Технико-экономическое обоснования проэкта карьера

    В комплект участка включен полный перечень оборудования, позволяющий выполнить все виды шинных работ. В отделении имеются манипуляторы для снятия и установки колес на колесном ходу с дизельными двигателями.

    Кроме основного назначения, манипулятор  обеспечивает связь с другими ремонтными подразделениями, так как не исключена потребность в разборке и сборке колес на постах ремонта и технического обслуживания автосамосвалов.

    Ремонт  шин производится, как правило  вулканизацией армированных манжет или специального пластыря. Процесс вулканизации обычно занимает 10 -18 часов. Поэтому предусматриваем площадку для обменного фонда колес в сборе. Предусматриваем подвесной кран для перемещения шин и ободов в зоне их ремонта (вес колеса 33.00x51 в сборе 3500 кг). Для обеспечения безопасных условий труда ставим приспособление, для накачки шин во избежание вылета замочного кольца.

    Расстановка оборудования на плане отделения  соответствует схеме технологического процесса и санитарно - гигиенических требований. Схема технологического процесса отделения представлена на рисунке 4.1. 

      

    Рисунок 4.1 Схема технологического процесса шиномонтажного отделения 4.2 Обоснование выбора разработки обзор существующих аналогов конструкций

    В результате расчета необходимо два  поста отделения ( для БелАЗ - 75121 и НД - 1200). Учитывая примерное соотношение между монтажом и демонтажом задних и передних колес в 1 : 1,2, принимаем пост №1 для замены передних колес, пост №2 для замены задних колес. Каждый пост имеет возможность обслуживать как БелАЗ-75121 так и НД-1200 из-за аналогичных геометрических характеристик опорных площадок автомобилей.

    Наибольшее  распространение имеют подъемники с гидравлическим и электромеханическим приводом. В нашем случае наиболее целесообразно проектировать гидроподъемник, так как в хозяйстве имеется оборотный фонд гидроцилиндров опрокидывающего механизма кузова, а также оборудования для их ТО и ТР. Гидроподъемники имеют преимущества перед электромеханическими подъемниками в меньшей массе, габаритах, стоимости изготовления, в простоте эксплуатации и обслуживании.

    Для проекта подбираем гидроцилиндры  опрокидывающего механизма автомобиля БелАЗ-75492 (75т), которые имеются на складах после списания соответствующего п.с.

    Рабочее давление в системе опрокидывающего  механизма 200 кг/см², максимальное усилие на штоках гидроцилиндров 650 кн. Принципиальная схема проектируемого подъемника изображена на рисунке 4.2.

      

1-гидроцилиндр; 2-подъемная рама; 3-поршень; 4-золотник; 5-зубчатая рейка с фиксатором; 6-пневмоцилиндр; 7-сигнализация фиксирующего механизма.

    Рисунок 4.2 Принципиальная схема подъемника

    В режиме «подъем»- жидкость подается через  полость внутри поршневого штока в надпоршневое пространство. Избыточное давление вызывает подъем рамы - 2 с автомобилем. При достижении максимальной высоты, цилиндр открывает золотниковый клапан - 4, что вызывает перепуск жидкости на слив. В случае прекращения подачи жидкости в гидроцилиндр, подъемную раму удерживает фиксатор - 5. В режиме «спускание» - сжатый воздух подается в пневмоцилиндр. Шток поршня выходит из зацепления фиксатора, о чем сигнализирует сигнализация - 7, и подъемная рама под давлением веса автомобиля опускается. Жидкость перетекает через внутриштоковую полость поршня. Скорость опускания регулируется подпорным клапаном.

    4.3     Техническая    характеристика    и    описание     конструкции гидроподъемника

    Назначение:   настоящий  гидроподъемник  предназначен для  вывешивания переднего и  заднего моста автомобилей БелАЗ - 75121 и НД - 1200; Тип - стационарный; Грузоподъемность - 60 000 кг; Количество цилиндров - 2 шт.

    Рабочее давление в системе гидроподъемника - 20 мПа. Механизм фиксации - пневматический с зубчатой рейкой. Сигнализация осуществляется посредством путевого выключателя ВК - 200 с лампой накаливания НЗС - 35-40.

    Гидроподъемник представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух рам - опорной и подъемной. На опорной раме, выполненной из швеллеров, устанавливается два гидроцилиндра. К верхним головкам гидроцилиндров болтами М16 крепится подъемная рама с рейкой.

    Стопорение в целях безопасности обслуживания осуществляется с помощью рейки и фиксатора, соединенного с пневмоцилиндром, установленным на опорной раме (установлен тормозной пневмоцилиндр БелАЗ - 7522).

    При подъеме рамы фиксатор позволяет  свободно проходить рейке благодаря косым срезам последней. После достижения нужной высоты подъема фиксатор входит в пазы рейки, фиксируя ее обратное движение. Конечный выключатель при этом разомкнут, на панели горит лампа. Для того чтобы опустить подъемную раму в исходное положение в пневмоцилиндр подается воздух, фиксатор, связанный со штоком пневмоцилиндра, выдвигается из паза рейки. Одновременно штырь, присоединенный к фиксатору, нажимает на приводной рычаг конечного выключателя, последний срабатывает, лампочка на нем гаснет. Подъемная рама опускается.

