06 | 12 | 2016
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Стенд для сборки-разборки и регулировки муфты сцепления

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.38 (4 Голосов)

Конструкторская разработка - Стенд для сборки-разборки и регулировки муфты сцепления.

Разработке стенда предшествовал аналитический обзор учебной и инженерно - технической литературы, специальных периодических изданий, патентной и рекламной информации. Проведенный обзор показал, что стенды такого назначения в Украине машиностроительными предприятиями серийно не производятся. Несколько конструкций стендов упомянутых в литературе были изготовлены по индивидуальным заказам и по технической документации заказчика.

В связи с этим, а также учитывая необходимость такого стенда в ЦРМ, так как он должен значительно уменьшить трудоемкость процесса ремонта и повысить качество ремонта, в настоящем разделе проведена разработка конструкции стенда для ремонта муфты сцепления.

Устройство стенда

Стенд является стационарным. Устанавливается на бетонном основании, однако крепить его анкерными болтами не обязательно.

Общий вид стенда представлен на листе. Стенд представляет собой столообразную металлоконструкцию, сваренную из металлопроката стандартного профиля.

Исходя из функционального назначения стенда – разгружать от усилия пружин диски и отжимные рычаги муфты путем прижатия и удержания крышки а также с позиции рациональности конструкции, а именно компактности привода, стенд содержит 3 силовых исполнительных гидроцилиндра.

Шарниры крепления силовых гидроцилиндров расположены по окружности и равноотстоят друг от друга по дуге в 120°.

Конец штока каждого гидроцилиндра шарнирно соединен с прихватами закрепленным также шарнирно на кронштейне. Соотношение плеч прихватов 1:1,3 – относительно шарнира. В зависимости от типоразмера муфты в прижимном узле могут использоваться прихваты разных размеров.

Источником энергии для силовых исполнительных гидроцилиндров в стенде служит гидронапорная маслостанция. Маслонапорная станция приводится в движение асинхронным трехфазным электродвигателем АО2-11-2 напряжением 280В, мощностью N=0,8кВт и частотой вращения вала n=1000 об/мин. Для создания гидравлического давления применен шестеренчатый насос типа НШ-10, его рабочие характеристики приведены в расчетном разделе. Валы электродвигателя и насоса соединены жесткой втулочной муфтой.

Гидравлическая система стенда содержит также: масляной бак емкостью 30 литров; управляющий трехпозиционный гидрораспределитель Р75-23; впускной и выпускной ресиверы для выравнивания давления и равномерной подачи масла в гидроцилиндры. На подающей линии каждого гидроцилиндра установлены регулируемые дроссели подачи. С их помощью достигается строгая синхронность движения штоков гидроцилиндров, что обеспечивает надежность прижатия крышки муфты. В гидросистеме установлены также предохранительный и перепускной клапаны, предохраняющие систему от избыточного гидравлического давления.

Для контроля давления в гидросистеме применен манометр. Все узлы и приборы гидравлической системы смонтированы внутри стола стенда и закрыты защитными листами. Для запуска остановки электродвигателя гидростанции предусмотрены две кнопки.

Верхняя крышка рамы-стола выполнена из листовой стали толщиной 10 мм, что обеспечивает жесткое крепление прижимных рычагов и соответственно надежное прижатие муфты при ремонтных операциях.

Расчеты, подтверждающие работоспособность стенда

Рабочие нагрузки.

Основная рабочая нагрузка стенда обусловлена усилием, которое должен создать стенд для сжатия основных пружин ремонтируемой муфты сцеплений и таким образом освобождать от зажатия составных узлов деталей муфты. Так как разрабатываемая конструкция стенда должна быть в определенной степени универсальной, т. е. применима к широкой группе моделей муфт сцепления, а различные модели муфт отличаются усилием сжатия, то очевидно, что рабочее усилие стенда должно определяться по характеристике наиболее мощной (упругой) муфты.

Анализ характеристик муфт сцепления машин наиболее распространенных в сельском хозяйстве (тракторов, комбайнов, грузовых автомобилей), позволил определить рабочее сжимающее усилие универсального стенда

– 20 кН.

Исходя из кинематической схемы стенда, принятое сжимающее усилие будет создаваться тремя прихватами, каждый из которых имеет индивидуальный приводной гидроцилиндр. Выполняем расчет нагрузок на узлы и детали механизма прижатия.

Силовая зависимость в приведенной схеме выражается уравнением [ ].

где f = 0,15 – коэффициент трения на прижимаемость поверхности;

f0 = 0,08 – коэффициент трения в шарнире;

f1 = 0,08;

;

п1 = 30 мм; п2 = 40 мм – конструктивно.

Рис. 3.1. Схема нагружения прихвата.

Необходимая сила прижатия муфты захватом:

,

где кН – рабочая нагрузка.

Усилие необходимое на штоке гидроцилиндра:

кН.

Усилие, действующее на ось шарнира:

кН.

Расчет элементов гидравлической системы стенда

Масляный насос.

Для создания гидравлического давления в гидросистеме привода стенда целесообразно использовать шестеренчатый масляный насос типа НШ. По предварительной оценке для гидросистемы проектируемого стенда соответствует типоразмер шестеренчатого насоса НШ10 его характеристики:

Рабочий объем, см2 – 10;

Рабочее давление, мПа – 10;

Частота вращения, об/мин. – 1600

К. п.з. полный – 0,75

Гидравлический цилиндр механизма прижатия. Как указывалось ранее, с целью получения максимальной компактности механизма прижатия конструкцию силового цилиндра механизма разрабатываю.

Из условия обеспечения необходимого усилия прижатия площадь поршня гидроцилиндра определено как [ ]:

м2.

Тогда диаметр поршня гидроцилиндра равен:

.

По конструктивным требованиям принимаем мм.

Необходимая подача масла в гидроцилиндр для достижения технологической скорости перемещения штока гидроцилиндра Vn=0,02м/с.

л/с.

Подача для трех гидроцилиндров механизма прижатия стенда

л/с.

Необходимая мощность для гидропривода

кВт.

где – к. п.д. насоса;

рраб.=2,5 кН – максимальное рабочее давление в гидроцилиндр при осуществлении прижатия муфты.

Электродвигатель. Т. к. расчетная мощность гидропривода значительно ниже мощности гидронасоса, электродвигатель максимально приближая диаметры концов соединяемых валов двигателя и насоса. Наиболее близкий электродвигатель

АО2-11-2. Его характеристики:

– мощность N=0,8кВт;

– частота вращения – 1000 об/мин.;

– диаметр вала – 18 мм.

Расчет прочности деталей

Прочностной расчет выполнен, прежде всего, для деталей ответственных за надежность и безопасность стенда.

Расчет прочности оси (пальца) основного шарнира прижима. Расчетная схема приведена на рисунке 3.2.

Из схемы нагружения видно, что палец установлен в сопряжение без зазора и испытывает деформацию среза прочности оси в этом случае

.

Мпа (Н/мм2).

Допускаемое напряжение среза

Мпа.

где GT =210 МПа – предел текучести материала (сталь СТз), из которого изготовлено.

Схема нагружения основного оси шарнира прижима

 

Рис. Схема нагружения основного оси шарнира прижима

Т. к. условие прочности выполняется

30,4 МПа МПа.

ось шарнира выполненная из стали 3 с диаметром 17 мм имеет достаточную прочность.

Расчет прочности прижима в опасных сечениях. Опасными сечениями считаем те, в которых действует наибольший изгибающий момент.

Проверка прочности опасных сечений прижима выполняется по условию:

.

Напряжение изгиба в сечениях А-А и Г-Г определяется по формуле:

.

Для определения изгибающих напряжений в сечениях предварительно определим величину усилий, изгибающие момент усилия, моменты сопротивления

кН.

кН.

Изгибающие моменты:

;

(значения , а, r определены конструктивно)

Осевые моменты сопротивления изгибу

мм3;

мм3.

Напряжение изгиба в сечениях:

Н/мм2;

Н/мм2;

Допускаемое напряжение изгиба для стали 40х, из которой изготовлен прижим

Н/мм;

Таким образом, условие прочности, по которому проводился расчет, выполняется, т. е.

186 МПа МПа.

Расчет прочности стягивающих болтов гидроцилиндров.

Давление в цилиндре изменяется от Pmin = 0 до Pраб.= 25 МПа (внешняя нагрузка меняется по отнулевому циклу; кН.

Предварительная затяжка болтов определяется по формуле:

,

где Кст = 2,5 – коэффициент запаса против раскрытия стыка;

Х = 0,315 – коэффициент основной нагрузки при отнулевом цикле нагружения;

Qmax – нагрузка приходящаяся на один болт при отнулевом цикле нагружения;

кН.

Усилие предварительной затяжки болтов:

кН.

Расчетная нагрузка на стягивающие болты от рабочей нагрузки с учетом возможной затяжки:

кН.

Прочность стягивающих болтов достаточна, т. к. выполняется условие прочности:

.

где [F] = 6,5 кН – допустимая осевая нагрузка на болт М12 из Стали 45 [ ].

 


Стенд для сборки-разборки и регулировки муфты сцепления - 3.3 out of 5 based on 4 votes

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить