Число универсальных постов для зоны ТО-1 и ТО-2 определим из выражения [2]:
П1=РЯ1 / (РСР * С*зn), (2.49)
П2=РЯ2 / (РСР * С*зn), (2.50)
где РЯ1, РЯ2 -соответствующее явочное число рабочих зон ТО-1 и ТО-2, чел.;
РСР - принятое среднее число рабочих на одном посту, принимаем РСР = 2;
С - число смен работы соответствующей зоны ТО, принимаем С = 2;
зn - коэффициент, учитывающий использование рабочего времени поста, принимаем равным 0,95 [1]
П1= 2/(2*2*0,95) = 0,53
П2= 2/(2*2*0,95) = 0,53
Совместим посты для ТО-1 и ТО-2 в один универсальный.
2.5 Расчет числа постов зоны текущего ремонта и диагностирования
Общее число постов зоны ТР определим по формуле [2]:
ПТР=(ТТРn* ц)/(ФН*РСР*С *зn), (2.51)
где ТТРn - годовая трудоёмкость постовых работ по ТР, чел.ч.
ц - коэффициент, учитывающий неравномерность поступления автомобилей на посты ТР, принимаем ц=1,2[1];
ФН - годовой номинальный фонд рабочего времени зоны при односменной работе, ч.;
РСР - среднее число рабочих на посту принимаем РСР= 5;
С - число смен;
зn - - коэффициент, использования рабочего времени поста, принимаем равным зn= 0,9
ПТР=(16348*1,2)/(2008*5*2*0,9) = 1,09
Принимаем число постов равное 1.
Диагностирование технического состояния автомобилей производим на постах ТО-1и ТО-2, так как диагностические работы входят в эти виды обслуживания.
2.6 Выбор и обоснование метода организации технологии производства, технического обслуживания и текущего ремонта
Необходимым условием проведения ТО-1и ТО-2 на потоке являются следующие [2]:
- суточная программа по технологически совместимому подвижному составу должна быть не менее 15…18 обслуживаний ТО-1 и не менее 7…8- ТО-2;
- наличие двух, трех постов ТО-1 и четырех, пяти постов ТО-2;
Так как эти условия не выполняются, в расчетах получим один универсальный пост для ТО-1 и ТО-2 и малую суточную программу - наиболее рациональным методом организации производства является метод универсальных постов. Работы по ТО-1 и ТО-2 проводятся на одном посту в полном объёме группой рабочих.
Работы по ТР выполняются по потребности, которая выявляется в процессе работы на линии, при контроле автомобилей, в процессе диагностирования и технического обслуживания. При ремонте подвижного состава применяет индивидуальный метод ремонта на поточных линиях, не имеющих тупиковых постов.
На постах зон текущего ремонта выполняются в основном контрольные, разборочно-сборочные, регулировочные и крепёжные работы, которые составляют 40…50% от общего объёма работ по ТР. В производственных отделениях ремонтируют детали, узлы и агрегаты, снятые с подвижного состава.
2.7 Подбор технологического оборудования
К технологическому оборудованию относят: стационарные, передвижные и переносные стенды, станки, всевозможные приборы и приспособления, производственный инвентарь (стеллажи, шкафы, столы), необходимые для выполнения работ по ТО, ТР и диагностирования подвижного состава.
Принятое технологическое оборудование для постов первого и второго технического обслуживания сведем в табл.2.6 [16].
2.8 Расчет производственных площадей для ТО-1 и ТО-2
Площади производственных помещений определяют одним из следующих методов:
- аналитически (приближенно по удельной площади, приходящейся на один автомобиль, единицу оборудования или одного рабочего;
- графически (более точно) по планировочной схеме, на которой в принятом масштабе вычерчиваются посты (поточные линии) и выбранное технологическое оборудование с учетом категории подвижного состава и с соблюдением всех нормативных расстояний между автомобилем, оборудованием и элементами зданий.
- Графоаналитический (комбинированный метод) путем планировочных решений и аналитических вычислений.
Ориентировочно площадь зоныТО-1и ТО-2 определим по формуле [16]:
F3=KПЛ*(Fa*П+ ?FОБ), (2.52)
где Fa - площадь, занимаемая автомобилем в плане, м2;
?FОБ - суммарная площадь оборудования в плане, расположенного вне площади, занятой автомобилем, м2;
П - расчетное число постов в соответствующей зоне;
KПЛ - коэффициент плотности расстановки постов и оборудования, зависящий от назначения производственного помещения, принимаем = 5
F3= 5*(18,5*2=15) = 260 м2
Площадь существующей линии равна 360 м І, поэтому эту зону реконструировать не будем.
3. Конструкторская разработка подъёмника
3.1 Описание подъёмника для вывешивания автомобиля
Подъёмник, относится к гаражному оборудованию, в частности к подъёмникам для вывешивания автомобилей при техническом обслуживании и ремонте автомобилей.
Известен подъёмник для вывешивания автомобиля, содержащий круглую опору, которая закрепляется на автомобиле. Однако такой подъёмник обладает низкой производительностью.
Также известен подъёмник для вывешивания автомобиля, содержащий смонтированное на фундаменте неподвижное основание, на котором закреплена поперечина с поворотными подхватами для вывешиваемых элементов автомобиля. Однако эта конструкция не позволяет производить подъём переднего моста автомобиля и он сложен по конструкции.
А задачей данной разработки является упрощение конструкции подъёмника.
Для этого поворотные подхваты предлагаемого подъёмника выполнены в виде поворотной катушки с резиновыми ободками, которая снабжена жестко закрепленными на ней храповым колесом, на поперечине закреплена собачка, взаимодействующая с храповым колесом, при этом на фундаменте подъёмника выполнены выемки для колес автомобиля.
Данный подъемник, не смотря на все свои преимущества, обладает низкой производительностью, так как он приспособлен для одной марки автомобиля, что не позволяет производить техническое обслуживание других марок.
В связи с тем, что в автопарке ОАО ''Увадрев-Холдинг'' используются в основном автомобили грузовые, такие как КамАЗ, ЗИЛ и его модификации, а также автомобили на базе автомобиля ГАЗ, то для проведения технического обслуживания и ремонта автомобиля необходим универсальный подъёмник для вывешивания автомобиля.
На рис.3.1 изображен подъёмник; на рис.3.2-тоже, вид с боку в рабочем положении; ни рис.3.3-задний мост в положении под катушкой.
Подъёмник содержит фундамент, на котором смонтировано неподвижное основание 9, на которых болтами закреплены упоры 4. В упорах 4 неподвижно установлена поперечина 3. Вокруг поперечины 3 установлена поворотная катушка, снабженная ободками 1. К катушке с одной стороны жестко закреплено храповое колесо 2, вращающиеся вместе с ней. На поперечине 3 установлена собачка. Проезжая полоса выполнена с выемками 14 для фиксации задних колес. Поворотная катушка 1 разделена на три сектора по 1200 каждый, и эти секторы имеют разные диаметры, так как расстояние от плоскости до передней балки автомобиля у каждого автомобиля разное. Каждый сектор катушки снабжен резиновым ободками, что смягчает вывешивание автомобиля.
Подъёмник работает следующим образом:
Подъёмник устанавливается на яме поточной линии, где производится проверка и техническое обслуживание передней подвески автомобиля. Перед началом работы подъёмник нужно подготовить к работе проворачиванием катушек для того, чтобы установить необходимый сектор на катушке, на который и будет наезжать автомобиль. После установки нужного сектора подъёмник готов к работе.
Автомобиль передним ходом заезжает на яму, подъезжает к катушкам 1 и передним мостом (балкой) 10 наезжает на резиновые ободки. При дальнейшем продвижении автомобиля вперед передний мост начинает вращать катушку вокруг поперечины 3. При этом передние колеса 13 постепенно вывешиваются. Когда задние колёса 12 автомобиля попадают в выемки 14, автомобиль останавливают. В этом положении передний мост 10 не доведен до вертикальной оси Х1-Х2, проходящий через поперечину 3, поэтому катушка не может вращаться в том же направлении, а в обратном направлении её фиксирует храповой механизм.
После обслуживания автомобиль продолжает двигаться вперед, и катушка вновь начинает вращаться в том же направлении. При этом передние колеса 13 опускаются на землю. Автомобиль продолжает движение, вперед не касаясь задним мостом катушки, так как резиновые ободки расположены ниже, как показано на рис.3.3. При заезде на техобслуживание и ремонт автомобиля другой, марки нужно провернуть катушку на сектор нужного диаметра.
3.2 Расчет оси подъёмника
Ось не передает вращающего момента, а воспринимает только поперечные нагрузки. Оси рассчитываются только на изгиб. Рис. 3.4.
Определим диаметр оси по формуле [23]:
d = 3v Ми /0,1[уиз], (3.1)
где Ми - изгибающий момент, Н*м;
[ уиз ] - допускаемое напряжение на изгиб, Н/ мм2; [ уиз ] = ут/n, где n = 1,5…3 = [ уиз ] = 360/2,4 = 150 Н*мм2
При расчете подъемника необходимо брать максимальную нагрузку на переднюю ось автомобиля. Так как автомобиль КАМАЗ -5320 имеет самую большую массу, то необходимо учитывать в расчетах нагрузку на переднюю ось именно этого автомобиля. Для автомобиля КАМАЗ - 5320, нагрузка на переднюю, ось приходится примерно 26 кH, при общей массе автомобиля 8000 кг. Тогда максимальный изгибающий момент, действующий на ось будет приходится на её середину и составит:
Ми = Р * l/2, (3.2)
где Р = 26000 Н сумма с которой автомобиль действует на катушку;
l - длина оси, м
Ми = 26000 * (1,10/2) = 14300 Н*м
Для стали 45 допускаемое напряжение на изгиб равно 120…150 Н/мм2 [23].
Подставив значение в формулу (3.1) получим:
d=3v 14300 / (0,1*150 *106) = 0,0984 м
Принимаем диаметр оси d = 100 мм.
3.3 Расчет подшипников скольжения
Так как скорость вращения катушки небольшая и носит временный характер, то расчет подшипников сводится к расчету по удельному давлению Р в подшипнике.
Удельное давление в подшипнике допускается для открытых тихоходных передач [23]:
[ Р]=(10…40)*105 Н/м2
Удельное давление в подшипнике определяется по формуле [23]:
P = p /d*l ?[ P], (3.3)
где d,l -диаметр и длина подшипника, м;
Р - сила, действующая на подшипник, Н.
Конструкция имеет два подшипника, поэтому
Р = 13000*2 / 2=13000 Н
Преобразив формулу (3.3), получим:
l ? p/d*[P], (3.4)
Подставив значение, получим:
l ? 13000 / (0,1 * 40 * 105) = 0,0325 м
Принимаем длину подшипника l = 35мм.
3.4 Расчет храповика
В качестве исходных данных необходимо знать необходимый угол поворота храпового колеса л и передаваемый крутящий момент на валу храпового колеса. Рис. 3.5.
Примем л = 200 [23]
Mкр =Fw * d/2, (3.5)
где Fw - окружное усилие, действующее на вал, Н;
d - диаметр вала, м.
