Разработка уборки зерновых с модернизацией тормозной камеры автомобиля КамАЗ с применением устройства фиксирования поршня

Состав чертежей

1. Чертёж детали — направляющая втулка фиксатора  (формат А3)
2. Деталь поршень (формат А3)
3. Чертёж детали крышка корпуса электромагнита (формат А3)
4. Рабочий чертеж детали корпус магнитопровода (формат А4)
5. Деталь сердечник (формат А4)
6. Плакат показателей хозяйственной деятельности УГАТП-4 (формат А1)
7. Плакатпоказателей хозяйственной деятельности УГАТП-4 (продолжение) (формат А1)
8. Схема предлагаемого устройства (формат А1)
9. Схемапредлагаемого устройства (продолжение) (формат А1)
10. Обзор конструкций тормозных исполнительных механизмов (формат А1)
11. Плакат схемы управления стояночным запасным и рабочим тормозным контуром (формат А1)
12. Чертёж сборочный энергоаккумулятора (формат А1)
13. Чертёж крана управления тормозом стояночным (формат А1)
14. Лист организации ТО тормозного пневмопривода автомобилей КамАЗ (формат А1)
15. Плакат экономических показателей эффективности проекта (формат А1)
16. Чертёж безопасности труда (формат А1)

Описание

В выпускной дипломной работе произведен анализ модернизации тормозной камеры с энергоаккумулятором пружинным пневмопривода грузовой машины КамАЗ с применением устройства фиксирования поршня. Представлен анализ производственной деятельности филиала ГУП «Башавтотранс» УГАТП-4 (общая характеристика предприятия, технология ремонта машин и организация в мастерской, характеристика производственного корпуса, технология ремонта автомобилей, организация технического контроля, технико-экономические показатели работы, сделаны выводы по анализу и поставлены задачи проекта).

Проведен анализ и обзор тормозных камер с пружинным энергоаккумулятором. Рассмотрены пневматический энергоаккумулятор пружинно-поршневого типа, тормозные камеры комбинированные с пружинным энергоаккумулятором, пружинный энергоаккумулятор с устройством растормаживания гидравлического, пружинный энергоаккумулятор с устройством растормаживания механического без изменения силовой пружины. Представлена модернизированная конструкция пружинного энергоаккумулятора грузовой машины КамАЗ (принцип действия и схема предложенной конструкции, управление данной конструкцией).

Произведен расчет деталей модернизированной камеры тормозной с пружинным энергоаккумулятором, в том числе расчеты прочности фиксирующего механизма, винтовой пары приспособления для растормаживания механического, заклепочного соединения корпуса электромагнита и направляющей поршня, пружины устройства фиксирующего, электромагнита для управления устройством фиксации поршня, параметров магнитопровода и обмотки электромагнита.

Разработана технологическая карта технического обслуживания тормозной системы грузовой машины КамАЗ. Рассмотрена экологичность и безопасность проекта, а именно: обеспечение условия и безопасности труда на производстве, мероприятия по охране окружающей среды, мероприятия по защите материальных ценностей и населения в чрезвычайных ситуациях.

Вычислена экономико-техническая эффективность пневмопривода с модернизированным энергоаккумулятором, в том числе: произведены расчеты затрат на внедрение конструкции, доходов от внедрения проекта, показателей экономической эффективности. Таким образом, в данной работе спроектирована модернизированная тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором пневмопривода грузовой машины КамАЗ.

В модернизированной тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором применено устройство фиксации поршня, применение которого позволяет снизить потери сжатого воздуха в пневмоприводе, снизить расход топлива, увеличить его ресурс, разгрузить компрессор и повысить безопасность движения автомобиля. Простота конструкции позволяет изготовить конструкцию модернизированного энергоаккумулятора в условиях ремонтных мастерских автотранспортных предприятий.

В ходе работы предложена технология проведения ТО тормозного пневмопривода применительно к разработанной конструкции. Расчеты экономической эффективности позволяют сделать вывод, что срок окупаемости проекта составит 2,6 года. Из выше сказанного следует, что внедрение данного проекта выгодно и целесообразно.

Отрывок из дипломной работы для ознакомления:

3.1 обзор конструкций тормозных камер с пружинным энергоаккумулятором

Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором предназначена для осуществления торможения транспортного средства в рабочем режиме и удержания автомобиля в режиме стоянки. Кроме рабочего и стояночного режимов энергоаккумулятор может выполнять функцию запасного тормоза, при выходе из строя рабочего тормозного контура. Среди различных конструкций и типов энергоаккумуляторов есть одна особенность – практически у всех источником, накапливающим механическую энергию, является упругий элемент, выполненный в виде витой пружины. В рабочем состоянии (расторможенном) пружина сжата и удерживается в таком положении при помощи давления поршня оказываемым на него сжатым воздухом. Если же необходимо включить стояночный тормоз, то необходимо выпустить сжатый воздух, удерживающий деформированную пружину. Основные типы энергоаккумуляторов отличаются друг от друга способом механического растормаживания стояночного тормоза.

Тормозные камеры с аккумулятором механической энергии явились следствием перехода отечественного и европейского автомобилестроения к пневматическим тормозным приводам второго поколения. Пружинные энергоаккумуляторы пришли на смену центральному трансмиссионному тормозу, Применение новых тормозных приборов позволило в несколько раз повысить надежность, безопасность и конъюнктурность транспортных средств, но это также отразилось на усложнении конструкции тормозного пневмопривода. С усложнением тормозного привода возросли требования к эксплуатации, качеству проведения ТО и ремонта пневмопривода.

