Организация безгаражного содержания автомобиля ГАЗ 33023 в зимний период с разработкой конструкции передвижного подогревателя картера двигателя

Состав чертежей

1. Чертёж сборочный тележки поддона подогрева картера (формат А1)
2. Схема утеплителя подкапотного пространства (формат А3)
3. Сборочный чертеж подогревателя картера двигателя (формат А1х2)
4. Рама тележки в сборе (формат А1)
5. Монтажный чертеж установки (формат А1х2)
6. Плакат маршрутов движения автомобилей (формат А1х3)

Описание

В представленном дипломном проекте в целях совершенствования организации технического обслуживания при безгаражном содержании автомобилей в зимний период проведён анализ хозяйственной деятельности ИП Горбунов О.В. Представлена общая характеристика предприятия с рассмотрением юридических данных, кадровой оснащённости, структуры аппарата управления магазином. В ходе исследования производственной деятельности предприятия выполнены схемы основных этапов товароснабжения магазина, видов завозимого товара и форм его доставки. Проведён анализ поездок за товаром в города Уральского региона. Рассмотрена организация технического обслуживания в ИП Горбунов О.В. На основе анализа деятельности предприятия сделаны общие выводы.

В разделе организации техобслуживания и ремонта машин выполнено определение метода проведения ТО и ТР. Рассчитан объем работ автомобилей. Исходя из принятого режима работы предприятия, определены фонды времени. Рассчитано необходимое количество производственных, вспомогательных рабочих.

В ходе рассмотрения организации безгаражного содержания автомобиля ГАЗ 32023 фермер в зимний период исследованы способы безгаражного хранения автомобилей. Представлена схема способов и средств безгаражного хранения. Рассмотрены особенности работы двигателей после пуска с представлением графика зависимости минимальной пусковой частоты вращения двигателей от температуры воздуха. Представлены схема распределения потоков энергии при пуске двигателя и схема факторов, влияющих на воспламенение топлива в цилиндрах дизеля. Исследовано увеличение расхода топлива при эксплуатации автомобилей в условиях низких температур. Рассмотрено затруднение обслуживания автомобилей в зимний период. Выполнен анализ снижения надёжности машин при эксплуатации при низких температурах. Предложены мероприятия для подготовки автомобиля ГАЗ33023 к зимней безгаражной эксплуатации.

В конструкторской части выполнена разработка конструкции передвижного подогревателя картера двигателя автомобиля ГАЗ 32023 фермер. Дана характеристика и рассмотрен процесс закатывания передвижного подогревателя в подкапотное пространство автомобиля. Выполнены выбор и расчет элементов конструкции поддона подогревателя. Рассчитана конструкция тележки поддона с представлением расчётных схем.

В разделе безопасности жизнедеятельности выполнено исследование безопасности условий труда на предприятии ИП Горбунов О.В. Представлены таблицы сведений с 2010 года по 2012 год : производственного травматизма и заболеваемости, распределения несчастных случаев по организационно-техническим причинам, финансирования и освоения средств на охрану труда. Представлены рекомендации по обеспечению пожарной безопасности и обеспечению безопасности в чрезвычайных ситуациях. Рассмотрены требования сохранения экологии. В ходе технико-экономической оценки проекта выполнен расчёт дополнительных капитальных вложений, рассчитана экономическая эффективность внедрения передвижного подогревателя. Сделан вывод о целесообразности внедрения разработки.

Отрывок из дипломной работы для примера:

Разработка конструкции передвижного подогревателя картера двигателя автомобиля ГАЗ 33023 фермер

4.1Описание передвижного подогревателя

Передвижной подогреватель предназначен для разогрева картера двигателя перед пусков  в холодное время и поддержания  двигателя ГАЗ 32023 в теплом состоянии при безгаражном хранения автомобиля. Подогреватель представляет собой платформу, изготовленную из фанерного листа покрытого бакелитовым лаком, которая опирается на три колеса. Платформа может перемещается на колесиках, и перед постановкой автомобиля на временное хранение, закатывается под него спереди, таким образом, чтобы уплотняющие пояски полностью ухватывали поддон двигателя (Рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Процесс закатывания подвижного подогревателя в подкапотное пространство автомобиля: а – подкатывание тележки подогревателя к машине; б) – приподнимание тележки для лучшего попадания в подкапотное пространство

На поддоне расположена батарея подогрева, которая с помощью шлангов соединена с системой обогрева помещения. Для обеспечения независимости и автономности системы, в ней циркулирует антифриз, который через теплообменник связан с центральным отоплением помещения. Для циркуляции антифриза  используется электрический насос, который включается при установлении поддона подогревателя под автомобилем. Для уменьшения тепловых потерь по контуру поддона подогревателя установлен поролоновый буртик, покрытый прорезиненной тканью.

4.2Расчет и выбор элементов конструкции поддона подогревателя

Рассчитаем конструкцию тележки поддона(Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Конструкция тележки подогревателя

Для рассмотренной конструкции тележки принимается расчетная схема для расчета нагрузок для задних колес в предположении, что нагрузка  приложена точечно в центре тележки. Расчетная схема приведена на рисунке.

Рисунок 4.3 – Расчетная схема задней оси поддона

На металлоконструкцию рамы тележки действует статическая нагрузка от силы тяжести груза, рамы, а также динамическая нагрузка в вертикальной плоскости. Несущая труба испытывает деформации изгиба в вертикальной плоскости. Определим изгибающий момент в середине тележки при тяжелом режиме работы, для которой допустимые напряжения растяжения и изгиба (Ст3)     [σ]=140 МПа, по формуле [13]:

где, М₁-изгибающий момент в середине тележки, Н·м;

ψ_Д-коэффициент динамичности, при тяжелом режиме работы ψ_Д=1,4;

G-сила тяжести радиатора подогревателя, Н;

G_Ц-сила тяжести поддона, Н;

L- ширина тележки, м.

Сила тяжести поднимаемого груза и цилиндра определяются по формуле:

где, G-сила тяжести, Н

m-масса, кг

g-ускорение свободного падения, для простоты расчетов принимаем g=10м/с

Момент сопротивления на тележке определяем по формуле:

где, ψ_σ-коэффициет снижения допустимых напряжений, не имеющих вспомогательных элементов, так как длина пролета L ‹ 3, то ψ_σ=1

[σ]-допустиное напряжение растяжения и изгиба, [σ]=140МПа

Из таблицы по моменту сопротивления выбираем материал, у которого W_X=15,6 см³, W_y=2,52 см³, масса 1 м² длины 2,4 кг [14].

Изгибающий момент с учетом коэффициента динамичности и веса поддона определяется по формуле:

где, G_T-сила тяжести самой тележки, Н

Сила тяжести самой поддона определяется по формуле 4.2

Масса рамы тележки определяется по формуле:

где, l-длина периметра рамы, м

а-масса 1 м , кг

С учетом веса тележки определяем действительные напряжения по формуле:

где, M-изгибающий момент с учетом коэффициента динамичности и веса тележки, Н·м

W_X-момент сопротивления в поддоне, см³

что меньше допустимого [σ]=25 МПа.

Рассчитаем диаметр ходового колеса для тележки.

Диаметр ходового колеса определяется по формуле:

где, D_K-диаметр ходового колеса, мм

R_max-наибольшая нагрузка на одно колесо, Н ( при закатывании под машину вся нагрузка приходится на одно колесо.

При этом  нагрузка на колеса R_max определяется по формуле:

где, z_К-число ходовых колес

Минимальный размер стального колеса 15мм. Выбираем диаметр колеса 150 мм. Проверим колеса по напряжению в зоне контакта колеса и поддона. В нашем случае проверяем при линейном контакте по формуле:

где, σ_К.Л— напряжение при линейном контакте, МПа

а₁-коэффициент пропорциональности для стальных колес, который равен а₁=190

К_V-коэффициент влияния скорости, К_V=1

b-ширина колеса, мм. При диаметре колеса 60 мм b=51 мм

Для изготовления колеса выбираем обрезиненную Сталь 55Л. Поскольку допустимое контактное напряжение для стального нормализованного колеса [σ_К.Л]=350МПа, то условие прочности выполняется.

Определим диаметр оси.

Примем длину оси равной l=110мм. Тогда изгибающий момент для оси определяется по формуле:

где, М-изгибающий момент, Н·м

F-нагрузка на ось, равная R_max  нагрузке на одно колесо, Н

l- длина оси, м

Рисунок 4.2 – Расчетная схема консоли оси

Диаметр оси определяется по формуле [15]:

где, d-диаметр оси, мм

[σ_И]-допустимое напряжение при изгибе, МПа

Допустимое напряжение при изгибе Сталь 45 равна [σ_И]=157 МПа.

Рассчитаем конструкцию задней тележки

Рисунок 4.3 – Расчетная схема платформы

На металлоконструкцию рамы поддон действует статическая нагрузка от силы тяжести груза, рамы, а также динамическая нагрузка в вертикальной плоскости. Несущий швеллер испытывает деформации изгиба в вертикальной плоскости. Определим изгибающий момент в середине тележки при тяжелом режиме работы, для которой допустимые напряжения растяжения и изгиба (Ст3) [σ]=14 МПа, по формуле [13]:

где, М₂-изгибающий момент в середине поддона, Н·м

G-сила тяжести поднимаемого груза, Н

G_Т1-сила тяжести радиатора, Н

Сила тяжести равна:

Момент сопротивления при определяем по формуле (3.3):

Изгибающий момент с учетом коэффициента динамичности и веса поддона определяется по формуле:

где, G_Т2-сила тяжести самой поддона, Н

Сила тяжести самой тележки определяется по формуле 4.2:

Масса поддона определяется по формуле (1.5):

С учетом веса тележки определяем действительные напряжения по формуле (4.6):

что больше допустимого [σ]=140 МПа. Поэтому возьмем фанеру толщиной 15 мм, у которого [σ]=17 МПа, что удовлетворяет условию.

Расчет подшипника.

Установим на конструкции двухрядный шариковый подшипник качения и рассчитаем на статическую грузоподъемность по формуле [15]:

где, R_E0-эквивалентная статическая нагрузка, Н

R_a, R_r-осевая и радиальная нагрузки подшипников, Н

X₀,Y₀-коэффициенты радиальной и осевой нагрузки, X₀=0,6 и Y₀=0,5

C₀-статическая грузоподъемность подшипника, Н

На подшипник действует только одна радиальная нагрузка, которая равна нагрузке, действующей на одно колесо R_max, поэтому эквивалентная статическая нагрузка равна

Из условия C₀≥R_Е0=5,81 кН выбираем двухрядный шариковый подшипник качения 1208 ГОСТ 5720-75, для которого C₀=8,72 кН.

Технико-экономическая оценка проекта.

7.1 Расчет дополнительных капитальных вложений

Стоимость изготовления поддона подогревателя подкапотного пространства автомобиля определяется по формуле:

где, ∆К-стоимость изготовления поддона подогревателя, руб.

З-заработная плата рабочих на изготовление поддона, руб.

Д-затраты на расходуемые детали, руб.

Э-затраты на электроэнергию, руб.

Заработная плата рабочих состоит из оплаты труда на изготовление вновь разрабатываемых деталей, сборку и установку поддона подогревателя и определяется по формуле:

где, Т_Р-трудоемкость изготовления, чел.-ч.

Р-стоимость одного часа работы, руб./чел.-ч.

К-коэффициент, учитывающий начисления на заработную плату

Затраты на расходуемые детали определяются по формуле:

где, N_Д-количество деталей, идущих на изготовление, шт.

Ц_Д-цена одной детали, руб.

Для изготовления передвижного поддона подогревателя необходимы следующие детали и изделия [21]:

— радиатор подогревателя 1 шт. (7680 руб./шт.)

-краны управления 2шт. (450 руб./шт.)

-колеса 4 шт. (200 руб./шт)

-поддон, фанера (650 руб./шт)

-подшипник 1208 4 шт. (70 руб./шт.)

-ось 4 шт. (25 руб./шт)

Затраты на электроэнергию определяется по формуле:

где, К-потребность в электроэнергии, кВт/ч

Ц_Э-цена электроэнергии, отпускаемой на производственные нужды, руб.

Стоимость изготовления поддона подогревателя равна

7.2 Расчет экономической эффективности внедрения установки

В результате внедрения поддона подогревателя время на подготовку автомобиля к эксплуатации в зимний период снизится с 30 минут до 5 минут.

Затраты на горючее при работе топливного подогревателя составят:

где, С_Р1-общая себестоимость горючего для прогрева автомобиля до рабочей температуры, руб.

С_Р2— удельный часовой расход горючего топливного подогревателя, руб.

Общая стоимость подогрева автомобиля за зимний период эксплуатации на предприятии составляет 18500 руб. в год. При использовании поддона подогревателя увеличивается механизация производства и снижаются затраты на подогрев.

Годовая прибыль от снижения себестоимости подогрева автомобиля определяется по формуле:

где, Э_Г — годовая прибыль от снижения себестоимости подогрева автомобиля в зимний период, руб.

С₁,С₂-себестоимость подогрева до и после внедрения установки, руб.

Экономическая эффективность дополнительных капитальных вложений определяется по формуле:

где, Е_ПЛ— общая (абсолютная) эффективность дополнительных капитальных вложений

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений определяется по формуле:

где, О_Г-срок окупаемости дополнительных капитальных вложений

Предлагаемый поддон подогревателя окупится за год эксплуатации и общая эффективность составит 0,93, что больше нормативного показателя. Сравнивая полученные показатели эффективности и срока окупаемости дополнительных капитальных вложений с нормативными (Е_Н=0,14…0,2; О_Г.Н=5…7 лет) можно сделать вывод, что внедрение поддона подогревателя эффективно для предприятия.