Ремонт машинотракторного парка на примере хозяйства "Нива"

Ремонт двигателей осуществляют на участке текущего ремонта двигателей. Здесь осуществляют полную разборку двигателя, дефектацию деталей, притирку клапанов, их притирку. Затем производят обкатку с контролированием параметров и режимов обкатки.

После текущего ремонта агрегатов и узлов машины собираются на ремонтно-монтажном участке.

Последней операцией по текущему ремонту является заправка машины горючесмазочными материалами.

Шприцовку машины проводят на ремонтно-монтажном участке, а заправку перед выездом трактора из мастерской.

5. Расчет расхода основных энергетических ресурсов

5.1 Расход электроэнергии

В проектируемой ремонтной мастерской электроэнергия расходуется на силовое питание и освещение мастерской.

5.1.1 Расход электроэнергии на силовое питание

Расчет электроэнергии на силовое питание начинаем с определения активной мощности на каждом участке мастерской

W _а = k _c • ? W _уст,

где W _а - активная мощность на определенном участке, кВт;

k _с - коэффициент спроса, учитывающий время работы

токоприемников и их загрузку по мощности [1, c. 304];

? W_уст - суммарная мощность на участке, кВт;

(см. таблицу 4.1)

Тогда для участка проверки и регулировки топливной аппаратуры

W _a = 0,5 • 3,6 = 1,8 кВт.

Расчет проводим по всем участкам, результаты сводим в таблицу 5.1.

Годовой расход электроэнергии определяем по формуле [1, c24].

Таблица 5.1. Определение суммарной активной мощности

Участок	W уст	k с	W а
Участок проверки и регулировки топливной аппаратуры Участок проверки и регулировки гидросистем Инструментально-раздаточная кладовая Ремонтно-монтажный участок Участок текущего ремонта двигателей Участок обкатки двигателей Электросварочный участок Кузнечно-термический и газосварочный Участок заправки Медницко-жестяницкий Участок вулканизационных работ Участок проверки и заправки аккумуляторных батарей Участок ремонта оборудования животноводческих ферм и сельскохозяйственных машин Слесарно-механический участок Разборочно-моечный участок Участок проверки и регулировки электрооборудования	3,6 13,6 5,1 6,6 1,7 26,9 44,0 14,6 4,4 4,0 3,51 0,12 6,6 28,5 13,2 4,0	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5 0,15 0,6 0,5	1,8 6,8 2,55 3,3 0,85 13,45 13,2 4,38 3,08 2,0 1,76 0,06 3,3 4,28 7,92 2,0
ИТОГО:	146,73		70,73

_i

W _г = ? W _ai • Ф _до • k _з,

¹

где ? W _ai - суммарная активная мощность токопотребителей на на всех участках, кВт (см. таблицу 5.1.);

Ф_до - действительный годовой фонд времени работы токопотребителей (Ф _до = 2030 часов);

k _з - коэффициент загрузки токопотребителей по времени

Тогда W _г = 70,73 • 2030 • 0,75 = 107686,4 кВт-час.

5.1.2 Расход электроэнергии на освещение

Определяем по формуле [, c. 24]

W _{г ос} = Т _ос • (F _уч.1 • S _o1 +….F _уч.i • S _{o i}): 1000, (5.3.)

где F _уч.1…F_уч.i - площади участков мастерской, м² (см. табл. 4.1.)

Т _ос - годовое число часов использования максимальной осветительной нагрузки [, c. 25];

S _{o 1}….S _{o i} - удельная мощность осветительной нагрузки для разных участков [1, c. 305].

Тогда W _{г ос} = 854 • (24 •15 + 24 • 15 + 27 • 6 + 360 • 15 + 36 • 20 + 36 • 15 + 36 • 14 + 36 • 14 + 72 • 10 + 36 • 15 + 18 • 20 + 18 • 20 + 72 • 25 + 72 • 29 + 180 • 15 + 18 • 20 + 72 • 25 + 36 • 8 + 69 • 8) = 17180,8кВт-час.

5.2 Расход воды

Расход воды на производственные и хозяйственные потребности определяем по нормам [1, c. 166]

Суточную потребность в воде принимаем в размере 0,035 тонн на один условный ремонт.

Тогда годовая потребность в воде равна

Р _в = 0,035 • 253 • N _д, (5.4)

где N _д - производственная программа мастерской, количество

условных ремонтов;

253 - количество рабочих дней в году.

Тогда

Р _в = 0,035 • 253 • 116 = 1027,2 тонн.

В результате расчетов нами было определено необходимое количество электроэнергии и воды потребляемой производственным корпусом.

6. Конструктивная часть

6.1 Обоснование выбора разработки

Эксплуатация машины сопровождается процессами естественного изнашивания, следствием которых является ухудшение технико-экономических показателей ее использования. Для поддержания показателей в установленных пределах необходимо управлять техническим состоянием машины. Управление осуществляется путем реализации следующих мероприятий:

- обкатка машин стендовая и эксплуатационная;

- рациональное использование;

- техническое обслуживание;

- ремонт и хранение техники.

Анализируя состояние ремонтной базы хозяйства нами было замечено, что в процессе ремонта двигателей отсутствует такая операция, как обкатка двигателей внутреннего сгорания. Исключение этой операции значительно повлияло на состояние машинно-тракторного парка. С каждым годом у тракторов и автомобилей сокращается межремонтный период эксплуатации, что в свою очередь ведет к повышению расходов на содержание техники.

На рисунке 6.1 изображен график приработки трущихся поверхностей. Откуда видно, что для качественного сопряжения необходимо правильно притереть детали в начальный момент их совместной работы.

Это обеспечит уменьшение начального зазора (S), при котором начинается эксплуатационный (рабочий) режим сопрягаемых деталей, что в свою очередь увеличит срок службы (Т) данного сопряжения.

Поэтому в данном проекте нами разрабатывается стенд для обкатки двигателей внутреннего сгорания. С целью повышения качества ремонта и увеличения срока службы двигателей.

Отличительной особенностью данного стенда, является то, что в нем в качестве электрической машины используется нерегулируемый двигатель переменного тока.

Такая особенность установки обеспечивает ее упрощение и расширение диапазона ее скоростей.

6.2 Назначение и область применения стенда

Представленный в данной конструкторской разработке стенд, предназначен для обкатки двигателей внутреннего сгорания. При помощи стенда можно контролировать процесс обкатки, снимая показания с установленных на стенде приборов, и при необходимости изменять режим работы.

Предлагаемая установка может быть использована не только для обкатки и испытания двигателей, но также для испытания коробок передач, трансмиссий и т.п.

6.3 Описание устройства и принципа работы стенда

Предлагаемая установка содержит электрическую машину, являющуюся в зависимости от режима испытания двигателем или генератором. Вал электрической машины соединен регулируемой бесступенчатой передачей с валом испытуемого двигателя.

Испытуемый двигатель 1 (см. рис. 6.2) через муфту 2 соединяется с валом 3 фрикционной передачи 4. Корпус этой передачи жестко соединен с корпусом трехфазного асинхронного двигателя 5 и образует с ним один блок. Этот блок опирается на три стойки 12. При помощи гибких проводов электродвигатель соединен с сетью переменного трехфазного тока. К блоку, образованному передачей 4 и электродвигателем 5, жестко прикреплен рычаг 7, который через тросик 8 соединен с динамометром 9.

Все моменты, действующие между отдельными частями блока, замкнуты внутри блока и внешне не обнаруживаются, за исключением момента, передаваемого через вал 3 и муфту 2 испытываемому двигателю 1. Этот момент вызывает соответственно равный по величине, но противоположно направленный, реактивный момент, действующий на подвижный блок электродвигатель - передача. Этот реактивный момент и воспринимается рычагом 7, воздействующим на динамометр.

Изменение передаточного отношения фрикционной передачи можно производить посредством маховика 6.

Для замера оборотов выходного вала передачи целесообразно к этому валу присоединить через винтовую пару колес валик 10, служащий для соединения с тахометром или счетчиком оборотов. Для того, чтобы момент, снимаемый с этого валика, не влиял на показатели динамометра, валик 10 должен быть расположен в плоскости, перпендикулярной к главной оси фрикционной передачи и электродвигателя.

При обкатке двигателя в начале фрикционная устанавливается на минимальное число оборотов на выходе, после чего включается электродвигатель. Включение электродвигателя можно производить при выключенном сцеплении испытываемого теплового двигателя. Затем, плавно включают сцепление, по показаниям динамометра следует наблюдать за величиной момента, передаваемого испытываемому двигателю. Если этот момент окажется слишком большим, то это будет указывать на какие-то недостатки в состоянии обкатываемого двигателя, которые должны быть найдены и устранены.

По мере приработки двигателя обороты его можно плавно повышать, изменяя передаточное отношение передачи. При этом все время можно будет наблюдать момент, необходимый для прокручивания двигателя.

После холодной обкатки переход на горячую обкатку может быть произведен без каких-либо переключений и остановок непосредственно включением подачи топлива. При этом тепловой и электрический двигатели поменяются местами: тепловой двигатель будет ведущим, а электрический - ведомым. При этом обороты электродвигателя, а также и теплового двигателя несколько повысятся за счет того, что скольжение электродвигателя изменит свое направление. При холодной обкатке скольжение электродвигателя направлено против его вращения, и обороты электродвигателя ниже синхронных. При подаче топлива скольжение электродвигателя будет направлено в сторону его вращения, следовательно, его обороты будут несколько выше синхронных. Электродвигатель превратиться в асинхронный генератор, превращая механическую энергию испытываемого двигателя в электрическую и направляющий ее в общую электрическую сеть.

Изменяя передаточное отношение фрикционной передачи, можно весьма энергично изменять обороты испытываемого двигателя. Изменением подачи топлива можно в большей мере менять момент на валу двигателя, но при этом обороты его будут изменяться в небольших пределах, только за счет изменения скольжения асинхронного электродвигателя, работающего на генераторном режиме.

Эта установка также может быть использована для испытания коробок передач, трансмиссий и т.п.