Таблица 3.1 Параметры исполнительных тормозных приборов основных типов, применяемых на автобусах и автомобилях

Тип	Активная площадь, см2	Объем, см3	Диаметр, мм		Ход штока, мм		Применяется на втомобилях
			наружный	опор-ного диска	максимальный	рабо-чий
9 12 16 20 24 30 36	58 77 103 129 155 195 232	330 430 640 800 970 1310 1880	146 150 160 172 184 206 235	80 80 100 110 120 140 –	45 45 57 57 57 64 76	35 35 45 45 45 57 64	КАЗ ЛиАЗ ЗИЛ ЗИЛ ЗИЛ,       КамАЗ – –

Основные типы конструкций тормозных камер с энергоаккумуляторами приведены ниже.

 3.1.1 Пневматический энергоаккумулятор пружинно поршневого типа

Данный вид ПЭА относится к начальному этапу внедрения тормозных систем второго поколения. Конструкция такого устройства представляла собой систему, состоящую из мощной силовой пружины и подвижного пневматического элемента. Типичная конструкция такого ПЭА показана на рисунке 3.1.

1 – вход для подвода сжатого воздуха; 2 – поршень; 3 – пружина; 4 – шток;5 – толкатель; 6 – гайка растормаживния.
Рисунок 3.1  Схема пневматического пружинного энергоаккумулятора

В расторможенном состоянии на вход 1 подается сжатый воздух. Воздействуя на поршень 2, сжатый воздух воздействует на силовую пружину 3, вследствие чего шток 4 вместе с толкателем 5 находятся в крайнем левом положении, сила на нем отсутствует и приводимый ПЭА тормоз растормаживается. При выпуске сжатого воздуха  из входа 1 шток 4 под усилием пружины 3 перемещается вправо и толкателем 5, вставленным в отверстие штока, приводит в действие тормозной механизм. Таким образом, сила на штоке ПЭА создается силовой пружиной, а пневматический элемент ПЭА используется для удержания пружины в сжатом исходном состоянии при растормаживании. Для растормаживания при отсутствии сжатого воздуха следует отвернуть гайку 6 с контргайкой.

Давление, которое удерживает ПЭА в расторможенном состоянии, обычно равно 4,5 – 5,5 кгс/см². Пневматический элемент ПЭА может быть поршневым или мембранным. Поршневые ПЭА имеет ход от 30 до110 мм, мембранные 50 – 60 мм.

3.1.2 Комбинированные тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами

Наибольшее распространение получили в последние годы комбинированные исполнительные органы, состоящие из тормозной камеры и пружинного энергоаккумулятора. Такая комбинация позволила одним пневмоаппаратом выполнять функции исполнительного органа трех тормозных систем – рабочей, запасной и стояночной (в связи с этим один из вариантов этой комбинации получил название «тристоп»).

Конструктивно обе части такого пневмоаппарата могут быть выполнены в виде цилиндра или в виде камеры.

Обе части располагаются последовательно, так как действуют на один шток.

Схема тормозной камеры с поршневым ПЭА автомобиля КамАЗ показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2  Схема тормозной камеры с поршневым ПЭА: 1 – поршень; 2 – силовая пружина; 3 – винт механического растормаживания; 4 – патрубок цилиндра; 5 – толкатель; 6 – диафрагма; 7 – шток.

При выключенной стояночной тормозной системе сжатый воздух постоянно подводится в поршневое пространство пружинного энергоаккумулятора. Поршень 1 с толкателем 5 находятся в крайнем левом положении, силовая пружина полностью сжата.

При торможении рабочей тормозной системы сжатый воздух от тормозного крана подается в полость над мембраной 6. Мембрана прогибаясь, воздействует через шток 7 на тормозной механизм. Таким образом торможение происходит так же, как с обычной тормозной камерой.

При включении запасной или стояночной тормозной системы, т. е. при выпуске воздуха в атмосферу с помощью ручного крана из-под поршня 1, пружина 2 возвращается в исходное положение, и поршень 1 перемещается вправо. Толкатель 5 воздействуя через мембрану на шток 7, который перемещаясь поворачивает рычаг тормозного механизма. Происходит затормаживание автомобиля.

ПЭА имеет встроенный механизм аварийного растормаживания. При вывертывании винт 3 перемещается вверх и воздействует на поршень 1. Поршень вместе с толкателем 5 перемещается в крайнее левое положение и сжимает пружину 2, в следствии чего ПЭА растормаживается.

3.1.3 Пружинный энергоаккумулятор с устройством механического растормаживания без деформации силовой пружины

Известны ПЭА, в которых в случае отсутствия сжатого воздуха ручное винтовое приспособление позволяет растормозить энергоаккумулятор без сжатия силовой пружины. Принципиальная схема такой камеры приведена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3  Схема пружинного энергоаккумулятора с устройством механического растормаживания без деформации силовой пружины: 1 – силовая пружина; 2 – винт механического растормаживания; 3 – поршень пружины; 4 – штанга поршня; 5 – диафрагма; 6 – шток; 7 – корпус.

В случае отсутствия давления воздуха в пневмосистеме оттормаживание штока 6 становится невозможным. В таком случае энергоаккумулятор можно растормозить при помощи винтового приспособления. Для оттормаживания необходимо выкрутить винт 2, вследствие чего штанга поршня 4 смещается влево. Это обеспечивает оттормаживание штока 6.

Такой способ механического растормаживания позволяет ускорить растормаживание ПЭА вследствие облегчения процесса выкручивания винта 2. Эта цель достигается тем, что усилие пружины 1, передающееся через винт 2, способствует его выкручиванию из поршня 3. Однако такой тип камер имеет

ряд недостатков. К ним относятся усложнение конструкции, увеличение металлоемкости, повышенные требования к прочности резьбового узла.

3.1.4  Пружинный энергоаккумулятор с устройством гидравлического растормаживания

С целью облегчения механического растормаживания ПЭА, можно использовать конструкцию энергоаккумулятора с устройством гидравлического растормаживания, которая была предложена в 1983 году для автобусов и грузовых автомобилей Н. Н. Алекса (Авторское свидетельство N (21) 3626605/27).

Одним из недостатков камер с ПЭА является затруднительный процесс механического растормаживания.

Целью изобретения является облегчение растормаживания путем исключения необходимости отдельного ручного управления устройствами растормаживания каждой тормозной камеры транспортного средства. На рисунке 2.6 показано устройство ПЭА с гидравлическим растормаживанием.

Рисунок 3.4  Схема пружинного энергоаккумулятора с устройством гидравлического растормаживания: 1 – поршень пружины; 2 – силовая пружина; 3 – поток из гидропривода; 4 – полый шток; 5 – полый цилиндр; 6 – диафрагма; 7 – шток.

В случае отказа пневматического тормозного привода давление под поршнем 1 отсутствует и шток 7 через полый цилиндр 5 и поршень 1 удерживается пружиной 2 в заторможенном положении. Для оттормаживания жидкость из открытого гидропривода через полый шток 4 подается в полость цилиндра 5. Под действием давления жидкости полый цилиндр 5 смещается влево и через поршень 1 сжимает пружину 2. Это обеспечивает оттормаживание штока 7.

Предлагаемая конструкция может облегчить растормаживание автомобиля в случае отказа пневмосистемы, однако требует наличия дополнительной гидравлической системы, что приводит к усложнению конструкции и технологии проведения технического обслуживания.

3.1.5 Выводы

В тормозных системах автомобилей и автобусов с пневматическим приводом в качестве исполнительных устройств применяются тормозные камеры с ПЭА. Вариантов конструкций комбинированных исполнительных органов с ПЭА выпускалось довольно много, так как доводка уязвимых мест конструкции шла различными путями.

В процессе эксплуатации были выявлены такие недостатки, как растормаживание ПЭА при отсутствии сжатого воздуха в приводе, предотвращение одновременного срабатывания обеих частей комбинированного исполнительного органа, необходимость постоянной подачи в энергоаккумулятор сжатого воздуха во время движения транспортного средства.

3 .2 Предлагаемая конструкция усовершенствованной тормозной камеры с пружинным энергоаккмулятором пневмопривода автомобилей семейства КамАЗ

 3.2.1Схема и принцип действия предлагаемой конструкции

В тормозной системе автомобилей семейства КамАЗ в качестве исполнительного устройства применена тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором поршневого типа. Пружинный энергоаккумулятор управляется от стояночного, запасного и аварийного контуров. От четкости и безотказности его работы зависит надежность и безопасность эксплуатации транспортного средства.

В целях дальнейшего повышения надежности работы тормозного пневмопривода в моем дипломном проекте предложена конструкция усовершенствованной тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором (лист 3). Основными деталями усовершенствованной тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором являются: корпус 15, силовая пружина 3, поршень 4 с толкателем 10, втулка фиксатора 13 с упорными шариками 14 и распорным золотником 2, пружина механизма фиксатора 12, управляющий электромагнит 1, винт механического растормаживания 15 с упорным подшипником 11, тормозная диафрагма 7 с возвратной пружиной и штоком 8.

Усовершенствованная тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором конструктивно отличается от существующей конструкции пружинного энергоаккумулятора. Цилиндр энергоаккумулятора имеет центральное отверстие в торцевой стенке для центрирования по нему корпуса электромагнита и втулки фиксатора 13. Также через это отверстие осуществляется вывод механизма фиксатора из зафиксированного положения путем перемещения распорного золотника 2, сердечником управляющего электромагнита 1, в крайнее правое положение. В направляющей части поршня энергоаккумулятора выполнено шесть отверстий, в которые установлены упорные шарики 14. Поршень 4 с установленными в него упорными шариками, распорный золотник 2 и направляющая втулка 13 вместе образуют механизм фиксатора, позволяющий удерживать силовую пружину в деформированном (расторможенном) состоянии без подвода сжатого воздуха.

Преимуществами усовершенствованной тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором является возможность работы энергоаккумулятора в расторможенном режиме без подвода к нему из тормозной магистрали сжатого воздуха. В результате такой особенности, во время работы автомобиля, исключается вероятность возникновения аварийной ситуации из-за разгерметизации стояночного тормозного контура. Работа предлагаемого энергоаккумулятора в расторможенном положении без подвода сжатого воздуха позволяет существенно сократить потребности тормозного пневмопривода в сжатом воздухе. Снижение расхода воздуха происходит за счет уменьшения технологически необходимого для энергоаккумулятора количества воздуха и утечек в стояночном контуре. В результате этого уменьшается время работы компрессора в режиме нагрузки, и как следствие, снижается износ его деталей. Одновременно происходит снижение расхода топлива, потребляемого двигателем,  на осуществление привода компрессора.

3.2.2 Управление усовершенствованной конструкцией энергоаккумулятора

Схема работы усовершенствованного пружинного энергоаккумулятора (лист 4) следующая:

• при штатном торможении поток сжатого воздуха от двухсекционного тормозного крана направляется в полость В воздействуя на диафрагму 7, при этом происходит перемещение штока и затормаживание автомобиля;
• стояночное торможение обеспечивается за счет энергии сжатой  силовой пружины, при этом пружина воздействует на шток энергоаккумулятора через поршень 4 и связанный с ним толкатель 10, обеспечивая тем самым необходимое тормозное усилие;
• для выключения стояночного тормоза и начала движения необходимо перевести рукоятку крана стояночного тормоза в среднее положение, не допуская при этом полного перевода рукоятки крана в горизонтальное положение рисунок 3.6,

Рисунок 3.6  Схема основных положений рукоятки крана стояночного тормоза

в противном случае произойдет подача управляющего сигнала в электронный блок управления энергоаккумулятором, который осуществит подготовку пружинного энергоаккумулятора к его переводу в положение стояночного или запасного тормоза. В таком случае выключение стояночного тормоза придется произвести повторно. При переводе рукоятки крана стояночного тормоза в среднее положение, в полость А (лист3) пружинного энергоаккумулятора из ресиверов, через ускорительный клапан, нагнетается поток сжатого воздуха, который перемещает поршень 4 и вместе с ним сжимает силовую пружину 3 отключая стояночный тормоз. Перемещаясь в крайнее левое положение, поршень 4 передвигает упорные шарики 3 фиксирующего механизма в туже сторону. При достижении упорными шариками диаметральной проточки в направляющей втулке фиксатора 13 происходит фиксация поршня 4 относительно втулки 13. Затем рукоятку крана стояночного тормоза необходимо перевести в вертикальное положение для выпуска сжатого воздуха из полости А. Об отключении стояночного тормоза сигнализирует контрольная лампа на панели приборов;

1. для включения стояночного тормоза водителю необходимо поворотом рукоятки крана стояночного тормоза перевести ее из вертикального положения в горизонтальное, при этом произойдет нагнетание сжатого воздуха в полость А пружинного энергоаккумулятора. Процесс дополнительного нагнетания сжатого воздуха в пружинный энергоаккумулятор необходим для дополнительного сжатия силовой пружины и снижения сопротивления трения на перемещение распорного золотника 2. Одновременно с нагнетанием воздуха происходит подача сигнала в электронный блок управления от датчика, установленного в корпусе крана стояночного тормоза. Блок управления, получив сигнал из крана стояночного тормоза,  подает ток на обмотку электромагнита 1. Сердечник электромагнита, втягиваясь перемещает распорный золотник 2 вправо, высвобождая тем самым запертые упорные шарики 14, при этом на панели приборов включается сигнал о возможности включить стояночный тормоз. Поворотом рукоятки крана стояночного тормоза в вертикальное положение водитель выпускает сжатый воздух из энергоаккумулятора, завершая включение стояночного тормоза;
2. в случае отказа штатной тормозной системы водитель может воспользоваться запасным тормозным контуром. Для этого необходимо поворотом рукоятки крана стояночного тормоза перевести ее из вертикального положения в горизонтальное, при этом произойдет нагнетание сжатого воздуха в полость А пружинного энергоаккумулятора. Процесс дополнительного нагнетания сжатого воздуха в пружинный энергоаккумулятор в данном случае необходим для дополнительного сжатия силовой пружины и снижения сопротивления трения на перемещение распорного золотника 2, а также для возможности плавного управления работой пружинного энергоаккумулятора. Одновременно с нагнетанием воздуха происходит подача сигнала в электронный блок управления от датчика, установленного в корпусе крана стояночного тормоза. Блок управления, получив сигнал из крана стояночного тормоза,  подает ток на обмотку электромагнита 1. Сердечник электромагнита, втягиваясь перемещает распорный золотник 2 вправо, высвобождая тем самым запертые упорные шарики 14, при этом на панели приборов подается сигнал о возможности включить запасной тормоз. Поворотом рукоятки крана стояночного тормоза в вертикальное положение водитель постепенно выпускает сжатый воздух из энергоаккумулятора, регулируя таким образом тормозное усилие;
3. в аварийной ситуации, для трогания автомобиля с места без наличия в ресиверах необходимого давления воздуха, водителю необходимо нажать кнопку аварийного растормаживания 14 (лист 4). Сжатый воздух при этом поступает в энергоаккумулятор непосредственно от тройного защитного клапана, сжимая силовую пружину. При полном сжатии пружины происходит срабатывание фиксирующего механизма и наступает полное растормаживание энергоаккумулятора.

Конструкция тормозной камеры энергоаккумулятора остается без изменения. Без изменений остаются также способ подключения пружинного энергоаккумулятора к тормозным магистралям и его крепление к автомобилю.

 3.3 Расчет деталей усовершенствованной тормозной камеры с  пружинным энергоакуумулятором

3.3.1  Расчет прочности фиксирующего механизма

Фиксирующий механизм служит для удержания силовой пружины в сжатом положении. Таким образом детали механизма фиксирования должны выдерживать значительные нагрузки в течении длительного времени. Детали фиксатора включают в себя цилиндрические и сферические поверхности, что приводит к образованию высоконагруженных звеньев. Расчетная схема фиксирующего механизма приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 3.7  Расчетная схема фиксирующего механизма

1 – направляющая поршня (неподвижная деталь фиксатора); 2 – поршень; 3 – распорный золотник; 4 – распорный шарик.

Прочность и долговечность контактирующих поверхностей оценивают по контактным напряжениям. Расчетные контактные напряжения при касании в точке определяются по формуле:

где  F_n – сила прижатия, нормальная к поверхности контакта,

в сжатом состоянии F_n = 800 кг = 7840 Н (с. 169 [1]);

Е_пр – модуль упругости, для стали Е_пр = 2*10⁵ МПа;

ρ_пр – радиус кривизны поверхности контакта, м;

Радиус кривизны поверхности:

где  r₁, r₂ – радиусы поверхностей.

Определим силы действующие в механизме фиксатора. Для этого рассмотрим рисунок 5.1. Рассмотрим уравнения равновесия системы в проекциях на оси ОХ и ОУ:

∑OX:    R_x – N = 0,                                                                    (4.3)

R*cosα  – N = 0,  N = R*cosα,                                 (4.3.1)

∑OY:    R_y – F = 0,                                                                     (4.4)

R*sinα – F = 0,   ,                                        (4.4.1)

подставляя численные значения в выражения (5.3.1) и (5.4.1) получим

Условие прочности для кинематической пары 1 – 4:

где n – число опорных шариков.

для закаленной стали  МПа, следовательно условие прочности выполняется. Кинематическая пара 1 – 4 наиболее нагружена по отношению к другим элементам, значит прочность остальных элементов обеспечивается.

3.3.2 Расчет винтовой пары приспособления для механического растормаживания

Основным видом разрушения крепежных резьб является срез витков. В соответствии с этим основным критерием работоспособности и расчета для крепежных резьб являются прочность, связанная с напряжениями среза τ. Винт в соединении находится нагруженным растягивающей силой. Следовательно винт необходимо рассчитать по нормальным напряжениям растяжения. Тогда условие прочности при центральном растяжении примет вид (с. 28 [7]):

где   F – усилие растяжения (усилие пружины в сжатом состоянии), Н;

d – диаметр винта, м;

δ _max – максимальные напряжения растяжения, МПа.

Показатель максимального напряжения растяжения показывает максимально допустимые нагрузки с учетом коэффициента запаса прочности.

где  [δ] – предельные напряжения при растяжении, МПа,

для стали Ст.3  [δ] = 100 МПа;

к – коэффициент запаса,

при переменной нагрузке К = 1,5 …1,8  (с. 37 [6]).

Подставляя выражение (4.7) в (4.6) получим

принимаем диаметр винта d = 12 мм.

Расчет длины резьбы в крышке электромагнита ведем по условию прочности резьбы на срез:

где  d – диаметр резьбы, м;

H – длина резьбы, м;

К – коэффициент полноты резьбы,

для прямоугольной резьбы К = 0,87 (с. 33 [6]);

К_м – коэффициент неравномерности нагрузки,

для прямоугольной резьбы Км = 0,65 (с. 33 [6]);

τ _max – максимальные напряжения сдвига, МПа.

где  [τ] – предельное напряжение среза, для стали Ст. 3

[τ] = 100 МПа;

К₁ – коэффициент запаса прочности,

К₁ =1,8…2,0 (с. 35 [6]);

подставляя выражение (4.9) в (4.8) получим:

окончательно принимаем Н = 8 мм.

3.3.3 Расчет заклепочного соединения направляющей поршня

Направляющая поршня соединена с цилиндром энергоаккумулятора при помощи заклепочного соединения. В расторможенном положении поршень энергоаккумулятора передает направляющей поршня усилие от сжатой силовой пружины. При этом заклепочное соединение будет испытывать растягивающие нагрузки. Следовательно заклепки необходимо рассчитывать по нормальным напряжениям растяжения.

Информация о нагрузке и ограничении

Свойство исследования

Информация о сетке
Тип сетки:	Сетка на твердом теле
Используемое разбиение:	Стандартная сетка
Автоматическое уплотнение сетки:	Выкл
Сглаживание поверхности:	Вкл
Проверка Якобиана:	4 Points
Размер элемента:	0.84299 mm
Допуск:	0.042149 mm
Качество:	Высокая
Количество элементов:	6438
Время для завершения сетки (часы;минуты;секунды):	00:00:01

Информация о решающей программе
Качество:	Высокая
Тип решающей программы:	Авто

3.3..4  Расчет заклепочного соединения корпуса электромагнита

Корпус электромагнита нагружен воспринимает периодические нагрузки, в виде момента сопротивления от вывинчивания винта механического растормаживания. Заклепочное соединение в собранном состоянии воспринимает нагрузку аналогично болтовому соединению поставленному без зазора. При расчете прочности соединения не учитывают силы трения в стыке. Стержень рассчитывают по напряжениям среза. Условие прочности по напряжениям среза:

где  F_t – окружная сила, Н;

d – диаметр заклепки, мм;

i – число заклепок.

где  Т_Т – момент сопротивления вывинчиванию от сил  трения, Нм;

r_з – осевой радиус заклепок, м.

где  F – осевое усилие от силовой пружины, Н;

f – коэффициент трения;

d₂ – средний диаметр резьбы, мм;

ψ – угол подъема резьбы, ψ = 3˚ для крепежных резьб (с. 30 [6]);

φ – угол трения в резьбе, φ = 10˚ для крепежных резьб (с. 30 [6]);

подставляя численные значения в выражение (4.13) получаем:

Из выражения (4.11) имеем:

принимаем диаметр заклепок d = 4 мм.

3.3.4  Расчет пружины фиксирующего устройства

Для расчета параметров пружины первоначально задаемся начальными условиями. Рабочий ход пружины h = 6,5 мм, усилие пружины при рабочей деформации F₂ = 20 Н, усилие при предварительной деформации F₁ = 12 Н, с учетом диаметра золотника принимаем внутренний диаметр пружины D = 16 мм.

Предварительно по таблице 11.1 [11] принимаем пружину I класса, разряда 1 с t=750 МПа. Учитывая, что средний диаметр пружины D>16 мм, и ориентируясь на диаметр проволоки d=1,5 мм, принимаем с=15, k=1,16 (С.318[11]), тогда сила пружины при максимальной деформации:

где    d — относительный зазор, принимаемый в зависимости от класса пружины и характера воспринимаемой нагрузки;

d = 0,05…0,25.

Находим диаметр проволоки по формуле :

Принимаем d = 1.2 мм.

Определяем наружный и внутренний диаметры пружины:

D_н = D + d; D_в = D – d,                              (4.16)

Средний диаметр пружины:

D_н = 18 + 1,2 = 19,2 мм

D_в = 18 – 1,2 = 16,8 мм

Жесткость пружины :

где              F₁ – сила пружины при предварительной деформации, Н;  h – рабочий ход, мм;

l₂ – рабочая деформация, мм.

Производительная деформация:

рабочая деформация:

Максимальная деформация:

Жесткость одного витка:

где    G – модуль сдвига материала проволоки (для стали — G=8×10⁴ МПа).

По таблице 11.3 [11] принимаем пружину №239 ГОСТ 13767 – 86 с силой при максимальной деформации (до соприкосновения витков): F_max=24 Н; d = 1,2 мм; Dн = 20 мм; D = 18, мм; z₁ = 7,5 Н/мм; наибольший прогиб одного витка l_max= 3,052 мм.

Теперь определим остальные параметры пружины.

Число рабочих винтов:………………….

……………………….Поточно-цикловой метод производства механизированных  работ

Научно-практический опыт и активный поиск путей высокопроизводительного использования техники и труда механизаторов позволили установить, что наиболее эффективно использовать имеющиеся ресурсы, позволяющие сократить в напряженные периоды числа и виды одновременно выполняемых работ. Это позволяет организовать многосменное использование техники, своевременное и качественное техническое обслуживание машин и технологическое обеспечение выполняемых работ. Этот метод получил название поточно-циклового (ПЦМ) и в доперестроечный период был взят на вооружение многими хозяйствами в различных регионах страны.
Использование ПЦМ позволяет:
— сократить сроки проведения полевых работ и на этой основе увеличить валовое производство продукции растениеводства и его качество;
— повысить дневную выработку машин за счет их двухсменной работы в напряженные периоды;
Выраженная сезонность производства в земледелии обусловливает необходимость наличия трудовых и технических ресурсов гораздо выше средней потребности, что приводит к увеличению затрат на производство продукции. Поэтому изыскание способов выравнивания потребности в затратах труда и увеличения загрузки техники в пиковые периоды их потребности является важным резервом повышения эффективности производства

Комплексное решение данной проблемы невозможно без учета ряда технических, технологических и организационных вопросов. Это, прежде всего подбор культур, у которых сроки работ по возделыванию и уборке не совпадают по времени. Целенаправленная реализация этих вопросов существенно уменьшит негативное влияние фактора сезонности на результаты производства. Продуманный набор культур, сочетание раннеспелых и позднеспелых сортов позволят существенно увеличить рабочий период в полеводстве, более равномерно загрузить парк машин и полнее использовать фонд рабочего времени механизаторов.
Все полевые работы состоят из отдельных циклов. По структуре они делятся на простые и сложные. Простые циклы состоят из одной технологической операции, например, боронование, лущение стерни, вспашка зяби и др. Сложные циклы полевых работ состоят из групп взаимосвязанных технологических операций, выполняемых в одни и те же календарные сроки. Так, сев включает в себя совокупность таких операций, как предпосевная культивация и боронование почвы, погрузка, доставка, загрузка семян и удобрений, собственно сев, прикатывание посевов, боронование до и после всходов. Циклы работ носят название основной операции, остальные операции являются вспомогательными и обеспечивающими. Календарные сроки выполнения отдельных циклов по возделыванию и уборке различных культур могут совпадать. Для одновременного выполнения циклов необходимо использовать несколько технологических комплексов, что существенно увеличивает потребность в технике, механизаторах, средствах технического и технологического обслуживания.

Поточно-цикловая организация выполнения механизированных работ заключается в рациональном расчленении всего комплекса полевых работ на отдельные группы операций (циклы) и последовательном их выполнении на основе группового использования техники и двухсменного режима труда и отдыха механизаторов.
В каждом полевом периоде (весеннем, летнем, осеннем) выделяются несколько обособленных в организационном и технологическом плане работ, которые по времени выполнения можно распределить последовательно. Например, в весенний период можно выделить следующие циклы: закрытие влаги, посев пшеницы, посев серых хлебов и посадка кукурузы на силос. Каждому из них отводится вполне определенное, но ограниченное календарное время.
Сокращение одновременно выполняемых работ позволяет уменьшить количество работающих машин, что дает возможность их двухсменного использования при сложившейся обеспеченности хозяйств механизаторами. Это позволяет увеличить темпы работ и сократить продолжительность их выполнения.
Практическая реализация принципов поточно-циклового метода выполнения полевых работ предполагает выполнение ряда мероприятий.

1. организацию оптимальных по размеру и стабильных по составу механизированных бригад с закрепленными севооборотами. Численность бригады не должна быть слишком большой в целях сочетания личных и коллективных интересов;
2. изменение порядка закрепления техники за механизаторами. Вместо индивидуального закрепления тракторов и комбайнов производится их групповое закрепление: за двумя, а иногда и за тремя механизаторами закрепляются несколько энергомашин различного технологического назначения, напряженные периоды, работы которых не совпадают по времени. Например, трактор общего назначения и пропашной, в отдельных случаях один или два зерноуборочных комбайна при двухсменном использовании машин в периоды их максимальной потребности;
3. групповое использование техники и поточное выполнение работ каждого цикла. Это позволяет обеспечить более полную загрузку всех звеньев технологического процесса и согласованность взаимодействие и повысить темпы полевых работ;
4. тщательную подготовку и технологическую настройку агрегатов. Главной целью этих мероприятий является сокращение периодов входа в работу, когда из-за отказов и несогласованности взаимодействия машин производительность технологического комплекса значительно ниже возможной;
5. двухсменный режим труда и отдыха механизаторов, работников обслуживающих и вспомогательных служб. Качественное выполнение большинства технологических операций возможно в светлое время суток. Наиболее приемлемым режимом работы считается следующий:

6:00 — начало первой смены;
13:00 — 14:00 — пересмена, проведение ежесменного обслуживания;
14:00 — 21:00 — работа второй смены.
Механизатор, отработавший во второй смене, на следующий день выходит в первую смену, а механизатор первой смены через сутки идет во вторую смену. В отдельные циклы, например, на заготовке сена с утра из-за росы нельзя начинать работу. В этом случае первая смена работает с 9:00 до 16:00 часов, вторая смена с 16:00 до 23:00 часов. Подготовка техники при этом проводится в первую смену с 8:00 до 9:00 механизатором первой смены;
6) повышение квалификации механизаторских кадров. Тракторист-машинист должен в совершенстве знать правила эксплуатации всей закрепляемой за ним техники, владеть технологией производства полевых работ. Систему повышения квалификации молодежи обеспечивает формирование звеньев из опытных и молодых механизаторов.

2.2.5 Особенности организации ПЦМ
Внедрение поточно-циклового метода предъявляет повышенные требования к технологической готовности машин, к организации и режиму работы и отдыха экипажей механизаторов. Механизаторы в течение всего периода времени производства механизированных работ заняты на работах в поле. Их участие в ремонте техники в весеннее-осенний период практически полностью исключено. Для чего, как уже говорилось в разделе «Анализ хозяйственной деятельности» имеются все условия… Исключение составляет ремонт некоторых сельскохозяйственных машин, который должен осуществляться службой машинного двора в напряженный для него период.
Главная особенность заключается в том, что рабочий период и период производства в земледелии не совпадают, возникает сезонность работ. В отличие от промышленности в растениеводстве возможно лишь последовательное проведение отдельных операций. В виду сезонности производства невозможна такая узкая специализация и такое разделение труда как в промышленности. Если в промышленности работники соблюдают заранее установленную технологию производства, в земледелии технология возделывания одной и той же культуры может изменяться в зависимости от природно-производственных и климатических условий.
Несовпадение между временем производства и рабочим периодом приводит к тому, что на различных этапах производства сельскохозяйственной продукции потребность в затратах труда и энергии резко колеблется. Однако из этого не следует, что сезонность труда является непреодолимым препятствием. Выход, например, может быть в производстве различных культур, рабочие периоды которых не совпадают по времени. Потребность в затратах труда и энергии в сельскохозяйственном производстве зависит не только от природно-климатических условий, но и от структуры посевных площадей, сочетания отраслей, системы агротехнических мероприятий, уровня механизации и др.

Специфика применения техники в земледелии обусловлена тем, что процесс производства продуктов существенно зависит от погодных условий, квалификации исполнителей и надежности агрегатов. Непостоянными являются и показатели, характеризующие особенности производства, условия и закономерности развития растений, оказывающие решающее влияние на сроки и темпы полевых работ. Все это затрудняет организацию функционирования механизированных процессов в растениеводстве, нарушает ритмичность полевых работ и поточность их проведения. К важнейшим принципам организации труда в земледелии относится: непрерывность, ритмичность, пропорциональность и согласованность. Они касаются построения производственных процессов, расстановки техники и людей по рабочим местам, их взаимодействия в период выполнения работ, установленных трудовых функций исполнителей, организации рабочих мест.
Непрерывность — распространенный принцип выражается в том, что данная технологическая операция выполняется без каких либо перерывов, кроме обусловленных технологией или связанных с рациональным режимом труда и отдыха исполнителей, т.е. без каких либо необоснованных остановок. Этот принцип можно отнести к непрерывной занятости агрегата на одной и той же работе, к непрерывному движению обрабатываемого материала, к изменению характеристик машин в связи с колебаниями условий работы. Ритм процессов выражается равенством часовой производительности на всех взаимосвязанных рабочих местах. Общий ритм процесса рассчитывают по часовой выработке ведущего звена потока.

Непрерывность процесса обуславливает большую полезную занятость в рабочем дне, что обеспечивает повышение производительности труда. На взаимосвязанных операциях, составляющих одну технологическую линию, непрерывность производственных процессов выражается в поточности обработки данного предмета труда. Это сводит до минимума затраты межоперационного времени, ликвидирует лишние перевалки предметов труда, сокращает сроки выполнения работ. Непрерывность становится первостепенным принципом организации всякого производства, основанного на применении машин. В сельском хозяйстве нельзя организовать поток во всем процессе производства, но всегда есть возможность применить его в пределах отдельного частичного производственного процесса при достаточно широком фронте работ.
Ритмичность является базовым принципом выполнения работы всеми исполнителями в одном темпе, что является основой поточной организации работ. Ритм процессов выражается равенством часовой производительности на всех взаимосвязанных рабочих местах. Общий ритм процесса рассчитывают по часовой выработке ведущего звена потока.

где Qk — сменная производительность технологической линии, га
Wk — производительность к-го агрегата, га
nk — число агрегатов в звене.
Пропорциональность или количественная и качественная согласованность элементов производственного процесса заключается в установлении определенных количественных соотношений между техникой и исполнителями на различных операциях одной и той же технологической линии. Принцип поточности требует не только количественного, но и качественного соответствия исполнителей по квалификации и технических средств по уровню надежности.
Количественная и качественная согласованность элементов производственных процессов повышает производительность труда , обеспечивает «равновесие» процессов. Реализовать же в полной мере принцип пропорциональности весьма трудно из-за неполного совпадения показателей производительности составляющих механизированного производства. Изменения погодных условий, которые неодинаково влияют на производительность различных машин. Стабилизировать процесс позволяет некоторый запас ресурсов, который позволяет избежать значительных простоев техники и людей. Величина запасных ресурсов должна определяться с учетом конкретного варианта механизированного процесса.
При проведении нескольких взаимосвязанных операций в технологическом процессе большое значение имеет соблюдение принципа согласованности во времени и пространстве. Этот принцип выражается в том, что надо правильно устанавливать и точно соблюдать сроки и место выполнения взаимосвязанных различных технологических операций. Нарушение этого принципа ведет к простоям различных исполнителей и машин, к снижению общей производительности.
Согласованность взаимодействия в значительной мере определяется характером технологического процесса. Чем жестче связь технологических и вспомогательных звеньев, тем труднее обеспечить их взаимодействие без значительных простоев. При проектировании механизированных процессов важно подобрать такой характер взаимодействия и количественные соотношения основных технологических, вспомогательных и обслуживающих звеньев, которые бы обеспечивали наибольшую реализацию их потенциальных возможностей. Очень часто оказываются не полностью загруженными работники, занимающиеся обслуживанием основного производства. Совмещение различных трудовых функций и профессий может значительно увеличить полезную занятость этих работников. Решению этой проблемы так же может способствовать увеличение размеров производственных формирований до оправданных с организационно-экономической точки зрения пределов

2.2.6 Подготовка производства при поточно-цикловом методе.
Следующим этапом планирования поточно-циклового метода использования техники является разбивка периодов полевых механизированных работ (весенний, летний, осенний) на циклы и выделение в каждом цикле наиболее важной работы. Весенний период полевых работ можно разделить на четыре основных цикла:
а) закрытие влаги (механизаторы работают на тракторах общего назначения);
б) посев зерновых (механизаторы работают на тракторах общего назначения);
в) посев пропашных (механизаторы работают на пропашных тракторах и тракторах общего назначения);
г) посев поздних зерновых (на тракторах общего назначения )

На закрытии влаги и посеве зерновых наиболее эффективными являются тракторы ДТ-75. На посеве пропашных культур используются тракторы МТЗ-80. Прогрессивным технологическим приемом является поточность их проведения. Например: при предпосевной обработке поля в один след и рядовом способе посева, основной способ движения агрегата — челночный. Загон обрабатывается последовательными ходами с правыми и левыми поворотами. За почвообрабатывающими агрегатами с разрывом в несколько десятков метров движутся посевные агрегаты, с одновременным прикатыванием посевов. Основными работами летнего периода является:
а) междурядная обработка пропашных культур (на пропашных тракторах;
б) заготовка сена, сенажа (механизаторы работают на пропашных тракторах и частично вспашка зяби на тракторах общего назначения);
в) уборка озимой ржи, вспашка зяби;
г) обработка пара (на тракторах общего назначения ).

В большинстве хозяйств зоны период уборки можно разделить на четыре основных цикла:
а) уборка силосных культур, частично вспашка зяби (механизаторы работают на пропашных тракторах и тракторах общего назначения;
б) Уборка силосных культур, частично вспашка зяби;
в) второй укос многолетних;
г) вспашка зяби (на тракторах общего назначения)

В соответствии с выделенными циклами должно осуществляться и планирование организации производства работ.
Уборка силосных культур является наиболее трудоемкой работой всего цикла, т.к. поточно- цикловой метод производства работ осеннего периода может быть осуществлен при условии своевременного завершения этой работы. При планировании транспортного обеспечения силосоуборочных комбайнов, нужно исходить из того, что не менее 60% объема силосной массы должно перевозиться тракторными прицепами. Вспашка зяби в этот период должна осуществляться только свободными от уборочных работ пахотными агрегатами. Особое внимание следует уделить на резервирование силосоуборочных комбайнов, так как остановка одного уборочного агрегата влечет за собой остановку 3-5 транспортных единиц. Поэтому на три четыре комбайна КСС-2,6 необходимо иметь один резервный.
В ООО «Заозерный» уборка зерновых культур и вспашка зяби является наиболее напряженной работой, т.к. потребность в механизаторах в этот период возрастает в 2-2,5 раза. В этот период самые квалифицированные механизаторы должны перейти на комбайны в качестве старших комбайнеров. Для обеспечения двухсменной работы необходимо на каждый комбайн привлечь помощника из числа молодых механизаторов, работников строй-части и других подразделений хозяйства. Вспашка зяби в период уборки должна осуществляться тракторами ДТ- 75.
Нужно отметить, что около половины времени уборочного сезона в неблагоприятные по климатическим условиям годы комплексы и отряды по уборке зерновых простаивают, происходят огромные потери времени механизаторов. С целью устранения этого, хозяйство должно быть готовым быстро перевести механизаторов на вспашку зяби, оставив в комплексе охрану, службу технического обслуживания и полевого ремонта. Для обеспечения вспашки площадей освобожденных от соломы. Оставшаяся часть пахотных работ должна выполняться после уборки зерновых, силосных культур и уборки картофеля в течение 10-15 дней. В этот период на вспашке должны работать все тракторные пахотные агрегаты.