стоимости новой конструкции производится на основе сопоставимости массы по формуле:
Сб1 = (Сб0 · G1 · Iц · R)/G0, (6.8)
где Сб0 – балансовая стоимость базовой конструкции, руб.;
G0 и G1 – масса базовой и новой конструкции соответственно, кг;
Iц – коэффициент, учитывающий изменение цен в изучаемом периоде;
R – коэффициент, учитывающий удешевление или удорожание новой конструкции в зависимости от сложности изготовления, R = 0,95…1,05.
Сб1 = (300000 · 1584 · 1,5 ·1,05)/2000 = 374220 руб.
6.7.2 Расчет технико-экономических показателей эффективности конструкции и их сравнение
Определим часовую производительность на стационарных работах периодического действия по формуле:
Wч = (60 · t)/Тц, (6.9)
где t – коэффициент использования рабочего времени смены, t = 0,60…0,95;
Тц – время одного рабочего цикла, мин.
а) для базового варианта:
Wч0 = (60 · 0,6)/200 = 0,18 ед./ч
б) для нового варианта:
Wч1 = (60 · 0,6)/160 = 0,23 ед./ч
Рассчитаем энергоемкость процесса по формуле:
Эе = Ne/Wч, (6.10)
где Ne – потребляемая конструкцией мощность, кВт.
а) Эе0 = 55/0,18 = 305,6 кВт-ч/ед.
б) Эе1 = 55/0,23 = 239,1 кВт-ч/ед.
Рассчитаем металлоемкость процесса по формуле:
Ме = G/(Wч · Тгод · Тсл), (6.11)
где G – масса конструкции, кг;
Тгод – годовая загрузка стенда, ч;
Тсл – срок службы стенда, лет.
а) Ме0 = 2000/(0,18 · 1820 · 10) = 0,61 кг/ед.
б) Ме1 = 1584/(0,23 · 1820 · 10) = 0,38 кг/ед.
Фондоемкость процесса вычислим по формуле:
Fe = Сб/(Wч · Тгод), (6.12)
где Сб – балансовая стоимость стенда, руб.
а) Fe0 = 300000/(0,18 · 1820) = 915,75 руб./ед.
б) Fe1 = 374220/(0,23 · 1820) = 893,98 руб./ед.
Вычислим трудоемкость процесса:
Те = Nобсл./Wч, (6.13)
где Nобсл. – количество обслуживающего персонала, чел.
а) Те0 = 2/0,18 = 11,1 чел.-ч/ед.
б) Те1 = 2/0,23 = 8,7 чел.-ч/ед.
Себестоимость работы находим из выражения:
S = Сзп + Сэ + Срто + А + Пр, (6.14)
где Сзп – затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./ед.
Сзп = z · Те · Ксоц., (6.15)
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
