Технологический расчет зоны ТО - ТР автобусов

3 Конструкторский  раздел

3.1 Классификация оборудования для выполнения смазочно-заправочных работ

Смазочно-заправочные  операции являются одним из основных видов работ, проводимых при техническом  обслуживании автомобилей, и достигают 30% от общих трудозатрат на ТО-1 и 17% на ТО-2. Комплекс этого вида работ включает:

• заправку моторными маслами картеров автомобильных двигателей;
• заправку трансмиссионными маслами картеров коробок передач, задних мостов, рулевых управлений;
• сбор отработанных масел;
• смазку   через   пресс-масленки   отдельных  узлов   консистентными смазками;
• промывку системы смазки двигателя;
• заправку тормозных систем рабочей жидкостью;
• заправку системы охлаждения охлаждающей жидкостью;
• приготовление и подачу сжатого воздуха;
• нанесение антикоррозионных покрытий на нижние поверхности автомобиля.

Для каждого перечисленного выше вида работ промышленность выпускает  соответствующее оборудование самых  разнообразных марок. Однако, несмотря на большую номенклатуру такого оборудования, основу каждого образца составляют идентичные конструктивные элементы; двигатель, насос, резервуар, приборы (манометры и расходомеры), штанги, раздаточные устройства (пистолеты и др.), вследствие чего рассматриваемое оборудование объединяется в общую группу.

Наиболее распространенное оборудование этой группы следующее:

• маслораздаточные установки для моторных масел;
• маслораздаточные установки для трансмиссионных масел;
• колонки маслораздаточные (универсальные);
• колонки маслораздаточные для моторных масел;
• колонки маслораздаточные для выдачи жидких масел из бочки;
• баки маслораздаточные
• смазочные установки — для консистентных масел;
• нагнетатели для промывки системы смазки двигателя;
• колонки воздухораздаточные;
• баки для заправки тормозной жидкостью гидросистемы тормозов;
• установки для нанесения антикоррозионных покрытий на нижние поверхности автомобилей и смазки листовых рессор.

Основная доля данного  вида устройств приходится на оборудование для смазочных работ.

Оборудование для смазочных  работ (рис. 3.1) подразделяется по роду привода насоса на электрические, пневматические и с ручным (или педальным) приводом. Наибольшее распространение получил электропривод от централизованной сети переменного тока. Однако в настоящее время все больше начинают использоваться пневмонасосы, работающие от воздушной сети с давлением 0,8 МПа.

Ручной (ножной) привод, который  применяется на небольших передвижных  и переносных установках, представляет собой простую рычажную систему, связанную с приводным валом  крыльчатого, поршневого или плунжерного  насоса. В установках с механизированным приводом в основном применяются шестеренчатые насосы для перекачки жидких масел и плунжерные - для перекачки жидких масел и плунжерные - для консистентных смазок.

 

Рисунок 3.1 – Классификация  оборудования для смазочно-заправочных работ

С учетом различной технологии проведения заправочных работ в  АТП заводы изготовляют стационарное, передвижное и переносное оборудование.

Принципиальные конструктивные различия имеют установки для  перекачки жидких (моторных и трансмиссионных) масел и установки для подачи консистентных смазок, ввиду существенного различия агрегатного состояния и вязкости этих видов смазочного материала, а также из-за огромного противодавления, которое возникает при нагнетании консистентной смазки через пресс-масленку.

Именно проблема противодавления  при заправке узлов автомобилей  консистентной смазкой представляет наибольшие неудобства при выполнении смазочно-заправочных работ. Т.к. может  возникнуть ситуация, когда давления, создаваемого устройством для заправки консистентной смазкой, недостаточно для продавливания противодавления, и возникает необходимость в увеличении давления подаваемой смазки.

Поэтому в дипломном  проекте предлагается конструкция  приспособления для нанесения консистентной смазки с регулируемым давлением подачи смазки.

 

3.2 Описание  конструкции приспособления

Приспособление содержит насос 1 (рис. 3.2) высокого давления, бункер 2, электропривод 3. Насос объединен  в один блок с редуктором.

Рисунок 3.2 – Принципиальная схема приспособления для заправки консистентной смазкой:

1 – Насос с редуктором; 2 –  бак; 3 – электропривод; 4 – нагнетательный  обратный клапан; 5 – перепускной  клапан (рабочего давления); 6 – шланг; 7 – раздаточный пистолет; 8 –  промежуточный клапан максимального давления.

 

Непосредственно за насосом  установлен нагнетательный обратный клапан 4. Также в состав установки входят: перепускной клапан рабочего давления 5, шланг 6, раздаточный пистолет 7 и промежуточный клапан 8.

Устройство работает следующим образом. При закрытии раздаточного пистолета 7, после смазки легко пробиваемых точек смазывания, когда линия нагнетания находится под рабочим – небольшим давлением (5 МПа), на которое регулируется перепускной клапан 5, промежуточный клапан 8 отключен поворотом воротка 10 (рис. 3.3) в определённую сторону. Если точка смазки не пробивается рабочим давлением, то поворотом воротка 10 в обратную сторону промежуточный клапан 8 (рис. 3.1) включается в работу и давление на линии нагнетания поднимается до величин, перекрывающей противодавление  точки смазывания. После того, как точка «пробита», поворотом воротка, клапан снова отключается и смазка в дальнейшем перепускается в бункер под давлением, обеспечиваемым клапаном 5.

Рисунок 3.3 – Устройство промежуточного клапана:

1- установочная втулка; 2 – клапан; 3 – тарелка клапана; 4 – толкатель; 5 – корпус; 6 – тарелка пружинная; 7 – пробка; 8 – планка; 9 – ось; 10 вороток; 11 – гайки; 12 – пружина; 13 – манжета.

 

3.3 Силовой и прочностной расчёт приспособления

3.3.1 Расчёт возвратной  пружины [2]

Пружина обеспечивает прижатие пружинной  тарелки к корпусу. В процессе работы на неё воздействует усилие 2000 Н.

Исходными данными для определения  размеров пружин являются:

• сила пружины при предварительной деформации Р₁;
• сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме) Р₂;
• рабочий ход h;
• наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузки V₀;
• выносливость – число циклов до разрушения N;
• предварительный наружный диаметр пружины D.

Исходя из условий работы механизма, установлены следующие исходные величины:

• Р₁=500 Н;
• Р₂=2000 Н;
• h=50 мм;
• V₀=0,8 м/с;
• D=10…12 мм;
• N=1·10^6;
• материал пружины – сталь пружинная марки  65Г ГОСТ 9389-85.

С учётом, заданной выносливости, пружину  следует отнести к I классу [2].

Пользуясь интервалом значений относительного инерционного зазора пружин δ, определяется значение силы пружины при максимальной деформации Р₃ по формуле:

                                                     (3.1)

где Р₂ - сила пружины при рабочей деформации;

δ - относительный инерционный зазор  пружин;

Р₃ - сила пружины при максимальной деформации.

Для пружины сжатия I класса δ=0,05…0,25 [2]

Сила пружины при максимальной деформации составит:

С учётом установленного интервала  сил пружины (от 2000 до 2800 Н) заданного  диаметра и необходимости обеспечения  наибольшей критической скорости её действия, выбрана пружина со следующими параметрами:

• сила пружины при максимальной деформации Р₃=2240 Н;
• диаметр проволоки, из которой изготовлена пружина d=1,0 мм;
• наружный диаметр пружины D=12,0 мм;
• жесткость одного витка z₁=751 Н/мм;
• наибольший прогиб одного витка f₃=2,983 мм.

 Для пружин I класса максимальное касательное напряжение при кручении  определяется по формуле [2]:

τ₃=0,3·σ_В;                                                        (3.2)

где σ_В – временное сопротивление при растяжении. Для стали марки 65Г ГОСТ 9389-85, σ_В=210 МПа [2].

τ₃=0,3·210=63 МПа.

С целью проверки принадлежности пружины  к I классу определено соотношение V₀/V_КР, для этого предварительно находится критическая скорость пружины по формуле:

                                            (3.3)

где G – модуль сдвига;

ρ – плотность материала пружины.

Для пружинной стали марки 65Г  ГОСТ 9389-85: G = 8·10³ МПа;      ρ = 8·10^-10 кг/мм² [2]. Для заданных параметров модуля сдвига и плотности материала пружины определено выражение

Критическая скорость установлена  при δ=0,25:

.

Полученное значение свидетельствует  об отсутствии соударений витков, следовательно, выбранная пружина удовлетворяет  заданным условиям эксплуатации.

Жёсткость пружины определяется по формуле [2]:

                                           (3.4)

где Р₂ - сила пружины при рабочей деформации;

h – рабочий ход пружины;

Р₁ - сила пружины при предварительной деформации.

 Н/мм.

Число рабочих витков пружины:

                                             (3.5)

где z₁ – жёсткость одного витка пружины.

Принята пружина с  25 - мя рабочими витками.

Величина уточнённой жёсткости:

                                                   (3.6)

Н/мм.

Полное число витков:

n₁=n+n₂;                                                (3.7)

где n₂ – число нерабочих витков, n₂=1,5 [2].

n₁=25+1,5=26,5.

Средний диаметр пружины:

D₀=D-d;                                              (3.8)

где D – наружный диаметр пружины;

d – диаметр проволоки, из которой изготовлена пружина.

D₀=12,0-1,0=11,0 мм.

Предварительная деформация:

                                           (3.9)

Рабочая деформация:

                                                (3.10)

Максимальная деформация:

                                                (3.11)

Высота пружины при максимальной деформации:

H₃=(n₁+1-n)·d;                                             (3.12)

H₃=(26,5+1-1,5)·1,0=26 мм.

Высота пружины в свободном  состоянии:

H₀=H₃+F₃;                                                (3.13)

H₀=26+74,5=100,5 мм.

Высота пружины при предварительной  деформации:

H₁=H₀-F₁;                                                (3.14)

H₁=100,5-16,6=83,9 мм.

Высота пружины при рабочей  деформации:

H₂=H₀-F₂;                                           (3.15)

H₂=100,5-66,5=34 мм.

Шаг пружины:

t=f₃+d;                                              (3.17)

t=2,983+1,0=3,983 мм.

На основе выполненных расчётов, установлены следующие параметры пружины:

• наружный диаметр пружины D=12,0 мм;
• диаметр проволоки, из которой изготовлена пружина d=1,0 мм.
• высота пружины в свободном состоянии H₀=100,5 мм;
• шаг пружины t=3,983 мм.