Технологический расчет автообслуживающего предприятия ОАО «ОМСК-ЛАДА»

3.2 Конструкторская разработка монтажа изделия

3.2.1 Назначение и цель разработки

 

Монтаж изделия в фундамент участка диагностики необходим с целью стационарного использования приобретенного оборудования, а также безопасности его эксплуатации и удобства использования

 

3.2.2 Источники разработки

 

Монтаж изделия разрабатывается аналогично классу тяжелого оборудования (стенды и установки более 1000 кг).

 

3.2.3 Технические требования

 

Основные технические требования при установке и эксплуатации оборудования фирмы Maha:

1. Компоненты линии инструментального контроля Maha не должны эксплуатироваться в мокрых, сырых или взрывоопасных помещениях.

2. Основание бетона должно располагаться на незамерзающей поверхности.

3. Марка бетона для заливки основания – М400 ГОСТ 7473-94 /16/.

4. Неровности фундамента должны быть менее 2 мм/м².

5. Фундамент должен выдерживать нагрузку не менее 1,3 кг/см³.

6. Края и углубления необходимо усилить уголком 100х63х6 мм ГОСТ 8510-86.

7. Пульт управления EURO-SYSTEM-3x380V+N+PE, 25 A инерционные предохранители на каждую фазу.

8. К месту установки коммуникационного пульта необходимо подвести пневмосеть с давлением 6 бар.

9. Необходимо предусмотреть достаточную ширину прохода возле стендов.

10. Распределительные шкафы или пульты управления устанавливают так, чтобы главный выключатель был всегда легко доступен.

11. Край монтажной ямы должен быть обозначен предупредительной полосой, соответствующей действующим нормам.

12. Подвести трубу диаметра 50 мм от канализации до дренажного  отверстия.

13. Стенды могут монтироваться и вводится в эксплуатацию только уполномоченным монтажником фирмы Maha.

 

3.3 Принятое конструктивное исполнение

 

Монтаж оборудования представляет собой крепление стенда к бетонному покрытию посредством болтового соединения. Данный вид монтажа имеет преимущество в том, что используются сравнительно недорогой материал и инструменты.

Последовательность монтажа  роликового тормозного стенда :

1. По заданным размерам с привязкой к местности (участку диагностики) производится углубление на 500 мм и площадью равной 3,5 м².
2. Углубление заливается бетоном М400 на глубину 250 мм со вставкой специальных стержней (входят в поставляемый комплект оборудования) в количестве 7 штук по заданной разметке, при этом предусматривается уклон для стока воды,  дренажный канал диаметром 100 мм и подвод коммуникаций к стендам по трубопроводам диаметров 100 мм и 50 мм.
3. Монтаж стенда осуществляться не ранее чем через 28 суток после заливки бетона.
4. Устанавливается уголок 100х63х6 мм по периметру углубления для упрочнения конструкции.
5. Стенд устанавливается на стержни через специальные отверстия ;
6. Надеваются шайбы;
7. Прикручиваются гайки;
8. Подключаются коммуникации.

 

3.4 Расчет стержня на прочность

3.4.1 Расчет стержня на прочность при срезе

 

Расчет стержня на прочность  при срезе производится по формуле

 

                                                                                              (4.1)

где d – расчетный диаметр стержня, мм;

Р – внешняя сила, действующая на стержень;

τ_ср – допускаемое напряжение при срезе, которое выбирается из справочника /6/.

Для расчета дано:

Вид нагрузки – статическая 3500 кг;

Количество болтов стали 35 – 7 штук;

Сила, действующая на 1 стержень – 500 кг∙с ( 1кг∙с = 9,8 Н);

Допускаемое напряжение при срезе – 55 МПа (справочник Анурьева Л.Н.).

Р = 500 ∙ 9,8 = 4900 Н.

 

                       

 

Стандартные болты (стержни) имеют следующие диаметры:

6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 30, 36, 42, 48.

Округляем в большую  сторону и получаем d = 12 мм.

 

3.4.2 Расчет стержня на прочность при растяжении

Расчет стержня на прочность при растяжении производится по формуле

 

                                                                                             (4.2)

где d – расчетный диаметр стержня, мм;

Р – внешняя сила, действующая на стержень;

σ_р – допускаемое напряжение при растяжении, которое выбирается из справочника /10/.

Для расчета дано:

Вид нагрузки – статическая 3500 кг;

Количество болтов стали 35 – 7 штук;

Сила, действующая на 1 стержень – 500 кг∙с ( 1кг∙с = 9,8 Н);

Допускаемое напряжение при растяжении – 95 МПа (справочник Анурьева Л.Н.).

