Проект подвески ходовой части ВТ-100 с гидравлическим амортизатором

Состав чертежей

1. Анализ производственной деятельности СХПК «Пламя»
2. Общий вид трактора ВТ-100 с модернизированной подвеской ходовой части
3. Схема ходовой части
4. Сборочный чертеж каретки
5. Сборочный чертеж амортизатора
6. Технологический процесс изготовления стакана
7. Тяговая и скоростная характеристики
8. Рабочие чертежи деталей 1
9. Рабочие чертежи деталей 2
10. Безопасность жизнедеятельности
11. Показатели экономической эффективности проекта

Описание

В дипломной работе проанализирована хозяйственно-экономическая деятельность СХПК «Пламя».

Цель работы: Разработать подвеску ходовой части трактора класса 3 с гидравлическим амортизатором.

В данной работе проводится выявление недостатков существующих конструкций амортизаторов. Предлагаются варианты улучшения конструкций. Производится модернизация подвески трактора с вводом новых элементов.

Предложенная модель подвески с гидравлическим амортизатором трактора позволяет обеспечить улучшение плавности хода трактора и увеличить срок службы амортизатора.

В дипломном проекте предлагается в подвеске гусеничного трактора устанавить гидроамортизатор, который послужит для гашения колебаний подрессоренной части трактора, а так же частичного гашения ударов со стороны ходовой системы на остов. В конструкторском разделе идет описание проектируемого узла – гидравлического амортизатора с повышенной плавностью хода и ограничителем температуры. Гидроамортизатор повысит плавность движения трактора, а значит, улучшит условия работы тракториста и трактора.

Технический результат – увеличение долговечности и плавности хода амортизатора. Технический результат достигается тем, что внутри цилиндра размещают стержень переменного сечения, проходящий через дополнительное отверстие в поршне.

Размещение внутри цилиндра стержня переменного сечения, проходящего через дополнительное отверстие в поршне, обеспечивает ограничение амплитуды колебаний на резонансных режимах, снижает температуру жидкости за счет дополнительного обмена жидкости между полостями цилиндра амортизатора.

В дипломном проекте представлен расчет амортизатора, посчитана площадь проходного отверстия, расчет и построение тяговой характеристики трактора, а так же произведены некоторые проверочные расчеты основных узлов трактора.

Осуществляется описание узла и назначение детали, анализ технологичности конструкции, расчет сборочной размерной цепи, выбор вида заготовки, технологических баз и методов обработки детали.

Определены показатели экономической эффективности проекта. Дипломный проект отвечает требованиям техники безопасности и экологическим нормативам.

Обзор дипломной работы:

Сравнительный анализ описанных конструкций

Гидравлический амортизатор, содержащий цилиндр, в котором подвижно размещен поршень со штоком, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости (Пат.СССР №282197, МКИ B 60g 13/08, 1970).
Однако он нестабильно работает при повышении температуры рабочей жидкости.
Гидравлический амортизатор, содержащий цилиндр, заполненный жидкостью, поршень с клапанами и с дросселирующим устройством и связанный с поршнем шток (Авт. св. СССР №500989, МКИ B 60G 11/26, 1976).
Однако недостатком данного амортизатора является то, что сила сопротивления не зависит от положения поршня, что приводит к понижению плавности хода.
Гидравлический амортизатор с ограничителем температуры, принятый в качестве прототипа, в котором подвижно размещен поршень со штоком, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости, сообщающиеся между собой через дроссельные отверстия и золотник, расположенные внутри поршня, и камеры компенсации температурного расширения рабочей жидкости, размещенные снаружи цилиндра (Авт. св. СССР №1173091, МКИ F16 F 9/52, 1985).
Однако он не обеспечивает эффективную работу при резонансных режимах.

В подвеске гусеничного трактора устанавлен гидроамортизатор, который служит для гашения колебаний подрессоренной части трактора, а так же частичного гашения ударов со стороны ходовой системы на остов.

3.1 Описание конструкции гидравлического амортизатора с ограничителем температуры

Проектируемый узел – гидравлический амортизатор с повышенной плавностью хода и ограничителем температуры.

Технический результат – увеличение долговечности и плавности хода амортизатора.

Технический результат достигается тем, что внутри цилиндра размещают стержень переменного сечения, проходящий через дополнительное отверстие в поршне.

Размещение внутри цилиндра стержня переменного сечения, проходящего через дополнительное отверстие в поршне, обеспечивает ограничение амплитуды колебаний на резонансных режимах, снижает температуру жидкости за счет дополнительного обмена жидкости между полостями цилиндра амортизатора.

На рис. 3.1 изображен предлагаемый амортизатор, продольный разрез.

Гидроамортизатор состоит из внутренней и внешней гильз, внешняя гильза 1 выполняет функцию камеры компенсации температурного расширения рабочей жидкости. Во внутренней гильзе 2 размещен шток-поршень 3, разделяющий внутренний объем гильзы на две полости, сообщающиеся между собой через дроссельные отверстия в поршне, стержень 6 перепуска жидкости из одной полости в другую, имеющий переменное сечение, проходящее через отверстие в поршне, золотник, расположенный внутри поршня и выполненный в виде двух плоских, размещенных одна на другой круглых шайб, с расположенными равномерно по окружности перепускными отверстиями и термочувствительный элемент их термобиметалла.

Уплотнение внутренней гильзы гидроамортизатора осуществляется посредством уплотнительных колец 22, установленных на наружной цилиндрической поверхности стакана 7, а также имеющей сквозную расточку, в которую установленные уплотнительные кольца 23, уплотняющие шток гидроамортизатора. Уплотнение внешней гильзы гидроамортизатора осуществляется уплотнительными кольцами 21. Шток-поршень от пыли и грязи защищен гофрой 14, закрепленный с одной стороны посредством крышки 8 и гайки 9, а с другой стороны, гофра, через шайбу 12 закреплена на торце серьги 13, болтами 20.

