Конструкторские разработки
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 2.90 (5 Голосов)

Конструкторская разработка - Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К.

Качество ремонта заднего моста трактора во многом зависит от точностью ее сборки, достаточной полноты контакта зубьев главной передачи, првильной регулировки полуосей и конечных передач (бортовых редукторов), их послезборочной приработанности, что в итоге определяет надежность работы трактора. Получить высокий уровень параметров сборки заднего моста возможно лишь механизированным способом с использованием специальных стендов.

Обзор литературы, патентной документации, научно-технических и информационных материалов показал что промышленностью выпускаются следующие специальные стенды для ремонта узлов трансмисси тракторов: стенд ОРГ-3985 ГОСНИТИ для коробки передач, а также стенд ОР-6280 ГОНИТИ для разборки и сборки главной передачи трактора Т-150, стенд для сборки бортовых редукторов.

Однако высокомеханизированные стенды для ремонта задних мостов колесных тракторов серийно не производятся.

В связи с этим в проекте предлагается конструкция стенда для ремонта заднего моста трактора Т-150К с последующей его обкаткой. Стенд должен значительно повышать производительность труда, точность разборки-сборки, обеспечивают безопасные условия труда работающего и предотвращать от разрушения детали.

Для расширения технологических возможностей разрабатываемого оборудования нами предлагается оснастить его устройством для обкатки собранного моста с целью обеспечения контроля качества ремонтируемого узла и выполнен при необходимости регулировочных работ.

Устройство и работа стенда

Стенд для ремонта заднего моста является стационарной установкой. Размещаться стенд должен на массивном бетонном фундаменте и крепиться анкерными болтами. Эти условия монтажа определены особенностью конструкции: основной рабочий манипулятор стенда представляет собой консоль, на которую действует сила веса заднего моста.

Рама стенда представляет собой сварную металлоконструкцию, на которой на подшипниковых опорах установлен манипулятор.

Манипулятор – подвижный элемент стенда, на конце которого в подвижных дисках размещается ремонтируемый мост. Металлоконструкция манипулятора состоит из двух частей, которые соединяются между собой фланцевым болтовым соединением.

Та часть конструкции которой манипулятор устанавливается на колонке, имеет трубчатое строение. Вторая часть манипулятора представляет собой коробчатую сварную металлоконструкцию.

Стенд имеет два механизма:

– механизм поворота манипулятора;

– механизм поворота установочных дисков.

Привод обоих механизмов – гидравлические, рабочие усилия создаются гидроцилиндрами. Для выработки гидравлической энергии в стенде предусмотрена гидронапорная станция, в которой используется шестеренчатый насос НШ10. Расчет элементов гидравлической системы приведен ниже.

В механизме поворота манипулятора использована пластинчатая цепь для преобразования прямолинейного перемещения штока гидроцилиндра во вращательное движение цепной звездочки и соответственно манипулятора, на трубчатую часть которого она насажена. Для создания нормальных условий зацепления цепи с приводной звездочкой, в цепную передачу включена натяжная звездочка, которая создает натяжение цепи за счет пружин, прикрепленных к каретке натяжной звездочки. Приводной гидроцилиндр соединен с цепью коромыслом. Передвижение его штока вызывает перемещение цепи и соответственно поворот манипулятор. Исходя из функциональной необходимости, манипулятор поворачивается на 90° по ходу часовой стрелки и против, относительно горизонтального расположения оси заднего моста, установленного на дисках. Это дает возможность помещать узел колесного редуктора в удобное положение для монтажа, а именно располагать полуось заднего моста вертикально.

Механизм поворота установочных дисков обеспечивает поворот моста вдоль продольной его оси на 90°, что дает возможность располагать узел главной передачи удобно для монтажа и регулировок при ремонте. Привод данного механизма представляет рычажную систему, которая располагается внутри коробчатой металлоконструкции манипулятора. Установочные диски размещены на осях, которые вращаются на подшипниках скольжения.

Для фиксации стрелы манипулятора и установочных дисков в определенном положении имеются штыревые фиксаторы, которые открываются и закрываются вручную рабочим-ремонтником.

Управление механизмами (гидроцилиндрами) осуществляется гидрораспределителями гидросистемы с пульта управления.

Рабочие нагрузки и режимы работы

Рабочие нагрузки в механизмах стенда определяются весом располагаемого на нем моста. Вес моста трактора Т-150К составляет 350 кг. Однако из соображений расширения номенклатуры ремонтируемых мостов, принимаю грузоподъемность стенда 500 кт.

Скорость вращения элементов манипулятора принимаю из условий безопасности эксплуатации стенда, ориентируясь на промышленные образцы роботов и манипуляторов [ ]. Так для вращения стрелы манипулятора принимаю частоту 20 об./мин., а для вращения установочных дисков – 30 об./мин.

Расчёт мощности привода стенда

При работе стенда передвижения частей манипулятора кратковременно, однако конструкция стенда с установленным на нём местом имеет высокую инерционность, что надо учитывать при расчёте мощности привода и при выборе электродвигателя.

Предварительно:

image001_3_825bceb9e0190d9aa4ce657fff9f56db Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кН

где QM = 500кг – принятая масса моста

QE = 150кг – масса стрелы манипулятора, включая содержащиеся в ней механизмы.

image002_3_671b2704e9b10cf446fec1eb0921a564 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К

image003_3_72873f19b4aaa992b57d965856ed97a8 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кН

∑Мв = Gp b – A a = 0

image004_3_a1ae5f8d231fac20f552828d95b0fc3c Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кН

Момент сил трения в подшипниках

Подшипник А:

image005_3_d50959cfdc6f03f672d830484f11a651 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К нМ

Подшипник В:

image006_3_b9d4136d7e045a6bccae3d9258d08cce Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К нМ

где d = 180 мм = 0,18 м – диаметр окружности расположения центров тел подшипника.

f = 0,015 – коэффициент трения в подшипнике.

Момент сил инерции масс стенда и моста при пуске привода

image007_3_f0bf0193df2803da84cf38b142c5de65 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К

Суммарный момент инерции масс моста манипулятора приведённый к оси вращения стрелы манипулятора

image008_3_3177614b79c7acc2a5ba831e0ba8824a Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кгМ

Угловая скорость вращения манипулятора с мостом

image009_3_c713c0fa4925e47dde6b99aa7d3baf53 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К рад/с

tn = 2,5сек – время пуска механизма. по рекомендациям [ ].

Расчётная мощность, необходимая для привода

image010_3_e3ec222bc0bd303cd928e1db326f1eaa Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кВт

Необходимая мощность электродвигателя привода

image011_3_b04fe3029f3e870f1919ad04582cf07b Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кВт

image012_3_8daf19b3e8aab0474bdd8773795d078e Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150Кпр=image012_3_8daf19b3e8aab0474bdd8773795d078e Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150Кг. с.=0,90∙0,89=0,85

Ориентируясь на расчётное значение мощности принимаю электродвигатель А02-32; N=4кВт, n=1400 об/мин.

Необходимое усилие гидроцилиндра доля вращения стрелы манипулятора:

image013_3_5d9f6939549ebd2c96f29c40760fe9c3 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К H

Расчёт элементов гидравлической системы

Параметры гидронапорной станции. Гидравлический насос. С точки зрения достаточной надежности работы, удобства монтажа и эксплуатации для принятой гидравлической схемы привода стенда наиболее подходит гидравлический насос шестеренчатого типа. Для выбора типоразмера данного насоса, главным параметром принимаем давление, которое он должен создавать для обеспечения необходимого рабочего усилия гидроцилиндра. Принимаю насос НШ-10Е.

Технические параметры насоса:

- рабочий объем, 10 см3/об;

- наибольшее давление 15 МПа;

- рабочее давление 10,4 МПа;

- диапазон частот вращения 900…3000 об/мин;

- объемный к. п.д. 0,80;

- диаметр конца выходного вала – 15 мм.

Необходимый диаметр поршня гидроцилиндра механизма подъема:

image014_3_7c92c7cc76aa4337872013e8e23fae03 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К=image015_3_aec53cede2aab7fb27d22a834042e179 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К мм

Для увеличения жесткости конструкции принимаю диаметр поршня гидроцилиндра ………..мм, диаметр штока гидроцилиндра……… мм.

Трубопровод. Типоразмер трубопровода выбираю по условному проходу трубы, используя зависимость (по ГОСТ 16516-80) между условным проходом и номинальным расходом жидкости [ ]. Для проектируемой гидросистемы с

Q=250 см3/сек»16л/мин необходим условный проход трубопровода 9 мм, его может обеспечить труба с внутренним диаметром 8…10 мм;

Гидравлический распределитель. Для управления работой стенда выбран наиболее распространенный для этих целей гидрораспределитель Р75-23.

Параметры распределителя:

- максимальная пропускная способность – 75 л/мин;

- количество золотников – 3 шт;

- рабочее давление – 16 МПа.

Гидравлическая жидкость. В приводе используется индустриальное масло И70А ГОСТ 20799-95. Необходимое количество масла для заполнения гидросистемы - 15 л.

Расчёт прочности фланцевого соединения стрелы манипулятора.

Нераскрытие стыка фланцев, обеспечивающее работоспособность конструкции, определяется условием [ ]:

image016_3_ded3e65b48178611a240ac3c2604f867 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К и image017_3_8dc3efb9237f9f36b791603d6ab42d5b Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К

k – коэффициент запаса по нераскрытию стыка.

Изгибающий момент, действующий в стыке:

image018_3_fec8fda87d962bf578d1dd0bff19424b Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К image019_3_b5d7caec8772b33f6efe3d06bb1a5597 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К

Усилие затяжки болтов по нераскрытию стыка:

image020_3_d0e7dee8ff02e854e27bac7292058035 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К кН

Напряжение в стыке от момента Ми:

image021_3_62a0afa0650061deaa9f18bd533741bc Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К МПа

image022_3_41da56396e9792369415520dc51f2f6c Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К мм2

Ориентируясь на рассчитанное усилие затяжки болтов Рзат=20,4 кН по рекомендациям [ ] определяю, что для данной нагрузки подходит болт М20, выполненный из стали 45. Для него допускаемая осевая нагрузка [P]=24,0 кН.

Выбор приводной цепи механизма поворота. Определяем допускаемое среднее давление в шарнире цепи (табл. [ ]):

[P]=34,5 Н/мм2.

Значение шага цепи определяю по формуле:

image023_3_9e0e05db2a79a0c97c6a69c522a2b7a0 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К мм

Ближайшее стандартное значение шага – 15,87 мм.

По каталогу выбираю роликовую однорядную цепь ПР-15,675-2300-1; у нее шаг t=15,875; В=6,48.

Параметры звездочек:

Z1=60

image024_3_56ce70181b8186d0055c78d40722fabc Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К мм

image025_3_7c25695c66670e27e24562591c9a1987 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К

image026_3_9232da5e682b12f81c540ab440111aa5 Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К мм.

Выводы. Выполненные силовые, гидравлические и прочностные расчеты подтверждают работоспособность конструкции стенда.

Стенд для ремонта заднего моста колесного трактора Т-150К - 2.8 out of 5 based on 5 votes