Mкр = 26000 * 0,05 = 1300 Н*м
Предварительно число зубьев колеса (храпового) принимаем:
Zпр = 3600/200=18
Модуль храпового колеса для наружного зацепления определяется по формуле [23]:
m =1,75 3vM/Z*ш [уи], (3.7)
где ш - коэффициент учитывающий ширину колеса к модулю; ш = 4 [уи] -допускаемое напряжение на изгиб для серого чугуна С4-15
Рассчитываем допускаемое напряжение на изгиб по формуле [23]
[ уи ] = уВ / [ n ], (3.8)
где уВ - предел выносливости, уВ = 3200 кг./см2; у =3,2 Н/мм2
[ n ] - коэффициент запаса прочности, [ n ]=5
[ уи ] = 3200/5 = 640 кг./см2 = 0,64 Н/мм2
Подставим численные значения в формулу (3.7) и получим:
M=1,75*3v 13000 / (18*4*640)= 1,157см=11,57 мм
Принимаем модуль m = 12мм
Проверку линейного удельного давления проводят по формуле [23]
2Мкр / m*z*в ? q, (3.9)
где в - ширина зуба, мм;
q - допускаемое удельное давление на единицу длины зуба, кгс/мм;
кгс/см, [q]=190..270 кгс/см
Fw =q*в, (3.10)
где q - удельное давление на единицу длины зуба, кгс./см, [q]=190..270 кгс./см
в - ширина зуба, мм;
в = Fw /q= 1300 / 270 = 4,814 см. = 48 мм
Проверим выполнения условия(3.9):
2*13000 / 1,2*18*4,8 ? 270
250,77 ? 270
Условия выполняется, расчеты произведены правильно. Рис. 3.6.
3.5 Расчет болтового соединения
Зубчатое колесо храпового механизма крепится жестко к катушке с помощью болтов. Болты поставлены без зазора (плотно с небольшим натягом). Болт работает на срез и на смятие. Рис. 3.7.
На срез болт рассчитывается по формуле [23]:
фср=р/ Fср =4р/Пd2z ? [фср], (3.11)
где z - число болтов;
d - внутренний диаметр резьбы, м;
[фср] =[0,2 …0,3] ут - допускаемое напряжения на срез, н/м2
Задаемся числом болтов z=4 и выразим его из формулы 3.11 диаметр болта и вычислим его
d =v4р/П * [фср]* z, (3.12)
где Р - сила действующая попрек болта, Н.
d=v (4*26000) / (3,14*4*0,2*180) = 15,165 мм
Принимаем диаметр болта М16 для крепления звездочки (зубчатое колесо храпового колеса) к катушке.
На смятие болт рассчитывают по формуле:
z d h [усм ] ? р, (3.13)
откуда
h ? р / z d [усм ], (3.14)
где h - высота участка смятия, м;
[усм] - допускаемое значение на смятие, Н/м2
h ? 26000 / 4*16*270*104*10-2 = 0,01504 м
принимаем высоту участка смятия h= 15 мм
3.6 Расчет поворотной катушки подъёмника
Расчет катушки подъёмника сводится к выбору её конструктивных параметров (размеров). Для того чтобы использовать подъёмник для нескольких марок автомобилей, таких как ЗИЛ-130,КАМАЗ-5320,ГАЗ-3307 необходимо разбить поворотную катушку на три сектора по 1200 одна относительно другой. Секторы катушки должны иметь разные диаметры, так как расстояние от плоскости до передней балки автомобиля у каждого разное. Их можно отнести к исходным данным и показать на рисунке (схеме): Рис.3.8.
Так как расстояние от стремянок (крепящих между собой листы рессор) до корпуса редуктора в среднем колеблется от 200мм и более, то ширину поворотной катушки примем равной 50мм. Для смягчения наезда на катушку, на её поверхность необходимо установить резино - волокнистую ленту толщиной 10..15 мм, а ширину 50 мм, для этой операции, то есть установки ленты на катушку применим специальный резиновый клей под маркой 88Н для чего необходимо зачистить и обезжирить склеиваемые поверхности.
Так как катушка имеет сложную форму (три сектора разных диаметров), то её необходимо изготовить из чугуна способом отливки, что позволяет обеспечить плавность перехода между секторами. После отливки деталь обрабатывается на шлифовальном станке (её цилиндрическая часть) по внешней поверхности для того, чтобы расточить внутренней отверстие под подшипник скольжения и трубу, на которую устанавливается катушка (колесо).
Эскиз готовой катушки приведен на Рис.3.9.
3.7 Оценка технико-экономических показателей конструкции