Собранный узел устанавливается в каретку подвески на осях в вилках внешнего и внутреннего балансиров.

Стакан представляет собой тело вращения, на наружной поверхности которого проточены канавки, предназначенные для установки уплотнительных колец. В сквозной расточке стакана так же имеются две канавки, предназначенные для установки уплотнительных колец, для уплотнения штока гидроамортизатора.

Рисунок 3.1 - Предлагаемый амортизатор, продольный разрез

Поскольку деформация кольца прямо пропорциональна рабочей длине термобиметалла, находящегося между хвостовиками шайб, то с ее, увеличением возрастает тепловая чувствительность ограничителя и сужается температурный диапазон открытия отверстий в плоских шайбах. Это позволяет настраивать ограничитель на начало работы при более высокой температуре и тем самым расширить температурный диапазон стабильной работы амортизатора (без снижения сопротивления), что позволяет увеличить долговечность.

3.2 Расчет давления в амортизаторе с учетом дополнительного канала  перепуска жидкости 

Расчет амортизатора заключается в определении площади проходного сечения отверстия для перепуска масла, обеспечивающее ограничение амплитуды колебаний на резонансных режимах, а так же определении диаметра поршня, диаметра штока.

При перемещении поршня в цилиндре объемный расход масла:

где  - коэффициент, учитывающий утечки масла через зазоры;

Примем .

 - скорость поршня.

 - площадь вытеснения.

где - коэффициент расхода;

- площадь проходного сечения отверстия (клапана);

- плотность масла.

Прировняв левые части, получим:

где - диаметр проходного сечения, ;

где - диаметр поршня ;

где - диаметр штока, ;

Найдем площадь вытеснения:

Найдем давление масла в проходном сечении, образующиеся в результате работы поршня:

3.3 Расчет пружины, устанавливаемой в каретке подвески трактора

Произведем расчет пружины устанавливаемой на каретку подвески. Направление навивки пружины – правое.

Материал, из которого изготавливаем амортизатор – круг .

Масса трактора -8200 кг или 80442 Н;

Масса подрессоренной части трактора:

на одну каретку приходится ¼ часть подрессоренной массы трактора – 16088 Н.

Так как в нашей каретке гасящим устройством является не только пружина, но и амортизатор, то ;

Относительный инерционный зазор пружины сжатия:

где  для пружин сжатия II класса.

Сила пружины при максимальной деформации , находится в интервале значений , находим граничные значения силы:

В ГОСТе 13772-68 для пружин сжатия II класса в таблице находим значения:

 - диаметр проволоки (мм),

 - жесткость одного витка (кгс/мм),

 - максимальная деформация одного витка (мм).

Для нашего случая значения равны:

Максимальное касательное напряжение при кручении (с учетом кривизны витка)  определяют по таблице ([1], т. 3, стр. 97, табл. 2) исходя из класса, разряда пружины, диаметра витка. В нашем случае , значение временного сопротивления при растяжении находим по ГОСТу 9389-75. Для нашего случая .

Критическая скорость пружины сжатия:

Модуль сдвига для пружинной стали .

Плотность материала для пружинной стали .

Жесткость пружины :

где -рабочий ход, мм;

Число рабочих витков :

Полное число витков :

где -число опорных витков.

Средний диаметр пружины:

Индекс пружины :

Предварительная деформация :

Рабочая деформация

Максимальная деформация (при соприкосновении витков сжатия)

Высота пружины при максимальной деформации

где -число зашлифованных витков.

Высота пружины в свободном состоянии

Высота пружины при предварительной деформации  (определяет габариты узла пружины сжатия), мм:

Высота пружины при рабочей деформации , мм:

Шаг пружины

Длина развернутой пружины

Масса пружины

Объем , занимаемый пружиной,

3.4 Тяговая характеристика трактора ВТ-100

На тракторе ВТ-100c пятискоростной коробкой передач установлен дизель Д-442-24И Ne=95,6кВт ОАО «Алтайдизель» с полкой постоянной мощности, основные показатели которого приведены в таблице 3.1, а скоростная характеристика представлена на рисунке 3.2 и в таблице 3.2.

Таблица 3.1 - Основные показатели дизеля

Наименование параметра	Обозначение	Величина
Диапазон оборотов полки постоянной мощности, об/мин		1300 ... 1800
Эксплуатационная мощность на номинальном режиме, кВт		95,6
Число оборотов на номинальном режиме, об/мин		1800
Крутящий момент на номинальном режиме, кНм		0,508
Часовой расход топлива на номинальном режиме, кг/ч		22,4
Удельный расход топлива на номинальном режиме, г/кВтч		234,0
Максимальный крутящий момент, кНм		0,686
Число оборотов при максимальном крутящем моменте, об/мин		1300
Число оборотов холостого хода, об/мин		1970

Рисунок 3.2 - Скоростная характеристика Д-442-24И

Таблица 3.2 -  Скоростная характеристика дизеля

, об/мин	, кВт	, кНм	, кг/ч	, г/кВтч
1940	16,9	0,083	8,9	527
1930	22,5	0,111	9,9	440
1920	28,1	0,140	10,8	384
1910	33,7	0,169	11,8	350
1900	39,4	0,198	12,8	325
1890	45,0	0,228	13,7	304
1880	50,6	0,257	14,7	291
1870	56,2	0,287	15,7	279
1860	61,9	0,318	16,6	268
1850	67,5	0,349	17,6	261
1840	73,1	0,380	18,5	253
1830	78,7	0,411	19,5	248
1820	84,4	0,443	20,5	243
1810	90,0	0,475	21,4	238
1800	95,6	0,508	22,4	234
1775	96,4	0,519	22,3	231
1750	97,1	0,530	22,3	230
1725	97,7	0,541	22,3	228
1700	98,2	0,552	22,3	227
1675	98,6	0,563	22,3	226
1650	99,0	0,573	22,3	225
1625	99,3	0,584	22,3	225
1600	99,6	0,595	22,3	224
1575	99,8	0,606	22,3	223
1550	99,9	0,616	22,3	223
1525	99,9	0,626	22,3	223
1500	99,8	0,636	22,3	223
1475	99,4	0,644	22,3	224
1450	98,9	0,652	22,1	224
1425	98,3	0,659	22,0	224
1400	97,6	0,666	21,9	224
1375	96,7	0,672	21,7	224
1350	95,6	0,677	21,5	225
1325	94,4	0,681	21,3	226
1300	93,2	0,685	21,1	226
1250	90,7	0,693	20,7	228
1200	88,3	0,703	20,3	230

Тяговый расчет трактора проводится при условии работы его на стерне, кривая буксования принята как обобщенная по результатам анализа отчетов Северо –Кавказской МИС по испытаниям тракторов ВТ-100Д, ВТ-100РМ, ВТ-100МД, ВТ-100М, ВТ-100Н, ВТ-100НП и ВТ-100ДП с 1995 по 2000 годы.

Эксплуатационная масса трактора  = 8200кг.

         Тяговый расчет выполнен по формулам из [1, стр. 23], исходные данные – , , ,  – приведены в таблице 3.2.

Теоретическая скорость трактора  м/с

где    – передаточное число трансмиссии на каждой из передач;

 – передаточное число пятискоростной коробки передач на  i-ой передачи; передаточные числа на всех передачах приведены в таблице 3.3;

 – передаточное число главной передачи;  = 3,1667;

 – передаточное число заднего моста;  = 1,4182;

 – передаточное число бортовой передачи;  = 5,4615;

  – радиус ведущего колеса;  = 0,3517 м.

Касательная сила тяги , кН

где   – кпд трансмиссии на каждой из передач;         

 – кпд пятискоростной коробки передач на  i-ой передаче; кпд на всех передачах приведены в таблице 35;

  – кпд главной передачи; =0,980;

  – кпд заднего моста; =0,983;

  – кпд бортовой передачи; =0,988;

   – кпд гусеницы; =0,950.

Таблица 3.3

Передача
I	1,5667	0,988
II	1,2647	0,988
III	1,0263	0,988
IV	0,8333	0,988
V	0,6547	0,964

         Сила тяги на крюке  кН                   

где  – сила сопротивления перекатыванию;       

            – коэффициент сопротивления перекатыванию;  = 0,07;

           – ускорение свободного падения.

    Действительная скорость трактора

где  – буксование трактора.

         Крюковая мощность трактора

         Тяговый кпд трактора  

     Тяговый удельный расход топлива

Результаты расчета тяговой характеристики трактора на всех передачах и диапазонах приведены в таблицах ниже, кривые тяговой характеристики представлены на рисунке 3.3.

Таблица 3.3 Передача I; =38,4261; =0,893

, об/мин	, м/с	, кН	, кН	, %	, м/с	, кВт		, г/кВт·ч
1940	1,86	8,12	2,49	0,16	1,86	4,64	0,274	∞
1930	1,85	10,87	5,24	0,33	1,85	9,69	0,431	∞
1920	1,85	13,65	8,03	0,51	1,84	14,73	0,524	733
1910	1,84	16,46	10,83	0,69	1,82	19,74	0,586	598
1900	1,83	19,35	13,72	0,87	1,81	24,83	0,630	516
1890	1,82	22,21	16,58	1,06	1,80	29,79	0,662	460
1880	1,81	25,10	19,47	1,24	1,78	34,75	0,687	423
1870	1,80	28,03	22,40	1,43	1,77	39,69	0,706	396
1860	1,79	31,04	25,41	1,62	1,76	44,68	0,722	371
1850	1,78	34,03	28,41	1,81	1,75	49,59	0,735	355
1840	1,77	37,05	31,42	2,00	1,73	54,45	0,745	340
1830	1,76	40,12	34,49	2,23	1,72	59,30	0,754	329
1820	1,75	43,25	37,62	2,51	1,71	64,15	0,760	320
1810	1,74	46,38	40,75	2,90	1,69	68,83	0,765	311
1800	1,73	49,53	43,91	3,34	1,67	73,41	0,768	305
1775	1,71	50,66	45,03	3,50	1,65	74,12	0,769	301
1750	1,68	51,75	46,12	3,75	1,62	74,66	0,769	299
1725	1,66	52,82	47,19	4,08	1,59	75,05	0,768	297
1700	1,63	53,88	48,25	4,43	1,56	75,34	0,767	296
1675	1,61	54,90	49,27	4,79	1,53	75,52	0,766	295
1650	1,59	55,97	50,34	5,43	1,50	75,49	0,763	295
1625	1,56	56,99	51,36	5,95	1,47	75,44	0,760	296
1600	1,54	58,07	52,44	6,96	1,43	75,01	0,753	297
1575	1,51	59,10	53,47	8,03	1,39	74,43	0,746	300
1550	1,49	60,11	54,49	9,06	1,35	73,81	0,739	302
1525	1,47	61,10	55,47	10,51	1,31	72,75	0,728	307
1500	1,44	62,06	56,43	11,94	1,27	71,63	0,718	311
1475	1,42	62,86	57,23	13,17	1,23	70,44	0,709	316
1450	1,39	63,62	57,99	14,55	1,19	69,05	0,698	321
1425	1,37	64,34	58,71	15,91	1,15	67,61	0,688	325
1400	1,35	65,02	59,40	17,35	1,11	66,05	0,677	331
1375	1,32	65,59	59,96	18,70	1,07	64,42	0,666	337
1350	1,30	66,05	60,42	19,86	1,04	62,82	0,657	342
1325	1,27	66,45	60,82	20,86	1,01	61,29	0,649	348
1300	1,25	66,87	61,24	22,20	0,97	59,53	0,639	354
1250	1,20	67,68	62,05	24,66	0,91	56,16	0,619	369
1200	1,15	68,64	63,01	29,80	0,81	51,00	0,578	398

Таблица 3.4 Передача II; =31,0198; =0,893

, об/мин	, м/с	, кН	, кН	, %	, м/с	, кВт		, г/кВт·ч
1940	2,31	6,56	0,93	0,06	2,31	2,14	0,127	∞
1930	2,30	8,78	3,15	0,20	2,29	7,22	0,321	∞
1920	2,29	11,02	5,39	0,34	2,28	12,29	0,437	879
1910	2,27	13,28	7,66	0,49	2,26	17,32	0,514	681
1900	2,26	15,62	9,99	0,64	2,25	22,45	0,570	570
1890	2,25	17,93	12,30	0,78	2,23	27,45	0,610	499
1880	2,24	20,27	14,64	0,93	2,22	32,45	0,641	453
1870	2,23	22,63	17,00	1,08	2,20	37,44	0,666	419
1860	2,21	25,06	19,43	1,24	2,19	42,48	0,686	391
1850	2,20	27,47	21,85	1,39	2,17	47,44	0,703	371
1840	2,19	29,91	24,28	1,55	2,16	52,36	0,716	353
1830	2,18	32,38	26,75	1,70	2,14	57,30	0,728	340
1820	2,17	34,91	29,28	1,86	2,13	62,27	0,738	329
1810	2,15	37,44	31,81	2,03	2,11	67,16	0,746	319
1800	2,14	39,99	34,36	2,22	2,10	71,99	0,753	311
1775	2,11	40,89	35,26	2,29	2,06	72,81	0,755	306
1750	2,08	41,78	36,15	2,37	2,03	73,52	0,757	303
1725	2,05	42,64	37,01	2,45	2,00	74,15	0,759	301
1700	2,02	43,49	37,86	2,53	1,97	74,69	0,761	299
1675	1,99	44,32	38,69	2,64	1,94	75,12	0,762	297
1650	1,96	45,18	39,55	2,73	1,91	75,57	0,763	295
1625	1,93	46,01	40,38	2,85	1,88	75,89	0,764	294
1600	1,90	46,87	41,24	2,97	1,85	76,23	0,765	293
1575	1,88	47,71	42,08	3,06	1,82	76,48	0,766	292
1550	1,85	48,53	42,90	3,18	1,79	76,64	0,767	291
1525	1,82	49,32	43,70	3,31	1,76	76,70	0,768	291
1500	1,79	50,10	44,47	3,42	1,72	76,69	0,768	291
1475	1,76	50,74	45,11	3,57	1,69	76,39	0,769	291
1450	1,73	51,36	45,73	3,68	1,66	76,03	0,769	291
1425	1,70	51,94	46,31	3,79	1,63	75,58	0,769	291
1400	1,67	52,49	46,86	3,99	1,60	74,99	0,768	292
1375	1,64	52,95	47,32	4,11	1,57	74,27	0,768	292
1350	1,61	53,32	47,69	4,21	1,54	73,42	0,768	293
1325	1,58	53,64	48,01	4,30	1,51	72,48	0,768	294
1300	1,55	53,98	48,35	4,46	1,48	71,49	0,767	295
1250	1,49	54,63	49,01	4,70	1,42	69,50	0,766	298
1200	1,43	55,41	49,78	4,97	1,36	67,58	0,765	300

Таблица 3.5 Передача III; =25,1727; =0,893

, об/мин	, м/с	, кН	, кН	, %	, м/с	, кВт		, г/кВт·ч
1940	2,85	5,32	-	-	2,85	-	-	-
1930	2,83	7,12	1,49	0,10	2,83	4,23	0,188	∞
1920	2,82	8,95	3,32	0,21	2,81	9,32	0,332	∞
1910	2,80	10,78	5,15	0,33	2,79	14,39	0,427	820
1900	2,79	12,67	7,04	0,45	2,77	19,55	0,496	655
1890	2,77	14,55	8,92	0,57	2,76	24,58	0,546	557
1880	2,76	16,45	10,82	0,69	2,74	29,63	0,586	496
1870	2,74	18,36	12,73	0,81	2,72	34,65	0,617	453
1860	2,73	20,33	14,70	0,94	2,70	39,75	0,642	418
1850	2,71	22,30	16,67	1,06	2,69	44,75	0,663	393
1840	2,70	24,27	18,64	1,19	2,67	49,73	0,680	372
1830	2,68	26,28	20,65	1,31	2,65	54,71	0,695	356
1820	2,67	28,33	22,70	1,45	2,63	59,74	0,708	343
1810	2,66	30,38	24,76	1,58	2,61	64,70	0,719	331
1800	2,64	32,45	26,82	1,71	2,60	69,61	0,728	322
1775	2,60	33,19	27,56	1,75	2,56	70,49	0,731	316
1750	2,57	33,90	28,27	1,80	2,52	71,28	0,734	313
1725	2,53	34,60	28,98	1,84	2,48	71,97	0,737	310
1700	2,49	35,30	29,67	1,89	2,45	72,59	0,739	307
1675	2,46	35,97	30,34	1,93	2,41	73,10	0,741	305
1650	2,42	36,66	31,03	1,98	2,37	73,64	0,744	303
1625	2,38	37,33	31,71	2,02	2,34	74,06	0,746	301
1600	2,35	38,04	32,41	2,06	2,30	74,50	0,748	299
1575	2,31	38,72	33,09	2,11	2,26	74,84	0,750	298
1550	2,27	39,38	33,75	2,15	2,23	75,10	0,752	297
1525	2,24	40,03	34,40	2,22	2,19	75,25	0,753	296
1500	2,20	40,65	35,02	2,27	2,15	75,32	0,755	296
1475	2,16	41,18	35,55	2,32	2,11	75,14	0,756	296
1450	2,13	41,68	36,05	2,36	2,08	74,87	0,757	296
1425	2,09	42,15	36,52	2,41	2,04	74,51	0,758	295
1400	2,05	42,60	36,97	2,45	2,00	74,07	0,759	295
1375	2,02	42,97	37,34	2,48	1,97	73,45	0,760	295
1350	1,98	43,27	37,64	2,51	1,93	72,67	0,760	296
1325	1,94	43,53	37,90	2,54	1,89	71,80	0,761	297
1300	1,91	43,81	38,18	2,56	1,86	70,94	0,761	297
1250	1,83	44,34	38,71	2,64	1,79	69,11	0,762	300
1200	1,76	44,96	39,33	2,71	1,71	67,37	0,763	301

Таблица 3.6 Передача IV; =20,4394; =0,893

, об/мин	, м/с	, кН	, кН	, %	, м/с	, кВт		, г/кВт·ч
1940	3,51	4,32	-	-	3,51	-	-	-
1930	3,49	5,78	0,15	0,01	3,49	0,54	0,024	∞
1920	3,47	7,26	1,63	0,10	3,47	5,66	0,202	∞
1910	3,45	8,75	3,12	0,20	3,44	10,76	0,319	∞
1900	3,43	10,29	4,66	0,30	3,42	15,95	0,405	802
1890	3,41	11,81	6,18	0,39	3,40	21,03	0,467	651
1880	3,40	13,35	7,72	0,49	3,38	26,11	0,516	563
1870	3,38	14,91	9,28	0,59	3,36	31,17	0,555	504
1860	3,36	16,51	10,88	0,69	3,34	36,31	0,587	457
1850	3,34	18,10	12,47	0,79	3,32	41,37	0,613	425
1840	3,32	19,71	14,08	0,90	3,29	46,38	0,635	399
1830	3,31	21,34	15,71	1,00	3,27	51,42	0,653	379
1820	3,29	23,00	17,38	1,11	3,25	56,50	0,670	363
1810	3,27	24,67	19,04	1,21	3,23	61,52	0,684	348
1800	3,25	26,35	20,72	1,32	3,21	66,49	0,696	337
1775	3,21	26,95	21,32	1,36	3,16	67,43	0,700	331
1750	3,16	27,53	21,90	1,39	3,12	68,27	0,703	327
1725	3,12	28,10	22,47	1,43	3,07	69,02	0,707	323
1700	3,07	28,66	23,03	1,47	3,03	69,70	0,710	320
1675	3,03	29,20	23,57	1,50	2,98	70,27	0,713	317
1650	2,98	29,77	24,14	1,54	2,94	70,86	0,716	315
1625	2,94	30,31	24,69	1,57	2,89	71,34	0,718	313
1600	2,89	30,89	25,26	1,61	2,84	71,84	0,721	310
1575	2,85	31,44	25,81	1,64	2,80	72,23	0,724	309
1550	2,80	31,98	26,35	1,68	2,75	72,54	0,726	307
1525	2,76	32,50	26,87	1,71	2,71	72,77	0,729	306
1500	2,71	33,01	27,38	1,74	2,66	72,91	0,731	306
1475	2,66	33,43	27,81	1,77	2,62	72,79	0,732	306
1450	2,62	33,84	28,21	1,80	2,57	72,58	0,734	305
1425	2,57	34,22	28,59	1,82	2,53	72,28	0,735	304
1400	2,53	34,59	28,96	1,84	2,48	71,90	0,737	304
1375	2,48	34,89	29,26	1,86	2,44	71,33	0,738	304
1350	2,44	35,13	29,50	1,88	2,39	70,61	0,739	304
1325	2,39	35,35	29,72	1,89	2,35	69,79	0,739	305
1300	2,35	35,57	29,94	1,91	2,30	68,98	0,740	306
1250	2,26	36,00	30,37	1,93	2,21	67,26	0,742	308
1200	2,17	36,51	30,88	1,97	2,13	65,63	0,743	309

Таблица 3.7 Передача V; =16,0576; =0,872

, об/мин	, м/с	, кН	, кН	, %	, м/с	, кВт		, г/кВт·ч
1940	4,46	3,31	-	-	4,46	-	-	-
1930	4,44	4,43	-	-	4,44	-	-	-
1920	4,42	5,57	-	-	4,42	-	-	-
1910	4,39	6,71	1,08	0,07	4,39	4,74	0,141	∞
1900	4,37	7,89	2,26	0,14	4,36	9,86	0,250	∞
1890	4,35	9,05	3,42	0,22	4,34	14,85	0,330	922
1880	4,32	10,24	4,61	0,29	4,31	19,86	0,393	740
1870	4,30	11,43	5,80	0,37	4,28	24,85	0,442	632
1860	4,28	12,66	7,03	0,45	4,26	29,92	0,483	555
1850	4,25	13,88	8,25	0,53	4,23	34,91	0,517	504
1840	4,23	15,11	9,48	0,60	4,21	39,86	0,545	464
1830	4,21	16,36	10,73	0,68	4,18	44,84	0,570	435
1820	4,19	17,63	12,00	0,76	4,15	49,86	0,591	411
1810	4,16	18,91	13,28	0,85	4,13	54,82	0,609	390
1800	4,14	20,20	14,57	0,93	4,10	59,74	0,625	375
1775	4,08	20,65	15,03	0,96	4,04	60,75	0,630	367
1750	4,02	21,10	15,47	0,98	3,99	61,65	0,635	362
1725	3,97	21,54	15,91	1,01	3,93	62,47	0,639	357
1700	3,91	21,97	16,34	1,04	3,87	63,21	0,644	353
1675	3,85	22,39	16,76	1,07	3,81	63,86	0,648	349
1650	3,79	22,82	17,19	1,09	3,75	64,52	0,652	346
1625	3,74	23,24	17,61	1,12	3,70	65,07	0,655	343
1600	3,68	23,68	18,05	1,15	3,64	65,64	0,659	340
1575	3,62	24,10	18,47	1,18	3,58	66,11	0,662	337
1550	3,56	24,51	18,88	1,20	3,52	66,50	0,666	335
1525	3,51	24,91	19,28	1,23	3,46	66,80	0,669	334
1500	3,45	25,30	19,67	1,25	3,41	67,02	0,672	333
1475	3,39	25,63	20,00	1,27	3,35	66,98	0,674	332
1450	3,33	25,94	20,31	1,29	3,29	66,85	0,676	331
1425	3,28	26,23	20,61	1,31	3,23	66,64	0,678	330
1400	3,22	26,51	20,88	1,33	3,18	66,34	0,680	330
1375	3,16	26,74	21,11	1,34	3,12	65,87	0,681	329
1350	3,10	26,93	21,30	1,36	3,06	65,24	0,682	330
1325	3,05	27,09	21,46	1,37	3,01	64,51	0,683	330
1300	2,99	27,26	21,64	1,38	2,95	63,79	0,685	331
1250	2,87	27,60	21,97	1,40	2,83	62,26	0,687	332
1200	2,76	27,99	22,36	1,42	2,72	60,82	0,689	334

3.5 Анализ технологичности детали

Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными материальными и трудовыми затратами, то есть иметь минимальную себестоимость. Эти затраты зависят от выбора варианта технологического процесса, его оснащение современным оборудованием, правильной подготовкой производства.

Особое влияние на трудоемкость изготовления, а следовательно на себестоимость детали оказывает его конструкция  и технические требования на изготовление.

Основными положительными факторами, определяющими технологичность конструкции детали, являются:

• оптимальная форма детали, обеспечивающая получение заготовки с нормальными припусками и с легко доступными для обработки поверхностями;
• размеры и поверхности детали должны иметь оптимальную степень точности и шероховатость;
• номинальная масса, достаточную жесткость детали;
• наименьшую трудоемкость, применение не дорогостоящей оснастки и инструмента, возможно меньшее применение слесарно-пригоночных работ.

Технологичность конструкции детали должно предусматривать:

• максимально широкое использование унифицированных узлов, стандартных и нормализованных деталей;
• возможно меньшее количество деталей оригинальной сложной конструкции и различных наименований и возможность на большую повторяемость одноименных деталей;
• создание деталей наиболее рациональной формы с легко доступными для обработки поверхностями;
• наличие на детали удобных базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных баз в виде площадок поясков и так далее;
• наиболее рациональный способ получения заготовок для детали с размерами, формами, возможно более близкими к готовой детали, то есть обеспечивающими наиболее высокий коэффициент использования материала и наименьшую трудоемкость механической обработки;
• полное устранение или возможно меньшее применение слесарно-пригоноч-ных работ при сборке путем изготовления взаимозаменяемых деталей.

С этих позиций примером технологичности детали может служить проектируемая деталь - стакан.

Заготовка для данной детали выполняется поковкой с классом точности Т5. Применение поковки на изготовления заготовок в значительной степени упрощает их последующую обработку, что обеспечивает высокий коэффициент использования материала и наименьшую трудоемкость обработки.

Механическая обработка состоит из сверления и зенкерования внутреннего отверстия детали с последующим развертыванием отверстия, точение наружных поверхностей, подрезание торцов, и точения канавок. Вся механическая обработка может производиться на универсальном оборудовании. Следовательно, обработка проектируемой детали может производиться на имеющемся оборудовании и на имеющихся приспособлениях.

Сборка узла не требует применения нестандартного дополнительного инструмента и приспособлений.

Все вышеперечисленное говорит о том, что деталь является технологичной и может производиться в массовом производстве с наименьшими затратами.

3.6 Расчет сборочной размерной цепи 

Для соблюдения условий работоспособности необходимо обеспечить гарантированный зазор  между гильзой внутренней и гильзой внешней.

В данном случае известными являются все номинальные и предельные размеры всех звеньев рассматриваемой цепи. Замыкающим звеном является размер , обеспечивающий зазор между рассматриваемыми узлами.

1.  - размер нижней крышки;
2.  - размер дна внутренней гильзы;
3.  - расстояние от дна внутренней гильзы до нижней плоскости поршня;
4.  - высота поршня;
5.  - расстояние надпоршневой полости;
6.  - величина стакана;
7.  - размер стакана;
8.  - величина от внешней гильзы до торца гайки;
9.  - расстояние от гайки до серьги;
10.  - размер от торца серьги до крепления;
11.  - исполнительный размер.

Метод «максимум-минимум»

Номинальный размер замыкающего звена:

где - номинальный размер составляющего звена размерной цепи;

- передаточное отношение для плоских размерных цепей с параллельными звеньями, равное (+1), для увеличивающих звеньев, (-1) – для уменьшающих звеньев.

Допуск замыкающего звена:

где допуск на размер составляющего звена размерной цепи.

Рисунок 3.3 - Схема сборочной размерной цепи

Координата середины поля допуска на размер составляющего звена:

где - координата середины поля допуска на размер составляющего звена.

Предельное верхнее и нижнее отклонения замыкающего звена:

Вероятностный метод

Расчет размерных цепей данным методом опирается на знание законов распределения вероятностей значений звеньев цепи. В этом случае допуск может и не равняться полю рассеивания случайной величины, а координата середины поля допуска может не совпадать с координатой центра группирования.

Номинальный размер замыкающего звена:

Коэффициент относительного рассеивания:

где среднеквадратичное отклонение случайной величины;

- поле рассеивание случайной величины.

В большинстве случаев размеры деталей распределяется по нормальному закону и поэтому .

Поле рассеивания случайной величины размера замыкающей цепи:

гдеt – коэффициент риска, зависящий от процента допускаемых неточностей расчета, t=3.

Допуск замыкающего звена определяется по формуле:

Координата середины поля допуска на размер составляющего звена:

где - координата середины поля допуска на размер составляющего звена.

Предельное верхнее и нижнее отклонения замыкающего звена:

Размер при расчете замыкающего звена методом:

- методом  " максимум-минимум " ………21 .

- вероятностный метод ……………………21 .

3.7 Выбор вида и метода получения заготовки

Выбор метода получения заготовок определяется:

• Технологической характеристикой материала детали, то есть его литейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением;
• Конструктивными формами и размерами заготовки;
• Требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством поверхностных слоев;
• Величиной программы выпуска и заданными сроками выполнения программы.

На выбор метода получения заготовки оказывает большое влияние время подготовки технологической оснастки (изготовление штампов, моделей, прессформ) наличие соответствующего технологического оборудования.

Выбранный метод должен обеспечивать наименьшую себестоимость детали, то есть издержки на материал, выполнение заготовки и последующую механическую обработку вместе накладными расходами должны быть минимальными.

Сравним затраты на заготовки, получаемые из проката и штампованные на горизонтально-ковочных машинах.

Если деталь изготавливается из проката затраты на заготовку определяются по ее массе и по массе сдаваемой стружки. При этом принимается во внимание стандартная длина прутков.

, (руб.)  [16., стр. 48];                           (3.40)

где Q – масса заготовки, для заготовки из круглого проката.

Q= 0,36 кг.

S – цена одного килограмма материала заготовки. S=23500 руб.

q=0,25 кг – масса готовой детали.

 руб. – цена за одну тонну отходов (для стали 45).

Стоимость заготовки, получаемой штамповкой на ГКМ определяется по формуле:

- базовая стоимость за одну тонну заготовок, руб.

=21960 руб. (данные по ВГТЗ),

- коэффициенты, зависящие от класса точности, сложности, марки материала, массы и объема производства заготовок.

=1,0 – [1,стр. 55] – для штамповок 2-го класса точности,

=0,78 – таблица № 2.12. – для штамповок І группы сложности,

=1,09 – для стали 45, масса заготовки до 3 кг.,

=1,27 – для стали 45,

=0,8 – для объема производства штамповок массой до 3 кг. 5…150 тысяч штук, согласно [1, стр. 55…56].

Масса штампованной заготовки Q=0,36 кг.

         Таким образом, стоимость штампованной заготовки в 1,306 раза меньше чем стоимость заготовки из круглого проката. Следовательно, для изготовления данной детали выбираем штампованную заготовку. 

3.8 Технологический маршрут обработки и выбор типа оборудования,

приспособления и инструмента 

Операции технологического процесса

000. Заготовительная.

005. Токарная.

Подрезать торец, сверлить и зенкеровать отверстие, обточить фаску.

010. Токарная.

Обточить поверхности, подрезать торцы, обточить фаску, обточить канавки.

015. Токарная.

Расточить фаску, расточить канавки.

020. Сверлильная.

025. Моечная.

030. Контрольная.

Выбор оборудования, приспособлений.

Основными показателями при выборе оборудования являются:

• Метод обработки;
• Суммарная мощность резания, затрачиваемая на данной операции.

Операция 005. Токарная.

• Конфигурация заготовки позволяет обрабатывать торец, сверлить и зенкеровать отверстие, расточить выточку, снять фаску с одной установки на станках токарной группы.
• В качестве баз используем наружный диаметр и торец.
• При таком базирование на токарном многошпиндельном станке можно произвести подрезку торца с поперечного суппорта, сверлить и зенкеровать отверстие, снять фаску с продольного суппорта.

Для данной операции в качестве оборудования следует использовать токарный многопозиционный полуавтомат с двойной индексацией, например 1Б240П-4К.

Операция 010. Токарная.

На данной операции установка детали производится на цанговую оправку с упором в торец.

На данной операции производится черновая и чистовая обточка наружной поверхности детали, снятие фаски, подрезка торцов, проточка канавок.

Данную операцию целесообразно производить на токарном многошпиндельном станке модели 1Б240-4К или 1216-4К, основным аргументом для выбора модели послужила суммарная мощность резания, затрачиваемая на данной операции........................................................

 Доклад к диплому:

Уважаемые председатель и члены государственной аттестационной комиссии!
Вашему вниманию предлагается дипломный проект на тему: ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ ТРАКТОРА КЛАССА 3 ЗА СЧЕТ МОДЕРНИЗАЦИИ ПОДВЕСКИ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ВСХПК «ПЛАМЯ» АЛАПАЕВСКОГО РАЙОНА.
Предприятие СХПК «Пламя» расположено вАлапаевском районе Свердловской области.
В рассматриваемом предприятия имеет место стабильно высокий уровень обрабатываемой земли, по итогам 2011 года лишь 3% земельных угодий СХПК «Пламя» остаются вне обработки. У кооператива молочно-мясное направление ведения хозяйства.
Показатели хозяйствования рассматриваемого предприятия представлены Вашему вниманию на плакате №1 Анализ производственной деятельности.
Важнейшей задачей для такого крупного, ритмично развивающегося предприятия, является повышение технического уровня тракторов, для наиболее полного соответствия современным требованиям агротехнологий.
Вопросам увеличения плавности хода в последнее время, в тракторостроении, уделяется особое внимание.
Таким образом, была определена цель проекта - модернизировать подвеску ходовой части трактора ВТ-100 (плакат №2 Общий вид трактора ВТ-100 с модернизированной ходовой частью). На балансе кооператива тракторов данной марки насчитывается 7 единиц. В дипломном проекте производится модернизация подвески трактора с вводом новых элементов.
В результате определения задач дипломного проектирования, был произведен анализ существующих конструкций амортизаторов, выявлены недостатки и достоинства. Произведен патентный поиск, предлагаются варианты улучшения конструкций.
Предлагается в подвеске гусеничного трактора устанавить гидроамортизатор, который послужит для гашения колебаний подрессоренной части трактора, а так же частичного гашения ударов со стороны ходовой части на остов (плакаты №3 Модернизированная ходовая часть трактора ВТ-100). Гидроамортизатор повысит плавность движения трактора, а значит, улучшит условия работы тракториста и трактора. Установка гидроамотризатора в каретке подвески трактора показана на плакате №4 (Сборочный чертеж каретки подвески с гидроамортизатором).
Предложенная модель подвески с гидравлическим амортизатором трактора позволяет обеспечить улучшение плавности хода трактора и увеличить срок службы амортизатора.
Проектируемый узел – гидравлический амортизатор с повышенной плавностью хода и ограничителем температуры.
Технический результат – увеличение долговечности и плавности хода амортизатора.
Технический результат достигается тем, что внутри цилиндра размещают стержень переменного сечения, проходящий через дополнительное отверстие в поршне.
Размещение внутри цилиндра стержня переменного сечения, проходящего через дополнительное отверстие в поршне, обеспечивает ограничение амплитуды колебаний на резонансных режимах, снижает температуру жидкости за счет дополнительного обмена жидкости между полостями цилиндра амортизатора.
Гидроамортизатор (плакат №5 Гидроамортизатор) состоит из внутренней и внешней гильз, внешняя гильза 1 выполняет функцию камеры компенсации температурного расширения рабочей жидкости. Во внутренней гильзе 2 размещен шток-поршень 3, разделяющий внутренний объем гильзы на две полости, сообщающиеся между собой через дроссельные отверстия в поршне, стержень 6 перепуска жидкости из одной полости в другую, имеющий переменное сечение, проходящее через отверстие в поршне, золотник, расположенный внутри поршня и выполненный в виде двух плоских, размещенных одна на другой круглых шайб, с расположенными равномерно по окружности перепускными отверстиями и термочувствительный элемент их термобиметалла.
Уплотнение внутренней гильзы гидроамортизатора осуществляется посредством уплотнительных колец 22, установленных на наружной цилиндрической поверхности стакана 7, а также имеющей сквозную расточку, в которую установленные уплотнительные кольца 23, уплотняющие шток гидроамортизатора. Уплотнение внешней гильзы гидроамортизатора осуществляется уплотнительными кольцами 21. Шток-поршень от пыли и грязи защищен гофрой 14, закрепленный с одной стороны посредством крышки 8 и гайки 9, а с другой стороны, гофра, через шайбу 12 закреплена на торце серьги 13, болтами 20.
Собранный узел устанавливается в каретку подвески на осях в вилках внешнего и внутреннего балансиров.
Стакан представляет собой тело вращения, на наружной поверхности которого проточены канавки, предназначенные для установки уплотнительных колец. В сквозной расточке стакана так же имеются две канавки, предназначенные для установки уплотнительных колец, для уплотнения штока гидроамортизатора. Для изготовления стакана разработана технологическая карта, которая представлена на плакате №6 (Технологическая карта).
Поскольку деформация кольца прямо пропорциональна рабочей длине термобиметалла, находящегося между хвостовиками шайб, то с ее, увеличением возрастает тепловая чувствительность ограничителя и сужается температурный диапазон открытия отверстий в плоских шайбах. Это позволяет настраивать ограничитель на начало работы при более высокой температуре и тем самым расширить температурный диапазон стабильной работы амортизатора (без снижения сопротивления), что позволяет увеличить долговечность.
С учетом внедряемый конструкционных решений построена тяговая характеристика базового трактора, а также представлен график скоростной характеристики. (плакат №7 Графики)
По предлагаемой Вашему вниманию конструкции, в дипломном проекте произведены инженерные и технологические расчеты, а также расчет сборочной размерной цепи, для изготовления установки даны рабочие чертежи деталей (плакаты №8 и 9).
Также в дипломном проекте разработаны разделы безопасности жизнедеятельности на производстве охраны окружающей среды.
Исходя из всего вышесказанного в экономическом разделе дипломной работы определен экономический эффект от применения планируемого проекта (Плакат №10).
Таким образом, основываясь на сравнительных характеристиках были рассчитаны планируемые показатели, рассмотрена возможность повышения производительности труда. В целом, планируемый годовой экономический эффект составит 261048 руб./на единицу (трактор).
Уважаемые председатель и члены государственной аттестационной комиссии доклад окончен, благодарю Вас за внимание.