Р = 500 ∙ 9,8 = 4900 Н.

 

                    

 

Округляем в большую  сторону и получаем d = 10 мм.

Из двух расчетных  диаметров выбираем наибольший – 12 мм.

Исходя из расчетов на растяжение и срез стержня, для крепления стенда к бетонному покрытию выбираем стандартные изделия:

- гайка М12 ГОСТ 5927-70 в количестве 7 штук;

- шайба М12 ГОСТ 11371-78 в количестве 7 штук.

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ  ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

4.1 Объект технического воздействия

 

Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения  автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и  вибраций. Механизмы и детали ходовой  части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы действующие на автомобиль. Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами, и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины.

Ходовая часть состоит  из:

- передней и задней  подвески колес;

- колес и шин.

 

4.2.1 Подвеска автомобиля

 

Подвеска предназначена  для смягчения и гашения колебаний передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля. Подвеска может быть зависимой и независимой.

 

 

 

 

Рисунок 4.1 – Зависимая подвеска

 

 

 

 

Рисунок 4.2 – Независимая подвеска

 

Зависимая подвеска это когда оба  колеса одной оси автомобиля связаны  между собой жесткой балкой. При  наезде на неровность дороги одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.

Независимая подвеска это когда  колеса одной оси автомобиля не связаны  жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги, одно из колес  может менять свое положение, не изменяя  при этом положения второго колеса.

При жёстком креплении удар о  неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а  колебание кузова имеет большую  амплитуду и существенное вертикальное ускорение. При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание  вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой  обеспечивается не только шинами, основными  упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы автомобиль обеспечивал комфорт и безопасность, между кузовом и дорогой должны быть:

- шины;

- основные упругие элементы;

- дополнительные упругие элементы;

- направляющие устройства подвесок;

- демпфирующие элементы.

Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от профиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую  связь автомобиля с дорогой. В  процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла  или из-за постоянной перегрузки, что приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или  буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и  вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы  рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова. Задача этих устройств в  том, чтобы сохранять плоскость  вращения колеса двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные  неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает  их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо колеса на препятствие, стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.3 - Передняя подвеска, на примере автомобиля ВАЗ-2105

 

Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 включает:

1 - подшипники ступицы  переднего колеса; 2 - колпак ступицы;

3 - регулировочная гайка; 4 - шайба; 5 - цапфа поворотного пальца;

6 - ступица колеса; 7 - сальник; 8 - тормозной диск;

9 - поворотный кулак; 10 - верхний рычаг подвески;

11 - корпус подшипника  верхней опоры; 12 - буфер хода сжатия;

13 - ось верхнего рычага  подвески; 14 - кронштейн крепления  штанги стабилизатора;

15 - подушка штанги стабилизатора; 16 - штанга стабилизатора;

17 - ось нижнего рычага; 18 - подушка штанги стабилизатора;

19 - пружина подвески; 20 - обойма крепления штанги амортизатора;

21 - амортизатор; 22 - корпус  подшипника нижней опоры;

23 - нижний рычаг подвески

 

4.2.2 Тормозная система

 

Тормозные системы предназначены  для уменьшения скорости движения автомобиля, быстрой остановки и удержания  его на месте. Тормозные системы  по своим функциям разделяются на рабочую и стояночную. Рабочая  тормозная система обеспечивает снижение скорости движения автомобиля и его полную остановку, а стояночная - удерживает автомобиль в неподвижном состоянии. Стояночную тормозную систему можно применять и как аварийную в случае выхода из строя рабочей тормозной системы.

Рабочая тормозная система состоит из четырех колесных тормозных механизмов и гидравлического привода.

Тормозной механизм переднего  колеса автомобиля ВАЗ-2105 дисковый, открытый, обеспечивающий его хорошее охлаждение. Он состоит из тормозного диска 1 (рисунок 4.4), укрепленного на ступице 14 колеса, и суппорта 12. В гнездах суппорта устанавливаются два противолежащих тормозных цилиндра 4, удерживаемых в определенном положении специальными фиксаторами. В каждом цилиндре помещается поршень 9, уплотняемый упругим резиновым кольцом 7, установленным в кольцевую выточку цилиндра. Для защиты от попадания грязи внутренняя полость цилиндра закрыта пыльником 8. Поршни тормозных цилиндров непосредственно упираются в тормозные колодки 2, имеющие фрикционные накладки 3. В корпусе внешнего цилиндра установлен клапан 16 для удаления воздуха из тормозного привода.