где Р - расходуемое количество пара, т;

S_П - стоимость 1 т пара, руб.

Потребляемое количество производственного пара составляет 113934 т.

Стоимость 1 т пара составляет 4 руб. Подставляя в формулу численные значения, получаем:

С_ОТ = 113934 · 4 = 455736 руб.

5) Затраты на электроэнергию:

Затраты на электроэнергию составят [13]:

З_Э = W_Э · С_Э, (1.114)

где W_Э - годовой расход электроэнергии, кВт;

С_Э - стоимость одного кВт·ч силовой электроэнергии , руб.

Из расчета производственной программы:

W_Э = 74106 кВт·ч;

С_Э = 1,24 руб. за кВт·ч.

З_Э = 74106 · 1,24 = 91891 руб.

6) Затраты на воду:

С_В = Q_В · S_М, (1.115)

Q_В - годовой расход воды, м³;

S_М - стоимость 1 м³ воды, руб/м³.

Из расчета производственной программы:

Q_В = 1068 м³; S_М = 5,4 руб/м³.

С_В = 1068 · 5,4 = 5767 руб.

7) Затраты на ТР оборудования:

Затраты на текущий ремонт оборудования принимается примерно 5 % от его стоимости:

З_ОБТР = 0,05 · С_ОБ (1.116)

З_ОБТР = 0,05 · 420770 = 21039 руб.

8) Затраты на вспомогательные материалы:

Затраты на вспомогательные материалы принимается примерно 4,5% от стоимости оборудования:

З_{ВСП.МАТ} = 0,045 · С_ОБ (1.117)

З_ОБТР = 0,045 · 420770 = 18935 руб.

9) Затраты на инвентарь:

Затарты на инвентарь принимаются примерно 7 % от его стоимости:

З_ИНВ = 0,07 · С_ИНВ (1.118)

где С_ИНВ - стоимость инвентаря, руб.

З_ИНВ = 0,07 · 8415 = 589 руб.

10) Затраты на охрану труда:

З_ОХР = 3000 ·N_РАБ, (1.119)

З_ОХР = 3000 · 8 = 24000 руб.

11) Расходы на содержание помещений:

З_{СОД.ПОМ} = 0,03 ·С_УЧ, … (1.120)

З_{СОД.ПОМ} = 0,03 · 415440= 12463,2 руб.

1.21.6 Накладные расходы

Накладные расходы не являются прямыми расходами. Они включают в себя зарплату служащих, затраты на подготовку производства, амортизацию зданий и оборудования и др.

Накладные расходы принимаются равными 150% от общего годового фонда заработной платы:

НР = 1,5 · ФОТ (1.121)

НР = 1,5 · 1809275 = 2713913 руб.

1.21.7 Смета затрат и калькуляция себестоимости

Для удобства данные по затратам на производство продукции сводятся в таблицу - смету затрат и калькуляции себестоимости. Себестоимость представляет собой затраты, приходящиеся на единицу выполненной работы.

Таблица 1.15.

Суммарная смета годовых затрат

Статья расходов	? в тыс. руб.	Калькуляция на 1 чел.-ч., руб.	Удельный вес, %
1. Заработная плата ремонтных рабочих	1809275	69,52	33,28
2. Начисление на заработную плату (ЕСН)	470412	18,07	11,84
3. Цеховые расходы
- на топливо при обкатке	9450	0,36	0,17
- на масло при обкатке	2040	0,07	0,04
- на запасные части, прочие материалы	28300	1,1	0,33
- на отопление	45573	1,75	0,43
- на электроэнергию	91891	3,53	1,11
- на воду	5767	0,22	0,10
- на ТО и ТР оборудования	21039	0,8	0,38
- на вспомогательные материалы	18935	0,73	0,34
- на инвентарь	589	0,02	0,01
- на охрану труда	24000	0,92	0,43
- на содержание помещений	12463	0,48	0,23
4. Амортизация основных фондов	66708	2,56	1,30
Итого прямых затрат	2606442	100,15	50,06
5. Накладные расходы	2713913	104,28	49,94
Общие затраты	5320355	204,42	100,00

1.21.8 Расчет себестоимости, прибыли и налогов

Общая себестоимость [9]:

S_ОБЩ = З_ОБЩ / Т_ОБЩ, (1.122)

где З_ОБЩ - общие суммарные затраты за год, руб.; Т_ОБЩ - годовой объём работ, чел-ч.

S_ОБЩ = 5320355 / 26026 = 204,42 руб/чел.-ч.

При заданной рентабельности R = 20% цена 1 чел.-ч. работы составит:

Ц = S_ОБЩ · (1 +R) (1.123)

Ц = 204,42 · (1 + 0,2) = 245 руб/чел.-ч.

Выручку рассчитываем следующим образом [13]:

В = Ц · Т_ОБЩ, (1.124)

В = 245 · 26026 = 6376370 руб.

Прибыль от реализации [13]:

П_Р = В - З_ОБЩ, (1.125)

П_Р = 6376370 - 5320355 = 1056015 руб.

Балансовая прибыль [13]:

П_Б=П_Р+Д_ВН - Р_ВН, (1.126)

где Д_ВН - внереализационные доходы, руб., Р_ВН - внереализационные расходы, руб.

Внереализационные доходы [13]:

Д_ВН = 0,1% ·В (1.127)

Д_ВН = 0,1% · 6376370 = 637637 руб.

Внереализационные расходы [13]:

Р_ВН = Н_И,(1.128)

где Ни - налог на имущество, руб.

Налог на имущество составляет 2,2 % от стоимости основных производственных фондов [13]:

Н_И = 0,022 · С_ОПФ · К_ИЗ, (1.129)

где К_ИЗ - коэффициент износа основных производственных фондов;

К_ИЗ = 0,55.

Н_И = 0,022 · 886702 · 0,55 = 10729 руб;

Р_ВН = 10729 руб;

П_Б = 1056015 + 637637 - 10729 = 1682923 руб.

Налогооблагаемая прибыль [13]:

П_НО = П_Б, (1.130)

П_НО = 1682923 руб.

Налог с прибыли составляет 24 % от балансовой прибыли[13]:

Н_ПР = П_НО · 0,24, (1.131)

Н_ПР = 1682923 · 0,24 = 403901,52 руб.

Чистая прибыль определяется балансовой и налогом на прибыль[13]:

П_Ч = П_Б - Н_ПР, (1.132)

П_Ч = 1682923 - 403901,52 = 1279021,48 руб.

Чистый доход:

ЧД = П_Б + А, (1.133)

ЧД = 1682923 + 66708 = 1749631 руб.

Финансовые результаты работы моторного участка сведены в таблицу 1.16.

Таблица 1.16.

Финансовые результаты проекта

№ п/п	Показатели	Числовое значение, руб.
1	Выручка от реализационных услуг	6376370
2	Общие затраты на производство	5320355
3	Прибыль от реализации	1056015
4	Внереализационные доходы	637637
5	Внереализационные расходы	10729
6	Прибыль балансовая	1682923
7	Налог с прибыли	403901,52
8	Прибыль чистая	1279021,48
9	Амортизация	66708
10	Чистый доход	1749631

Полученные финансовые результаты проекта говорят о его рентабельности.

1.21.9 Показатели финансово-экономической деятельности

1) Фондоотдача - выпуск продукции на 1 рубль основных производственных фондов.

Ф_О = В / К_{ОСН И ОБОР}, (1.134)

гдеК_{ОСН И ОБОР} - капитал основной и оборотный, руб.

Ф_О = 6376370 / 2721110 = 2,34.

2) Фондоемкость - показывает, сколько приходится фондов на 1 рубль выпущенной продукции.

Ф_Е = 1 / Ф_О, (1.135)

Ф_Е = 1 / 6,39 = 0,43.

3) Фондовооруженность - показывает, сколько основных фондов приходится на одного рабочего.

Ф_В = К_{ОСН И ОБОР} / N_ОБЩ (1.136)

Ф_В = 2721110 / 14 = 194365 руб.

4) Рентабельность использования основных производственных фондов

По балансовой прибыли

R_Б = П_Б / К_{ОСН И ОБОР} · 100% (1.137)

R_Б = 1682923/ 2721110 = 61,85 %

По чистой прибыли

R_Ч = П_Ч / К_{ОСН И ОБОР} · 100% (1.138)

R_Ч = 1279021,48 / 2721110 = 47 %

5) Коэффициент прибыльности труда

По балансовой прибыли

К^Б_{ПР ТР} = П_Б / ФОТ_ОБЩ · 100% (1.139)

К^Б_{ПР ТР} = 1682923/ 1809275 · 100% = 93 %

По чистой прибыли

К^Ч_{ПР ТР} = П_Ч / ФОТ_ОБЩ · 100% (1.140)

К^Ч_{ПР ТР} = 1279021,48 / 1809275· 100% = 70,69 %

6) Рентабельность затрат

По балансовой прибыли:

R^З_Б = П_Б / З_ОБЩ · 100% (1.141)

R^З_Б = 1682923/ 5320355 · 100% = 31,63 %

По чистой прибыли:

R^З_Ч = П_Ч / З_ОБЩ · 100%, (1.142)

R^З_Ч = 1279021,48 / 5320355· 100% = 24,04 %.

7) Рентабельность продаж

По балансовой прибыли:

R^ПР_Б = П_Б / В · 100%, (1.143)

R^ПР_Б = 1682923 / 6376370 · 100% = 26,39 %

По чистой прибыли:

R^ПР_Ч = П_Ч / В · 100%, (1.144)

R^ПР_Ч = 1279021,48 / 6376370 · 100% = 20,06 %.

8) Коэффициент эффективности производства

К_ЭФ = (ФОТ_ОБЩ + П_Б) / (ФОТ_ОБЩ + А + З_МАТ), (1.145)

гдеЗ_МАТ - затраты на материалы, руб.

К_ЭФ = (1809275 + 1682923) / (1809275 + 66708+ 39790) = 1,82.

9) Коэффициент прибыльности производства

К_{ПРИБ ПР} = П_Б / (ФОТ_ОБЩ + А + З_МАТ) (1.146)

К_{ПРИБ ПР} = 1682923/ (1809275+ 66708+ 39790) = 0,88.

10) Срок окупаемости: С_опф = 415440+ 420770 + 8415 + 42077 = 886702

Т = С_опф/ П_Б (1.147)

Т = 884462 / 1682923= 0,5 года

Определим критический объем работ [13]:

Критический, то есть тот минимальный годовой объем работ, превышение которого обеспечивает окупаемость затрат и получение прибыли, определяется по формуле:

W_КР = З_ПОСТ / (Ц_ЧЧ - S_ПЕР), (1.148)

гдеЗ_ПОСТ - постоянные затраты, руб.;

S_ПЕР - себестоимость переменных затрат, руб.

Постоянные затраты - это накладные и косвенные расходы. Согласно смете они составляют 2713913 руб. Себестоимость переменных затрат - это прямые затарты, приходящиеся на 1 чел.-ч., согласно смете они составляют 100,15 руб. Таким образом критический объем работ составляет:

W_КР = 2713913/ (245 - 100,15) = 18736 чел-ч.

Выразим критический объем в процентах [13]:

% = W_КР / Т_ОБ · 100%, (1.149)

% = 18736 / 26026 · 100 = 71,99 %

Построим график самоокупаемости работ (рис. 1.1).

Из графика видно, что минимальный объем работ, обеспечивающий окупаемость затрат равен 18736 чел-ч или составляет примерно 72 % от годового объема работ. Также можно сказать, что для получения прибыли объем работ должен быть больше 18736 чел-ч.

Рис 1.3 График самоокупаемости работ

Итоговые технико-экономические показатели проекта приведены в табл. 1.17.

Таблица 1.17.

Сводная таблица технико-экономических и финансовых показателей моторного участка

№ п/п	Показатели	Единицы измерения	Значение
1	Годовой объем работ	чел-ч	26026
2	Количество производственных рабочих	чел.	14
3	Производственная площадь	м2	180
4	Средняя заработная плата	руб.	10770
5	Основные производственные фонды	руб.	886702
6	Себестоимость 1 чел-ч	руб.	204,42
7	Балансовая прибыль	руб.	1682923
8	Чистая прибыль	руб.	1279021,48
9	Рентабельность использования основных производственных фондов
	по балансовой прибыли/ по чистой прибыли	%	61,85 / 47
10	Рентабельность затрат
	по балансовой прибыли / по чистой прибыли	%	31,63 / 24,04
11	Рентабельность продаж
	по балансовой прибыли / по чистой прибыли	%	26,39 / 20,06
12	Коэффициент прибыльности труда
	по балансовой прибыли / по чистой прибыли	%	93 / 70,69
13	Коэффициент эффективности производства		1,82
14	Коэффициент прибыльности производства		0,88
15	Фондоотдача		2,34
16	Фондоемкость		0,43
17	Фондовооруженность	руб.	194365
18	Минимальный объем работ, обеспечивающий окупаемость затрат	%/чел-ч	18736
19	Срок окупаемости	лет	0,5

В данном проекте была рассмотрена возможность увеличения экономической эффективности работы предприятия за счет капиталовложений на приобретение необходимого оборудования для моторного участка, темпов и сроков окупаемости денежных вложений. Полученные результаты говорят о том, что инвестиции являются эффективными и полностью оправданы.

2. Разработка конструкции стенда для развальцовки трубок систем питания двигателей автомобилей КамАЗ и МАЗ

2.1 Обоснование целесообразности конструкции стенда

При подборе оборудования для моторного участка АТП «Автопарк №6 Спецтранс» возник вопрос о выборе стенда для облегчения и механизации работ по обслуживанию и ремонту систем питания двигателей. Необходимо отметить, что парк в основном состоит из автомобилей МАЗ и КамАЗ. При ремонте двигателей так или иначе встает вопрос о ремонте систем питания, а так как трубки являются основной частью данных систем и часто причиной нарушения нормальной работы, то необходим универсальный стенд с большими функциональными возможностями: развальцовка трубок различного диаметра и толшины, а самое главное, такой стенд, работа с которым не была бы изнуряющей и рутинной для рабочего персонала, а доставляла бы ему максимум удовольствия, и как следствие повышались бы общие показатели эффективности производства на участке по ремонту двигателей и на предприятии в целом. То есть целью реконструкции является установка стенда максимально облегчающего и упрощающего труд рабочего. Из уже разработанных стендов, описанных в разделе 2. ни один не подходит под понятие «удобный», одни лучше, другие совсем уж простенькие, а нужного и нет. Поэтому целью данного раздела является попытка усовершенствования уже имеющегося стенда до уровня необходимого для успешной и плодотворной работы. В этом разделе будет выбран прототип, произведена его модернизация с добавлением к стенду элементов облегчающих производственный процесс, улучшающих и упрощающих технику безопасности при работе со стендом и уменьшающих потребное для единичного производственного цикла на стенде время.

2.2 Анализ конструкций аналогичных стендов

На предприятиях автомобильного транспорта для развальцовки трубок применяют несколько типов приспособлений и стендов для развальцовки трубок тормозных систем и систем пинания двигателя:

- Развальцовка модели 458R с трещоточным механизмом (рис 2.1);

- Развальцовка модели 345 без трещоточного механизма (рис. 2.2);

- Станок для односторонней и двусторонней развальцовки трубок (рис 2.3).

Рис. 2.1 Развальцовка модели 458R с трещоточным механизмом

Рис. 2.2 Развальцовка модели 345 без трещоточного механизма



Рис. 2.3 Станок для односторонней и двусторонней развальцовки трубок.

Важным элементом во всех этих типах развальцовок является нагрузочное устройство. В качестве нагрузочного устройства в них применяют механический привод устройства, то есть развальцовочный наконечник приводится в действие вручную. При этом усилие развальцовки ни чем не фиксируется и возникает большая опасность перевальцевать трубку.

Развальцовки моделей 458R и 345 по своей конструкции очень схожи. И представляет собой комбинацию из двух зажимов и комплект насадок. Первый зажим изготовлен из двух прямоугольных стальных брусков. По линии прилегания этих брусков друг к другу просверлены отверстия соответствующие диаметру трубок имеющие насечку на внутренних стенках. Края отверстий раззенкованы и служат для формирования задней конусной поверхности грибка. Этот зажим, вместе с зажатой в нем трубкой, зажимается внутри прочной металлической рамки таким образом, чтобы трубка оказалась строго на одной прямой с винтом, прижимающим к ней насадку для развальцовки. Насадка представляет собой стальной цилиндр диаметром около 20 мм, имеющий с одного торца углубление для прижимающего винта, а с другой торца - поверхность специальной формы. Эта поверхность у разных насадок имеет различную форму. Насадка, позволяющая развальцовывать трубку в виде воронки, имеет форму конуса и подходит для любого диаметра трубки. Насадка для формирования грибка имеет форму воронки с выступающим по центру направляющим стержнем. Диаметр этого стержня в точности соответствует внутреннему диаметру трубки, а сам стержень служит для центровки насадки в процессе развальцовки. Соответственно, для трубок разного диаметра применяются разные насадки. Перед развальцовкой конец трубки необходимо обрезать строго перпендикулярно. Лучше использовать для этого специальный резак для трубок, поскольку им работать легче, и он обеспечивает более точную перпендикулярность отрезания. После этого, торец трубки нужно слегка обработать напильником, удалив с него внутренние и внешние заусенцы. Далее, нужно зажать трубку в приспособлении для развальцовки, чтобы ее конец немного выступал. Для формирования грибка на тормозных трубках диаметром 4,75 мм. он должен выступать примерно на 4 мм. После этого, нужно установить насадку, вставив ее центрирующий стержень внутрь трубки, и давить на нее винтом до тех пор, пока поверхность насадки не прижмется к поверхности зажимающих трубку брусков. После этого можно ослабить все винты и вытащить трубку из приспособления - грибок готов. Естественно, перед развальцовкой нужно не забыть надеть на трубку штуцер. Кроме того, для облегчения процесса развальцовки, можно торец трубки слегка смазать маслом.

Станок для односторонней и двусторонней развальцовки трубок состоит из:

- станина;

- вороток;

- набор зажимов для трубок различного диаметра;

- набора штампов двухсторонних;

Принцип действия аналогичен описанному выше, при развальцовке приспособлениями моделей 458R и 345. Основным недостатком всех этих типов развальцовок является то, что весь процесс развальцовки производится в ручную и усилие развальцовки при этом практически ни чем не фиксируется.

2.3 Предлагаемая конструкция стенда

2.3.1 Технические характеристики прототипа

В качестве прототипа принят стенд РУНА 2814 «Стенд для развальцовки концов тонкостенных трубок». Схема стенда представлена на рис. 2.4.

Учитывая, что аналогов такого стенда, о котором шла речь в разделе причин и обоснований реконструкции нет, то выполнена реконструкция стенда с разработкой принципиально новой концепции производственного процесса, которая подразумевает внедрение в конструкцию стенда новых элементов и проведение для их выбора некоторых расчетов.

Таблица 2.1

Технические характеристики стенда

№ п/п	Наименование	Обозначение	Значение
1	Конструкция	-	переносная
2	Привод стенда	-	электрический
3	Тип электродвигателя привода	-	ЭП-5
4	Мощность	кВт	0,37
5	Частота вращения вала	с-1(об./мин)	25(1500)
6	Редуктор	-	24-63-63-56-1-2-У2
7	Частота вращения развальцовочного конуса	с-1 (об/мин)	2,5(24)
8	Максимальное усилие развальцовки	кН (кгс)	5,5(550)
9	Род тока питающей сети	-	переменный
10	Частота тока	Гц	50
11	Напряжение	В	380
12	Длина стенда	мм	1030
13	Ширина стенда	мм	400
14	Высота	мм	270
15	Масса	кг	15



2.3.2 Устройство стенда

Стенд состоит из следующих основных частей (рис. 2.4.)

- электродвигателя асинхронного

- редуктора червячного

- пульта управления

- основания

Ведомый вал редуктора выполнен полым. На валу установлен, при помощи шлицевого подвижного соединения, развальцовочный конус, имеющий возможность совершать возвратно-поступательное движение при помощи ходового винта. Ходовой винт зафиксирован через буфер, состоящий из тарельчатых пружин на кронштейне основания. На противоположном кронштейне основания расположено устройство для зажима сменных матриц. При помощи сменных матриц производиться установка и фиксация изделия (трубки) в зажимном устройстве. Начальное и конечное положение развальцовочного конуса отслеживается конечными выключателями.

2.3.3 Принцип работы

Принцип работы основан на одновременном осуществлении вращательного и возвратно-поступательного движения развальцовочного конуса, а выбранная кинематическая схема позволяет получить, при сравнительно малой мощности электродвигателя, значительные крутящие моменты и осевые усилия при развальцовке.

В состав электрооборудования стенда входят электродвигатель ЭП5, два микропереключателя SQ1 b SQ2 и пульт управления. В состав пульта управления входят автоматический выключатель QF, предохранитель со вставкой плавкой на 6А, сигнальная лампа «СЕТЬ», кнопки запуска и остановки двигателя, промежуточные реле К1…К3, реле времени КТ1.

Для подачи питания в схему электропривода необходимо автоматический переключатель перевести в положение «I», при этом загорается лампа «СЕТЬ». При нажатии кнопки «ПУСК» срабатывает реле К1 и своими контактами блокирует кнопку «ПУСК» и включает электродвигатель. При срабатывании микропереключателя SQ1 срабатывает реле К2, своими контактами отключая реле К1, а следовательно и двигатель и включает реле времени КТ1. После заданной выдержки времени (5сек) срабатывает реле К3, которое осуществляет реверсивное включение двигателя. Сработавший микропереключатель SQ2 отключает реле К2, которое отключает реле времени КТ, а оно, в свою очередь, отключает реле К3, которое отключает двигатель.

2.3.4 Прочностные расчеты элементов стенда

1. Выбор электродвигателя

Ввиду причин модификации и повышения развальцовочных характеристик стенда предполагается увеличить мощность на ведомом валу редуктора до Р_В = 0,5 кВт при частоте вращения = 3,0 с^-1.

Общий КПД червячного редуктора зЧР = 0,41; КПД шлицевого соединения зШС = 0,92.

Общий КПД привода:

(2.1)

Требуемая мощность электродвигателя [4]:

(2.2)

Частота вращения:

(2.3)

По требуемой мощности подбираем электродвигатель асинхронный ЭП-8, мощностью PДВ = 0,7 кВт и частотой вращения nДВ = 250 об/мин. (ГОСТ 19523-81).

2. Расчет муфты

Для соединения вала двигателя и ведущего вала червячного редуктора на стенде применяется муфта упругая втулочно-пальцевая, обладающая относительно простой конструкции.

Пальцы и кольца берут стандартные, размещая их так, чтобы выполнялось условие [4]:

z · d0 < 2,8 D0, (2.4)

где z - число пальцев, z = 6;

d0 - диаметр отверстия под упругий элемент, d0 = 20 мм;

D0 - диаметр расположения пальцев, D0 = 68 мм.

6 · 20 < 2,8 · 68

120 < 190,4

Условие выполняется.

Упругие элементы проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами [4]:

_СМ = 2 TК /(z · D0 · dП · lВТ ) < []СМ, (2.5)

где T_К - вращающий момент на валу двигателя, Н·м;

d_П - диаметр пальца, d_П =0,1м;

l_ВТ - длина упругого элемента, l_ВТ = 0,16м

Вращающий момент на валу двигателя определяется по формуле:

Т_К = Р_ДВ / n_ДВ, (2.6)

Т_К = 0,7 · 10³ / 250 = 2,8 Н·м.

Расчет по напряжениям смятия условный, так как не учитывает истинный характер распределения напряжений. В этом случае допускаемые напряжения []_СМ = 2 МПа.

2 · 1,4 /(6 · 0,68 · 0,1 · 0,16) < 2 МПа

0,085 МПа < 2 МПа

Условие выполняется.

Пальцы муфты, выполненные из стали 45, рассчитываются на изгиб[4]:

_ИЗ = 2 Т_К · (0,5 · l_ВТ · С) / (z · D₀ · 0,1 · d³_П) < []_ИЗ, (2.7)

где С - зазор между полумуфтами (С = 0,003 ч 0,005 м).

Допускаемое напряжение изгиба принимают []_ИЗ = _Т МПа, где _Т - предел текучести материала пальцев, _Т = 290 МПа, следовательно []_ИЗ = 130 МПа.

_ИЗ = 2 · 2,8 · (0,5 · 0,16 · 0,004) / (6 · 0,68 · 0,1 · 0,1³) < 130 МПа;

4,39 МПа < 130 МПа

Условие выполняется.

3. Расчет винтовой пары ( валик шлицевой - винт ходовой)

Рис. 2.5 Схема для расчета винтовой пары

Критерием работоспособности винтовой пары являются: износосотойкость резьбы, износостойкость опорной поверхности наконечника шлицевого валика, прочность и устойчивость ходового винта.

Основная причина выхода из строя винтовой пары - износ резьбы. Поэтому основным является расчет износостойкости резьбы, который расчитывается по следующей зависимости [4]:

 (2.8)

где q_P - удельное давление на рабочей поверхности резьбы, определяемое при допущении, что нагрузка равномерно распределяется по виткам резьбы;

Q - наибольшая осевая сила, действующая на винт; р - шаг резьбы; d - наружный диаметр резьбы; d₁ - внутренний диаметр резьбы; Н - длина резьбы в шлицевом валике; [q_P] - допускаемое удельное давление.

Допускаемое уделное давление для стали 40Х принимается равным [q_P] = 5,5 Н/мм².

3,69 Н/мм² ? 5,5 Н/мм²

Условие выполняется.

Ходовой винт расчитывается на прочность и устойчивость. Прочность винта проверяется в расположеном левее шлицевого валика сечении, в котором действует напряжение сжатия у и кручения ф [4]:

(2.9)

где у_ЭКВ - эквивалентное (приведенное) напряжение, МПа; М_К - крутящий момент, равный моменту на резьбе, Н·м; [у] - допускаемое напряжение, Мпа; у_Т - предел текучести матариала винта; [n] - допустимый коэффициент запаса прочности.

Предел текучести для стали 40Х равен у_Т = 690 МПа; допустимый коэффициент запаса прочности принимается в пределах [n] = 3 ч 4.

Тогда получим:



21,62 МПа ? 197 МПа

Условие выполняется.

При расчете ходового винта на устойчивость принимают, что винт представляет собой стержень с жестко закрепленным левым и свободным правым концом. При такой схеме коэффициент приведения длины µ = 2. Расчетная длина l винта принимается равной расстоянию от середины гайки до упорного буртика винтапри его максимальном выдвинутом положении.

Проверочный расчет проводится в зависимости от гибкости винта л:

(2.10)

где i - радиус инерции сечения винта, мм.

(2.11)

где J - момент инерции поперечного сечения винта, мм⁴; F - площадь поперечного сечения винта, мм².

Момент инерции поперечного сечения винта определяется по эмпирической зависимости, учитывающей и работу витков резьбы:

(2.12)

Тогда радиус инерции сечения винта будет равен:

Определяем гибкость винта:

При 90 > л > 55 проверочный расчет устойчивости проводится по следующей формуле [4]:

(2.13)

где [n_У] - допустимый коэффициент запаса устойчивости, принимается в пределах [n_У] = 3 ч 4.

969 Н ? 5500 Н

Условие выполняется.

2.3.5 Инструкция по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту

1. Проверить техническое состояние механической части стенда.

2. Проверить затяжку резьбовых соединений, устранить непредусмотренные люфты в подвижных соединениях, проверить состояние защитного кожуха.

3. Проверить состояние полумуфты.

4. Проверить техническое состояние электрической части стенда.

5. Проверить заземление стенда

6. Проверить наличие смазки в редукторе согласно паспорту на него.

7. Проверить работу стенда на холостом ходу:

7.1. Проверить в ручную (за муфту) свободное вращение электродвигателя привода стенда.

7.2. Проверить работу кнопок «ПУСК», «СТОП» пробным включением

2.4 Технологический процесс изготовления полумуфты

Исходными данными для разработки технологического процесса являются:

Чертеж детали.

Годовая программа выпуска деталей - 3 штуки (единичное производство).

2.4.1 Оценка и обеспечение технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции изделия - это приспособленность к производству данного типа.

Анализ технологичности конструкции детали производится с учетом условий ее производства.

Стандарт предусматривает два вида технологичности: производственную и эксплуатационную. Производственная технологичность проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, а также на процесс изготовления. Эксплуатационная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Стандарт предусматривает возможность применения качественного и количественного методов оценок. Качественная оценка характеризует конструкцию обобщенно, на основе научно-производственного опыта и предшествует количественной. Количественная оценка основана на использовании показателей, численное значение которых характеризует технологичность конструкции.

Стандарт устанавливает следующие требования к технологичности конструкции деталей:

Конструкция детали должна состоять из стандартных или унифицированных элементов.

Детали должны изготовляться из стандартных или унифицированных заготовок.

Точность и шероховатость поверхности должны обеспечиваться точностью установки, обработки и контроля.

Точность и шероховатость сопрягаемых поверхностей должны соответствовать возможностям применяемых методов обработки.

Технологичность конструкции детали в дипломном проектировании следует оценивать качественно, по уровню выполнения перечисленных требований.

Материал по качественной оценке и обеспечению технологичности представляется в расчетно-пояснительной записке в виде таблицы.

Таблица 2.2

Качественная оценка обеспечения технологичности детали

Требования	Качественная оценка удовлетворения требований
	Полное выполнение	Частичное	Невыполнение
1. Отсутствие участков конструкции напряжения	+	-	-
2. Отсутствие острых углов	+	-	-
3. Отсутствие глубоких глухих отверстий	+	-	-
4. Отсутствие тонких ребер	+	-	-

2.4.2 Обоснование выбора вида заготовки

Заготовку выбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска. Научно-производственный опыт показывает, что в условиях единичного производства для деталей, представляющих собой тела вращения, наиболее экономичной является заготовка из проката. В нашем случае это

110-В ГОСТ 2590-88

Круг ----------------------------

30 ГОСТ 1050 - 92

2.4.3 Расчет режимов резания

Токарно-винторезная операция

Элементы режима резания обосновываем для каждого технологического перехода, исходя из свойств материала заготовки и вида перехода (операции) - черновой, получистовой, чистовой и т.п. При обработке заготовки резанием вначале выбираем материал режущей части инструмента на основе данных ГОСТ 3884-88, ГОСТ 4872-88 и научно-производственного опыта [6].

Оптимальную скорость резания определяем по эмпирической зависимости [7]:

V_опт=C_v / T^mt^xs^y (2.14)

Коэффициент C_v=350,

Стойкость инструмента T=60мин,

Глубина резания t = 2,5 мм,

Продольная подача s = 0.3мм/об

V_опт = 237 м/мин

Определяем оптимальную частоту вращения шпинделя:

n_опт = 1000 V_опт/ 3.14 D_дет = 686 об/мин

Корректируем оптимальную частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка 16К40П

n_действ = 630 об/мин

Корректируем скорость резания

V_действ=3.14 D_дет n_действ/1000 = 217 м/мин (2.15)

Определяем силу резания

P=10C_pt^xs^yk_p (2.16)

Коэффициент C_p=300

Коэффициент k_p=1

Глубина резания t = 2,5 мм,

Продольная подача s = 0.3мм/об

P = 3040 Н

Определяем мощность резания

N= V_действ P/102060 = 10,8 кВт (2.17)

Таблица 2.3

Режимы резания на остальные операции и переходы сведены в табл. 2

2.4.4 Выбор оборудования

Для каждой операции производим выбор станка и приспособлений на основании ранее полученных результатов проектирования: метода обработки и габаритных размеров заготовки, типа производства, величины предшествующего припуска и допусков на размеры.

Методы обработки (токарная обработка, фрезерование, шлифование и т.п.) позволяют определить классификационную группу станка; тип производства обуславливает выбор подгруппы станка ( универсальный станок, токарно-револьверный, токарный автомат или специальный станок).

Сопоставляя габаритные размеры заготовки с характеристиками станков и значения элементов режимов резания с возможностями станка по паспортным данным, выбираем типоразмер станка.

Выбрав типоразмер станка, производим расчет достаточности его мощности для обработки заготовки на рассчитанных режимах. Необходимым условием является равенство или превышение паспортных значений мощности станка по сравнению с потребными значениями, т.е.

N_дв>N_рез

В нашем случае N_рез = 10.8 кВт, а мощность двигателя для токарно-винторезного станка 16К40П равна 18,5 кВт, т.е. условие выполняется.

2.4.5 Нормирование затрат времени на изготовление детали

Процесс нормирования включает расчет составных частей штучной нормы времени. Норма времени рассчитывается на каждую операцию и весь технологический процесс обработки заготовки в целом.

Технически обоснованная норма времени на операцию представляет собой штучно-калькуляционное время Т_шт

Т_шт= Т_о+ Т_в +Т_об + Т_от + Т_п.з./n, (2.18)

где Т_о- основное время, которое рабочий затрачивает на изменение размера,

формы или качественного состояния предметов труда;

Т_в - вспомогательное время (на подвод и отвод суппорта, включение и выключение подачи, измерение, установку и снятие заготовки, замену инструмента и т.п. );

Т_об - время на обслуживание рабочего места (смена и заточка инструмента, уборка стружки, смазка станка и т.д.);

Т_от - время на удовлетворение естественных надобностей, а на тяжелых работах - для отдыха;

Т_п.з - подготовительно-заключительное время на партию деталей (ознакомление с чертежом и технологической картой, переналадка станка на партию деталей и т.п.);

n - количество деталей в партии.

Время обслуживания рабочего места и время перерывов в карте указывается как дополнительное Т_доп-:

Т_доп= Т_об + Т_от. (2.19)

Определение Т_в, Т_от., Т_доп, Т_п.з. производится по зависимостям и справочным данным [6,7].

Заключение

Дипломный проект разработан на базе основного производства ОАО «Автопарк №6 Спецтранс».

В результате анализа деятельности предприятия был выявлен ряд несовершенств, существенно влияющих на производственный процесс.

Наибольшее количество нареканий вызвало производство работ на моторном участке. По результатам этого анализа было принято решение о реконструкции.

В целях повышения эффективности работы моторного участка были выполнены расчёты по разделам производственной программы всего предприятия в целом и моторного участка в отдельности и сделано технико-экономическое обоснование выдвинутых предложений, в котором указано, что после проведения реконструкции:

коэффициент эффективности производства будет равен 1,82;

коэффициент прибыльности производства составит 0,88;

фондоотдача выйдет на уровень 2,34;

фондовооружённость вырастет до 194365;

фондоёмкость доберется до показателя 0,43.

Материалы дипломного проекта можно рекомендовать для совершенствования основного производства ОАО «Автопарк №6 Спецтранс» и других родственных ему по организации предприятий.

Список используемой литературы

1. Апанасенко В.С., Игудесман Я.Е., Савин А.С. Проектирование авторемонтных предприятий. Лигнск: Высшая школа, 1972. - 248 с.

2. Атоманюк С.В., Ширюев Л.Г., Акимов Н.И., Гражданская оборона/ Под ред. Д.И. Михайлика. М.: Высш. Школа, 1979. - 207 с.

3. Дехтеринский Л.В., Аталевич Л.А., Корагодин В.И., и др. Проектирование авторемонтных предприятий. М.: Транспорт, 1981. - 218 с.

4. Дунаев П.Ф. Лешков О.П., Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 1984. - 336 с.

5. Кабанов Б.В., Кузьмин В.Г., Маслов В.И. Ремонт автомобилей. М., Транспорт, 1974. - 328 с.

6. Кинчев Ю.В., Норин В.А., Серебряков Б.В., Соболев Н.И., Проектирование технологического процесса изготовления детали. Методические указания для студентов. СПб., 1997. - 39 с.

7. Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога машиностроителя. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

8. Крамаренко Г.В., Борочков И.В. Техническое обслуживание автомобилей. М.: Транспорт, 1982. - 368 с.

9. Малышев А.И., Экономика автомобильного транспорта, М.: Экономика, 1983. - 201 с.

10. Мочин А.М., Дворецкий В.Н. Проектирование авторемонтных предприятий. Методические указания к курсовому проекту. Л.: ЛИСИ, 1986. - 40 с.

11. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания. М.: Транспорт, 1993. - 271 с.

12. Оборудование для ремонта автомобилей. Справочник. Под редакцией М.М. Шахнеса. М.: Транспорт, 1978. - 384 с.

13. Положение о техническом обслуживание и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. М.: Транспорт, 1986. - 72 с.

14. СНиП - 93-74: Предприятия по обслуживанию автомобилей. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1975. - 18 с.

15. Техническое обслуживание автомобилей. Под ред. Газарян А.А. М.: Третий Рим, 2002. - 258 с.