6.4 Параметры существующих стендов

Существует множество стендов для обкатки двигателей внутреннего сгорания, основные параметры части из них приведены в таблице 6.1.

Установки с механической коробкой передач для холодной обкатки имеют следующие существенные недостатки: ограничение числа скоростей обкатки; невозможность плавного перехода с одной скорости на другую; переход на горячую обкатку и торможение происходит не плавно и не является прямым продолжением холодной обкатки.

Установки с электродвигателем - генератором постоянного тока дороги и имеют целый ряд эксплутационных недостатков, в результате чего они не могут быть рекомендованы для применения в мотороремонтных работах.

Таблица 6.1. Основные параметры стендов для обкатки двигателей внутреннего сгорания

Марка	Мощ- ность двига- теля кВт	Синхрон- ная частота об/мин.	Диапазон частот	Номин. момент кГ• м	Максим. момент кГ• м
			Холодн. обкатка	Горячая обкатка
СТЭ-14-1000 СТЭ-28-1000 СТЭУ-28-1000 СТЭ-40-1000	14 28 28 40	1000 1000 1000 1000	700-1450 400-950 200-1450 400-950	1600-3000 1100-2000 800-3000 1100-2000	10 28 28 40	20 56 56 80

6.5 Расчет привода

6.5.1 Момент на выходном валу вариатора

По опытным данным установлено [14], что момент трения в начале холодной обкатки дизельных двигателей составляет [14, c. 29]

М _о = М _н • (0,4 - 0,5), (6.1.)

где М _о - номинальный момент обкатываемого двигателя, кГ•м

М _о = 43,0 • (0,4 - 0,5) = (17,2 - 21,5) кгс • м.

Номинальный момент приняли двигатель А - 41Т трактора ДТ - 75

6.5.2 Выбор электродвигателя

Общий КПД привода

з = з₁ ² • з₂ ^{3 •}• з₃ (6.2.)

где з₁ - КПД муфты (з₁ =0,98);

з₂ - КПД пар подшипников (з₂ = 0,99);

з₃ - КПД фрикционной передачи (з₃ = 0,95).

з = 0,98² • 0,99³ • 0,95 = 0,86

Мощность на выходном валу редуктора

N _в = М _в • щ _в, (6.3.)

где М _в-момент на выходном валу редуктора

(М _в = М _о = 21,5), кгс • м;

щ _в-угловая скорость на выходном валу, с ?.

щ _в = (р • n): 30 (6.4.)

n - обороты двигателя, подлежащего обкатке на

холодном режиме, об/мин.

щ _в = 3,14 • 1000: 30 = 104 с ?.

Диапазон частот обкатки равный от 450 до 1000 об/ мин.

так как является наиболее распространен.

Тогда N _в = 215 • 104 = 22360 Вт.

Требуемая мощность электродвигателя

N _тр = N _в: з (6.5.)

N _тр = 22360: 0,86 = 26000 Вт.

По требуемой мощности выбираем электродвигатель серии 4А асинхронный, закрытый обдуваемый, с асинхронной частотой вращения 1450 об/мин. и мощностью 22 кВт. так как перегрузка составляет не более 18%.

6.5.3 Передаточное число редуктора

u = n _дв: n, (6.6.)

где n_дв - обороты электродвигателя, об/мин.

u = 1450: 450 = 3,2

6.6 Прочностные расчеты

6.6.1 Диаметр выходного вала редуктора (вариатора)

₃

d_в = v (16 • М _в): (р • [ф _к]), (6.7.)

где [ф _к] - допустимое напряжение кручения, МПа

₃

d _в = v (16 • 430 • 10³): (3,14 • 20) = 47 мм.

6.6.2 Выбор муфты

Муфту для соединения вала обкатываемого двигателя с выходным валом редуктора выбираем по моменту равному

М _м = М _о • 2, (6.8.)

где М _м - момент передаваемый муфтой, Н • м;

М _о - момент на валу ДВС, Н • м.

М _м = 215 • 2 = 430 Н•м

Момент на валу обкатываемого двигателя приняли вдвое больше так как допускается двукратная перегрузка. Следовательно, выбираем 500 - 55 - 1 ГОСТ 20884 - 82.

Заключение

Анализируя материалы, приведенные в настоящем дипломном проекте можно сказать, что необходимо произвести реконструкцию ремонтной мастерской ТОО «Нива».

В данном проекте решается вопрос о реконструкции мастерской. Также произведен подбор оборудования позволяющее повысить качество ремонта и снизить себестоимость продукции.

В результате реконструкции нами была получена годовая экономия в размере 68,5 тыс. рублей, при этом срок окупаемости составил 4,5 года.

Представлен в качестве конструктивной разработки стенд для обкатки двигателей внутреннего сгорания, позволяющий повысить качество обкатываемых двигателей и этим самым увеличить межремонтный срок службы техники.

В проекте также рассмотрены вопросы связанные с охраной труда и противопожарной безопасности.

В экономической части приведен расчет основных показателей технико-экономической оценки, полученной после реконструкции мастерской.