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]

σсм = ≤ [σсм], (3.1)

где Рmax – сила, действующая на болт, Н;

Fсм – площадь рабочей части резьбы, равная 176 мм2;

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

Силу, действующую на болт, определим по формуле

Рmax = G ∙ Sвн, (3.2)

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

Sвн – внутренняя площадь болта, м2.

Рmax = 300 ∙ 105 ∙ 0,00053 = 15900 Н

σсм =  = 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]

τср =  ≤ [τср], (3.3)

где F – сила, действующая поперек переходника, Н;

dн – наружный диаметр переходника, мм;

dвн – внутренний диаметр переходника, мм;

[τср] – 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

τср =  = 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]

σIII = ≤ [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 Мкр = 11600 Н∙мм; длина оси l = 14 мм.

Σх =0          НА = 0

Σу = 0                  RА – Р = 0;           RА = Р = 200 Н

Определим изгибающий момент по формуле

Мизг = Р ∙ l, (3.6)

где Р – сила, действующая на ось, Н;

l – длина оси, мм.

Мизг = 200 ∙ 14 = 2800 Н∙мм

Условие прочности на кручение:

τ =  ≤ [τ], (3.7)

где Мкр – кружащий момент, Н∙мм;

Wр – полярный момент инерции, м3;

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

Полярный момент сопротивления:

Wр = , (3.8)

где d – диаметр оси, мм.

d = , (3.9)

d = = 7,8 мм

Проверка прочности на изгиб:

[σ] ≥ , (3.10)

где Мизг – изгибающий момент, Н∙м;

Wх – осевой момент сопротивления, м3;

[σ] – допускаемые напряжения, МПа.

Wх = , (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:

Сс = Сд + Сп + Ср + Ссб + Сн, (3.13)

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

Сп – затраты на покупные изделия, руб.;

Ср – стоимость материала на изготовление основания, руб.;

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

Сн – накладные расходы на изготовление стенда, руб.

Стоимость металла, необходимого для изготовления рамы приспособления:

Ср = Gм ∙ Ц, (3.14)

где Gм – масса требуемого материала, кг;

Ц – цена 1 кг материала, руб.

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

Ср = 2,9 ∙ 20 + 2,1 ∙ 20 = 100 руб.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках [22]

Сд = Спол + ΣСзаг, (3.15)

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

ΣСзаг – сумма стоимости всех заготовок, руб.

Основная заработная плата рабочего определяется

Со = Т ∙ Сч, (3.16)

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

Т = 14 чел.-час.;

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

Со = 14 ∙ 15,6 = 218,4 руб.

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

Собщ = Со + 0,4Со, (3.17)

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

Полная заработная плата рабочих при изготовлении деталей стенда

Спол = Собщ ∙ 1,15, (3.18)

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

1,15 – районный коэффициент надбавки.

Спол = 305,76 ∙ 1,15 = 351,6 руб.

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

Сзаг = [Σ(Gi ∙ Цi)] ∙ 1,15, (3.19)

где Gi – масса заготовки данного профиля, кг;

Цi – цена 1 кг данного вида заготовки, руб.

Данные по заготовкам и из цены приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Стоимость материала заготовок

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12