    Технические условия на изготовление:

1. все узлы и детали изготовить согласно рабочих чертежей в точном соответствии с указанными в них размерами, допусками и материалами;
2. все детали, изготовленные из листового и сортового проката не подвергаются механической обработке, отрихтовать;
3. поверхность деталей, подготовленных под сварку, очистить от ржавчины, окалины, масла и грязи;
4. по наружному виду поверхность сварных швов должна быть ровной, без резких углублений, с плавным переходом к основному металлу; сварной шов не должен иметь кратеров, трещин, пережогов, раковин и проваров;
5. после сварки швы очистить от шлака, брызг, окалины и наплавов;
6. поверхности деталей не должны иметь заусениц, задоров, вмятин, трещин и других механических повреждений;
7. острые кромки притупить радиусом или фаской 0,5 / 1мм, если на чертежах нет особых указаний;
8. резьбы, применяемые в деталях, должны соответствовать ГОСТу 9150-81; допуски на изготовление резьбы выдерживать по 7-му классу точности, ГОСТ
9. 16093-81, если на чертежах нет особых указаний;
10. опорные поверхности болтов, гаек в затянутом состоянии, должны плотно прилегать к поверхностям соединенных деталей;
11. все поверхности подлежат окраске, грунтовать грунтовкой ГФ-020 ГОСТ 4056-73 и окрасить эмалью ВП -515 светло-коричневой ТУ УХП 138-69 111,6/1;
12. после монтажа подъемника, яму закрыть рефренным листом толщиной 5 мм;

    13) к механизму фиксации подвески  магистраль сжатого воздуха Р=0,5 мПа. 
 

4.4 Расчет  конструкции

    Максимальное  усилие на поршне будет в начале подъема, поэтому расчет будем вести исходя из этого условия. Гидроцилиндры расположены вертикально, т.е. перпендикулярно нижнему основанию рамы. Определение его параметров заключается в определении диаметра поршня. Высота подъемника в нижнем положении не превышает 390 мм, чтобы обеспечить свободный подъезд автомобиля. Распределение основных сил, действующих при подъеме показано на рисунке 4.3

    

    Рисунок 4.3 Схема действующих сил при  подъеме рамы

    С помощью данных сил можно определить диаметр поршня гидроцилиндра. Графическим методом определяются следующие данные: в=3400 мм,  d³=90*, ход штока 410 мм; Задняя ось имеет 2/3 от полной, передняя  1/3 от полной.

    Собственная   масса  автомобиля   (по   исходным   данным)   БелАЗ-7521 тс=90000   кг.   С   учетом    массы   рамы,  масса   поднимаемого   груза   одним | гидроцилиндром будет [8]: 

      

              

    Сила  подъема F_1п будит прямопропорциональна весу поднимаемого груза и будет равна [8]:

    

    где - масса поднимаемого груза одним гидроцилиндром;

          g - ускорение свободного падения (м /с²);

                     = 45150 - 9.81 = 442921.5   (Н),

    Также силу    можно определить по формуле [8];

    

     где - площадь поперечного сечения поршня,

           Р - давление в системе.

    Отсюда:

    

      Площадь  поперечного  сечения   поршня   можно  также  определить  через диаметр поршня по формуле:

    

     где d_n - диаметр поршня (мм), отсюда диаметр поршня будет равен [8]:

    

    Принимаем   d_nор    =170     мм, по ГОСТу ближайший стандартный диаметр цилиндра будит d_цик  = 180 (мм)

    Проверочный расчет выполняется из условий прочности  при растяжении в поперечной (δ₂₎ и осевой (δ_z) плоскостях.

    Поперечная  плоскость [8]:

    

      где Р - давление в гидроцилиндре (мПа);

            t - толщина стенки цилиндра (мм);

           n_T - коэффициент текучести (n2 = 2.5. .3.5);

             G_T - предел текучести материала (G_T = 480 мПа).

    Должно  выполнятся условие ;

    

    

    Условие выполняется 180.5мПа < 192 мПа

      Определяем условие прочности при продольном изгибе [8]:

    

    где F_п - сила действующая от поршня (Н);

    n_ж - коэффициент жидкостного трения (n_ж = 2.5);

    Е - модуль упругости второго рода (Е = 2.5 · 10⁵);

    l_ш - длина штока (мм);

      I_р - полярный момент инерции (м·м⁴).

    Определяем  полярный момент инерции [8]:

    

    Из  условия прочности при продольном изгибе получим:

    

    Отсюда  получим: 1172295<3609220

    Условия прочности при продольном изгибе выполняется.

    Рассчитываем  нижнюю опору гидроцилиндра. Фланец нижней головки цилиндра испытывает напряжения смятия и среза. Фланец будим изготавливать из листовой   стали   35   с   термообработкой-   закалка   с   охлаждением   в   воде.   Для переменной нагрузки [δ_см] = 3500кг·с/см² = 343мПа, [τ_ср]=1400 кг·с/см² = 137 мПа ([8], табл. 15 стр. 86)

    

    где F_см - площадь смятия, 

    

    1 - корпус нижней головки цилиндра; 2 - фланец; 3 - опорная рама; а -площадь смятия; в - площадь среза.

    

    

      

    

    Принимаем

    

    где F_ср – площадь среза.

    

    

    

    Принимаем по ГоСТу – лист 10

    Рассчитываем  подъемную раму

      

    

    Определяем  необходимый момент сопротивления  сечения балки W_х: