Разработка автомобильного мультилифта – мобильного кузова на базе шасси камаз-53212

Состав чертежей

1. Технико-экономические показатели деятельности ООО «Агрофирма Байкаловская» (ф.А1)
2. Анализ существующих конструкций (ф.А1)
3. Графики сравнительного анализа эксплуатации автомобиля (ф.А1)
4. Чертеж общего вида мобильного кузова на базе шасси КамАЗ-53212 (ф.А1)
5. Сборочный чертеж кузова (ф.А1)
6. Сборочный чертеж портала (ф.А1)
7. Схема действия конструкции (ф.А1)
8. Деталировка конструкции (ф.А1)
9. Операционная карта ТО ведущего моста авто КамАЗ-53212 (ф.А1)
10. Безопасность жизнедеятельности проекта (ф.А1)
11. Показатели экономической эффективности проекта (ф.А1)

Описание

В дипломной работе проведен анализ хозяйственной деятельности ООО «Агрофирма «Байкаловская». Даны рекомендации в усовершенствовании технической эксплуатации транспортных средств.

Приводится конструкция мобильного кузова на базе шасси КамАЗ-53212. Мобильный кузовов предназначен для погрузки, выгрузки, транспортирования самых разнообразных сельскохозяйственных грузов.

Задачей проектирования конструкции является повышение эксплуатационных качеств автомобиля за счет, оборудования механизмом мобильного кузова, то есть автомобиль может транспортировать сменные кузова различного, функционального назначения (модули): контейнер, грузовая платформа, цистерна, бункер и другие.

Суть заключается в том, что один автомобиль, оборудованный данным механизмом мобильного кузова, может транспортировать сменные кузова различного, функционального назначения (модули): контейнер, грузовая платформа, цистерна, бункер и другие.

При этом простои в погрузочных пунктах автомобилей, эксплуатируемых с двумя-тремя оборотными съемными кузовами, будут отсутствовать, т.к. грузы в кузов заполняются при отсутствии автомобиля, который в это время может транспортировать другие грузы.

Применение мобильного кузова, значительно сокращает затраты, связанные с эксплуатацией техники, привлечением дополнительных единиц грузовой техники, которые конструкция успешно заменяет.

В результате внедрения проекта возможно получение годового экономического эффекта в размере 145,6 тыс. руб. за счет снижения себестоимости и повышения качества работ, что позволяет окупить единовременные капиталовложения в течение 2,2 года.

В рамках дипломного проекта проведен анализ и разработаны мероприятия по вопросам обеспечения безопасности жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайный ситуациях, а также охраны окружающей среды.

Доклад диплома для ознакомления и примера:

Уважаемые председатель и члены государственной аттестационной комиссии!
Вашему вниманию представлен дипломный проект на тему «Проект мобильного кузова на базе шасси КамАЗ-53212 в условиях ООО «Агрофирма «Байкаловская».
Предприятие создано на базе двух хозяйств ООО «Вязовское» и СПК «Ключи»Байкаловского района. ООО «Агрофирма «Байкаловская» имеет молочно-мясное направление. Специализируется на производстве молока и выращивании мяса. Ведущей отраслью животноводства является разведение КРС, дополнительной свиноводство. Основное направление в растениеводстве – кормопроизводство. Практически по всем основным видам продукции наблюдается прирост производства. То есть агрофирма является рентабельным, ритмично развивающимся сельскохозяйственным предприятием.
Основные показатели хозяйственной деятельности рассматриваемого предприятия представлены Вашему вниманию на плакате №1Анализ производственной деятельности.
Проанализировав данные по эксплуатации машинно-тракторного парк предприятия, был сделан вывод о том, что транспортные работы по предприятию увеличились, что обосновывается повышением производства основных видов сельскохозяйственной продукции. Таким образом, была определена цель дипломного проектирования.
Объектом явился инженерный проект мобильного кузова на базе автомобиля КамАЗ-53212.
В процессе работы проведены: обзор и сравнительный анализ существующих конструкций погрузочно-разгрузочных конструкций на базе автомобильных шасси.
На сегодняшний день фактически не одна модульная перевозка не обходится без использования мультилифтов. Неоспоримым преимуществом таких механизмов является придание универсальности грузовому автомобилю, что позволяет использовать одно транспортное средство для перевозки сменных кузовов разнообразного функционального назначения, будь то платформы для техники, контейнеры, вагоны, бытовки, цистерны, бункеры для перевозки твердых грузовых отходов. Благодаря широкому разнообразию конструкционных решений для мобильных кузовов, становится возможным производить эксплуатацию данных конструктивных решений в различных сферах. (плакат №2 Анализ существующих конструкций).
В результате изучения специализированных литературных источников, а также данных об эффективности применения мобильных конструкций на базе шасси автомобилей, был составлен сравнительный анализ эксплуатации базового автомобиля и проекта. (плакат №3 Сравнительный анализ).
Одним из условий повышения производительности использования автомобиля является сокращение времени простоя при его погрузке и разгрузке.
Поэтому необходимо добиваться, чтобы время, затрачиваемое на погрузочно-разгрузочные работы по отношению к времени пребывания автомобиля в наряде было как можно меньше. Это особенно важно, когда за смену работы автомобиль выполняет несколько ездок по перевозке груза на небольшое расстояние.
Уменьшение простоев автомобиля под погрузкой или разгрузкой служит одним из условий повышения производительности использования автомобиля.
Учитывая все вышеперечисленное, целью дипломного проекта является проект мобильного кузова (плакаты №4 Общий вид.
Мобильный кузовов предназначен для погрузки, выгрузки, транспортирования самых разнообразных сельскохозяйственных грузов (и не только), по дорогам всех категорий, состояние которых позволяет двигаться ей без потери проходимости.
Суть их заключается в том, что один автомобиль, оборудованный данным механизмом мобильного кузова, может транспортировать сменные кузова различного, функционального назначения (модули): контейнер, грузовая платформа, цистерна, бункер и другие.
При этом простои в погрузочных пунктах автомобилей, эксплуатируемых с двумя-тремя оборотными съемными кузовами, отсутствуют, т.к. грузы в кузов заполняются при отсутствии автомобиля, который в это время может транспортировать другие кузова с грузом.
Применение мобильного кузова, значительно сокращает затраты, связанные с эксплуатацией техники, привлечением дополнительных единиц грузовой техники, которые конструкция успешно заменяет.
Разработанные узлы проектируемой конструкции имеют высокие показатели долговечности и ремонтопригодности. При их проектировании были учтены современные достижения в практике автомобилестроения, а в частности конструкций съемных кузовов. Инженерные узлы обладают высокой технологичностью, при проектировании учитывалась возможность применения современных технологий при изготовлении вышеназванных узлов.
Основными составляющими конструкции являются: мобильный кузов (плакат №5 Кузов) и портал (плакат №6 Портал).
На плакате №7 для наибольшей наглядности смоделирован процесс применения конструкции мобильного кузова (плакат №7).
Для изготовления предложенной конструкции даны рабочие чертежи деталей (плакат №8).
В дипломном проекте разработана операционная карта технического обслуживания ведущего моста автомобиля КамАЗ-53212 (плакат №9 Операционная карта).
В пояснительной записке произведены кинематические, динамические и прочностные расчеты конструкции.
Также в дипломном проекте разработаны разделы безопасности жизнедеятельности на производстве, в чрезвычайных ситуациях, охраны окружающей среды. Разработана инструкция по технике безопасности при эксплуатации мобильного кузова на базе автомобиля КамАЗ-53212, а также выявлены опасные зоны (плакат №10 БЖД).
Исходя из всего вышесказанного в экономическом разделе дипломного проекта определен экономический эффект от проекта (плакат №10). Проведенные расчеты в экономической части проекта показывают экономическую целесообразность производства проектируемой модели мобильного кузова.
Проектируемый автомобиль отвечает следующим требованиям: простота конструкции, надежность, долговечность, простота обслуживания и ремонта.
В результате внедрения проекта возможно получение годо¬вого экономического эффекта в размере 145,6 тыс. руб. за счет снижения себестои-мости и повышения качества проводимых работ, что по¬зволяет окупить единовременные капиталовложения в течение 2,2 года.
Доклад окончен, благодарю Вас за внимание.

Фрагмент пояснительной записки:

Описание конструкции

Одним из условий повышения производительности использования автомобиля является сокращение времени простоя при его погрузке и разгрузке.

Поэтому необходимо добиваться, чтобы время, затрачиваемое на погрузочно-разгрузочные работы по отношению к времени пребывания автомобиля в наряде было как можно меньше. Это особенно важно, когда за смену работы автомобиль выполняет несколько ездок по перевозке груза на небольшое расстояние.

Погрузку и разгрузку автомобилей выполняют механизмами или вручную. Ручная погрузка и выгрузка грузов непроизводительна и занимает много времени. Для облегчения труда грузчиков, когда погрузку и выгрузку грузов выполняют вручную, применяют средства малой механизации.

На массовых перевозках навалочных грузов используют обычные бортовые автомобили. Их разгружают опрокидывателями, для чего автомобиль выезжает на установленную площадку, закрепляется на ней, а затем вместе с площадкой наклоняется набок или назад на угол, при котором груз легко ссыпается с платформы.

Водитель также затрачивает время на установку автомобиля под погрузку или разгрузку. Это время зависит от типа подвижного состава, состояния подъездных путей, от размеров площадки для маневрирования автомобилем. На пунктах погрузки и разгрузки должно быть освещение, исправные подъездные пути, а количество мест для погрузки и разгрузки должно быть наибольшим.

Автомобили под погрузку и разгрузку устанавливают боковым бортом, задним бортом или под углом. Боковая установка автомобилей сокращает фронт погрузочно-разгрузочных работ и является наименее рациональной. Водитель должен следить за полной загрузкой автомобиля, не допуская его перегрузки, и за правильным размещением, укладкой и креплением груза. Установлены следующие правила расположения груза на грузовой платформе автомобиля:

1. Навалочный груз должен быть равномерно размещен в кузове и не возвышаться над бортами; при перевозке легких грузов необходимо наращивать борта;
2. При перевозке штучных грузов, если они возвышаются над бортами, их необходимо прочно увязать, а малогабаритный тяжелый груз уложить у переднего борта кузова;
3. Если сухой груз упакован в бочки, их нужно установить стоя; бочки с жидкостью расположить лежа кверху пробкой;
4. По высоте автомобиль с грузом не должен быть более 3,8 м; если груз упакован в мешках и полная загрузка автомобиля обеспечивается укладкой мешков в один ярус, их ставят кверху завязками; если есть необходимость укладки мешков в несколько ярусов, то во втором и всех последующих ярусах мешки укладывают завязками внутрь;
5. Груз, упакованный в ящики, бочки или пачки, нужно укладывать в кузове так, чтобы было исключено его перемещение при движении и остановке;
6. Ягоды и фрукты можно перевозить только в ящиках или жестких корзинах.

Навалочные грузы наиболее выгодно перевозить на автомобилях-самосвалах, не требующих каких-либо дополнительных средств механизации при разгрузке.

Уменьшение простоев автомобиля под погрузкой или разгрузкой служит одним из условий повышения производительности использования автомобиля. Время простоя автомобиля или автопоезда под погрузкой или разгрузкой определяется в зависимости от грузоподъемности автомобиля, степени механизации погрузочно-разгрузочных работ и рода груза.

Мобильный кузовов предназначен для погрузки, выгрузки, транспортирования самых разнообразных сельскохозяйственных грузов (и не только), по дорогам всех категорий, состояние которых позволяет двигаться ей без потери проходимости.

Суть их заключается в том, что один автомобиль, оборудованный данным механизмом мобильного кузова, может транспортировать сменные кузова различного, функционального назначения (модули): контейнер, грузовая платформа, цистерна, бункер и другие.

При этом простои в погрузочных пунктах автомобилей, эксплуатируемых с двумя-тремя оборотными съемными кузовами, отсутствуют, т.к. грузы в кузов заполняются при отсутствии автомобиля, который в это время может транспортировать другие кузова с грузом.

Применение мобильного кузова, значительно сокращает затраты, связанные с эксплуатацией техники, привлечением дополнительных единиц грузовой техники, которые конструкция успешно заменяет.

Техническая характеристика:

Масса перевозимого груза 8000 кг.,

Наименьший радиус поворота 8,5м.,

Максимальная скорость 119 км/ч,

Контрольный расход топлива 23л.

Наибольший подъем 33,5%

Тормозной путь 17,2м.,

Угол опрокидывания кузова назад, 65 град.,

Время подъема груженого кузова, 60сек.,

Угол поворота портала назад 115 град.,

Габаритные размеры:

Длина 7125 мм.,

Ширина 2900 мм.,

Высота 4050 мм.,

База 4510 мм.

         3.2  Выбор каната

Находим грузоподъёмную силу по формуле

где g = 9,81 м/с – ускорение свободного падения.

Получим .

Определяем КПД по следующей формуле:

где   = 0,98 – КПД на подшипниках качения;

Рассчитываем наибольшее натяжение ветви каната по формуле:

Разрывное усилие каната в целом определяется по формуле:

где   – минимальный коэффициент использования каната;

– символ, означающий смещение по таблице соответствия групп классификации и коэффициентов использования каната и выбора диаметра. (Допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана , но не более чем на два шага по группе классификации в большую или меньшую сторону, с соответствующей компенсацией, путём изменения величины  на то же число шагов в меньшую или большую сторону), поэтому введём ряд смещений:

Тогда получим ряд значений:

Разрывное усилие каната ( ), для кратности , для основного и добавочных значений получим по формуле (3.4):

Выбор типа каната. Для конструкционного решения, работающего на открытом воздухе, при наличии пыли и влаги следует выбирать канат типа ЛК – Р 6 19+1 о.с., ГОСТ 2688-80 с малым количеством проволок большого диаметра. Этот канат обладает высокой абразивной и коррозионной износостойкостью.

По найденным значениям  находим значения диаметров каната   и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:

где  – разрывное усилие каната в целом (по каталогу).

Имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы (МПА) и разрывные усилия ( )):

         3.3 Расчет устойчивости

Величины моментов действующих сил зависят от угла наклона, положения портала и груза. В расчетах при определении устойчивости  различают грузовую и собственную устойчивость. Степень устойчивости определяется коэффициентом грузовой устойчивости  и коэффициентом собственной устойчивости .

Коэффициент грузовой устойчивости:

H- расстояние от портала до центра тяжести подвешенного груза при его низшем положении, м;

         3.4 Расчет металлоконструкции

Задача расчёта состоит в определении прогиба боковины при максимальной её нагрузке.

Расчёт боковины и отдельных её элементов производится по максимальным нагрузкам, возникающим при различных случаях нагружения.

На боковину действуют:

1. – вес поднимаемого груза.
2. – собственный вес.
3. – усилие в грузовом канате.
4. – усилия в гидроцилиндрах подъёма.
5. – боковая нагрузка.

Расчетная вертикальная нагрузка:

Напряжение от изгиба в корневом сечении в плоскости xz:

Напряжение от изгиба в корневом сечении в плоскости yz:

,Для значений и  знак плюс относится к точке А сечения, а знак минус – к точке А’ того же сечения.

Напряжение от изгиба по свободному краю:

Для значения  знак плюс относится к точке Б’ на нижней границе сечения, а знак минус – к точке Б, расположенной на верхней границе сечения.

Приведенное напряжение в корневом сечении от местного изгиба:

Напряжение не превышает допустимой величины.

3.5 Расчет силового гидроцилиндра

1) Усилие на штоках гидроцилиндров :

где k – коэффициент запаса, учитывающий потери; k=1,25

Z_к – число гидроцилиндров привода; Z_к=2

G_к – вес с грузом;

I_К – мгновенное передаточное отношение механизма;

где G_H – вес самого портала.

 l₁₁= l₆ / 2                                         (3.12)

 l₁₁= 1020 / 2=510 мм

2) Усилие в тягах d, S_т

Таблица 3.2 – Исходные данные

Параметры состояния системы									Параметры управления
М1, кг	М2, кг	F1, град	L=lc, м	S1, м	S2, м	Fнач, град	F2, рад/с2	Рн, МПа	L1н≤ L1≤ L1к	G1н≤ G1≤ G1к
1106	4077	97	2,244	1,2	1,91	43	0,04		0,366≤0,516≤0,666	700≤ 750≤ 800

1) Начальный угол наклона портала F_нач

2) Масса подвижных частей рабочего оборудования М₁, приведенная к центру тяжести груза Q_н

3) Масса груза – 8000 кг

4) Момент инерции масс относительно оси вращения:

5) Сила тяжести груза и подвижных частей рабочего оборудования

6) Угол между осями и гидроцилиндра – G₁, а также размер L₁ и пределы их варьирования, размеры S₁ и S₂ принимать в следующих пределах.

G₁=70° принимаем G₁=80                                        70°£75°£80°

L₁=0,23·l_c     L₁ =0,23·2,244=0,516 м.                                        L₁-0,15£L₁£L₁+0,15

S₁=1,2 м     S₂=1,91 м   S=0,71 м.

7) Угловое ускорение F₂ принимаю: F₂=0,04 рад/с²

8) Определяю размер С=О₁D по начальным размерам G₁ L₁ S₁

9) Определяю начальное значение угла G₃

10) Определить угол между линией О₁D и осью Х

11) Текущее значение угла G₃, увеличивающееся при вращении

В₁= F₁– F_нач+D F= G₃+D F                          (3.22)

Значение F_нач принимается отрицательным, т.к. портала находится ниже уровня оси ОХ, D F – приращение угла поворота D F=10°, 20°,30°,…90°. (Шаг увеличения угла G₃ -10°).

В₁=54⁰+10⁰=64⁰

В₂=54⁰+20⁰=74⁰

В₃=54⁰+30⁰=84⁰

В₄=54⁰+40⁰=94⁰

В₅=54⁰+50⁰= 104⁰

В₆=54⁰+60⁰=114⁰

В₇=54⁰+70⁰=124⁰

В₈=54⁰+80⁰=134⁰

В₉=54⁰+90⁰=144⁰

10) Вычисление промежуточных размеров гидроцилиндра привода

11) Усилие на штоках гидроцилиндров привода Р

В зависимости от усилия на штоке выбираю гидроцилиндр:

где η_ц – КПД гидроцилиндра; η_ц = 0,9-0,97

Р_ном – номинальное давление в гидросистеме

Вычисленный размер округляем до стандартного по ОСТ 22-1417-79

Принимаю гидроцилиндр:

D	d		D1	d1	d2	b	rmax	lmin
	φ=1,2	φ=1,6
140	63	90	159	M42x2	50	50	65	65

 Заключение

В дипломном проекте проведен анализ хозяйственной деятельности ООО «Агрофирма «Байкаловская».
В настоящем дипломном проекте даны рекомендации в усовершенствовании технической эксплуатации транспортных средств.
Произведен анализ существующих конструкций мобильных автомобильных погрузочно-разгрузочных систем – «мультилифтов».
В данном дипломном проекте предложена конструкция мобильного кузова на базе шасси КамАЗ-53212. Мобильный кузовов предназначен для погрузки, выгрузки, транспортирования самых разнообразных сельскохозяйственных грузов.
Суть заключается в том, что один автомобиль, оборудованный данным механизмом мобильного кузова, может транспортировать сменные кузова различного, функционального назначения (модули): контейнер, грузовая платформа, цистерна, бункер и другие.
При этом простои в погрузочных пунктах автомобилей, эксплуатируемых с двумя-тремя оборотными съемными кузовами, будут отсутствовать, т.к. грузы в кузов заполняются при отсутствии автомобиля, который в это время может транспортировать другие грузы.
Применение мобильного кузова, значительно сокращает затраты, связанные с эксплуатацией техники, привлечением дополнительных единиц грузовой техники, которые конструкция успешно заменяет.
В результате внедрения проекта возможно получение годо¬вого экономического эффекта в размере 145,6 тыс. руб. за счет снижения себестои-мости и повышения качества работ, что по¬зволяет окупить единовременные капиталовложения в течение 2,2 года.
В рамках дипломного проекта проведен анализ и разработаны мероприятия по вопросам обеспечения безопасности жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайный ситуациях, а также охраны окружающей среды.