Конструкторские разработки
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.50 (3 Голосов)

Конструкторская разработка -Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры зерноуборочного комбайна.

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 мастерской, так как он должен значительно уменьшить трудоемкость процесса ремонта и монтажа наклонной камеры комбайна, а также значительно повысить безопасность работ при этом, в настоящем разделе проведена разработка конструкции стенда для демонтажа-монтажа и ремонта наклонной камеры зерноуборочного комбайна.

Устройство и работа установки.

Общий вид установки представлен на листе 5 графической части проекта. Проектируемая установка является передвижной машиной. Передвижение ее осуществляется мускульной силой рабочего к месту монтажа или демонтажа наклонной камеры, т. е. к зерновому комбайну.

Основой установки является сварная рама, выполняемая из стандартного металлопроката. Рама опирается на ходовые колеса диаметром 170 мм, в которых применены подшипники качения, что обеспечивает легкое передвижение установки.

Исходя из назначения установки, у нее имеются следующие механизмы и узлы:

1.Механизм послеремонтной обкатки наклонной камеры.

2. Механизм подъема опускания наклонной камеры.

3. Единый механизм крепления камеры и изменения угла ее положения.

4. Гидронапорная станция.

Привод обкатки наклонной камеры применяется для послеремонтной обкатки камеры, а именно цепного транспортера. Привод состоит из электродвигателя асинхронного и трехфазного 380В (4А132S6У3; N=5,5 кВт; n=1600 об./мин.), трехступенчатой коробки передач, ременной передачи.

Параметры электродвигателя выбраны по кинематическим признакам. Его частота вращения должна обеспечить необходимую скорость движения цепного транспортера камеры при обкатке и одновременно с этим он обеспечивает необходимую скорость вращения насоса НШ-10 гидронапорной станции, а именно

1500 об/мин. Для рационального использования насоса НШ-10 соединение его с валом электродвигателя осуществляется электрически управляемой муфтой. Это дает возможность использовать общий электродвигатель для механизма обкатки и для гидронапорной станции.

Для ступенчатого изменения скорости обкатки транспортера камеры (что требует технология обкатки) в приводе используется трехскоростная коробка передач. Ее кинематическая схема показана на листе 7 графической части. Коробка передач является двух ступенчатой. Переключение передач осуществляется вручную рычагом, имеющим фиксатор. Чтобы выполнять переключения передач без остановки приводного электродвигателя, КПП соединяется с валом двигателя электрически управляемой муфтой. Она позволяет отключать вал приводного электродвигателя от входного вала КПП для переключения передачи при переходе к последующей скорости обкатки.

Вращательно движение с КПП на приводной шкив транспортера камеры предается клиноременной передачей. Для этого предусмотрен клиновой ремень типа "В", размеры сечения которого соответствуют размеру приводного шкива камеры. Длина ремня не более 3500 мм. Кинематический расчет механизма обкатки приведен в следующем разделе.

Для обкатки транспортера ремень набрасывается на оба шкива (шкив механизма обкатки и приводной шкив наклонной камеры). Далее механизмом изменения угла положения камеры шкив вместе с камерой перемещается вверх, удаляясь от шкива КПП, тем создается необходимое натяжение ремня для начала обкатки.

Механизм крепления и изменения угла положения камеры служит для закрепления ремонтируемой наклонной на стенде во время ее демонтажа с комбайна, удержании ее на стенде во время проведения ремонта, изменения положения камеры во время ремонта, для придания камере требуемого положения при монтаже на комбайн.

В механизме крепления применена двухступенчатая схема крепления камеры. Первая (нижняя) опора крепления образуется выступающими от стенок камеры концами трубы жесткости, размещенной внизу камеры. Концы трубы (Ø57, l=60 мм) помещаются в гнезда опорных ложементов, укрепленных на подъемной раме, и фиксируются накидными крышками. Образовавшееся сопряжение является шарнирным, т. е. является центром вращения камеры при изменении угла ее положения в вертикальной плоскости. Для облегчения проворачивания сопряжения "труба-опора", между трубой и ложементом помещают вкладыши из антифрикционной пластмассы. Вторым местом ("точкой") крепления камеры на стенд служат аналогичные выступы (концы) трубы металлоконструкции камеры, расположенной выше, над входным проемом камеры. В этих местах на концы трубы набрасываются крюки, которые резьбовыми участками закреплены на траверсе. Траверса в рабочем (крепежном положении) размещена вдоль трубы крепления. В средней части траверса резьбовыми элементами присоединена к штоку гидроцилиндра, который создает усилие фиксации камеры в определенном положении или своим передвижение изменяет положение ремонтируемой камеры. Параметры гидроцилиндра рассчитаны далее.

Механизм подъема-опускания камеры служит для изменения ее положения при демонтаже-монтаже на комбайн, а также при ремонте. Данный механизм образован подвижной (подъемной) рамой, которая связана с основной рамой шарнирно прикрепленными стойками, образующими шарнирный параллелограмм. Усилие перемещения (понятие – опускание) рамы создается приводным гидроцилиндром. Расчет данного гидроцилиндра приведен далее управление гидроцилиндром осуществляется трехпозиционным гидрораспределителем с пульта управления.

Для снабжения механизма «крепления – изменения угла положения» и «механизма подъема-опускания» гидравлической энергией в установке имеется гидронапорная станция. Привод ее, как указывалось ранее, осуществляется от общего электродвигателя через клиноременную передачу.

В гидростанции использован шестеренчатый насос типа НШ-10.

Работа на установке производится в следующем порядке. Установка перемещается (подкатывается) к ремонтируемому комбайну со стороны наклонной камеры с комбайна.

К комбайну, с которого предварительно снята жатка, т. е. освобожден доступ к наклонной камере, перемещается (подкатывается) установка. Регулируя положение подвижной рамы установки, соответственно положению нижних опорных концов камеры, так чтобы они расположились над полостями ложементов, установка размещается под камерой.

После достижения необходимого совмещения подъемная рама поднимается, и концы труб ложатся на опоры-ложементы (правую и левую). Набрасываются планки и гайками скрепляются стыки опор.

Далее камера крепится к установке второй "точкой". Для этого траверса механизма крепления подводится к верхней трубе камеры и ее крюки (правый и левый) набрасываются на концы трубы. Включением гидроцилиндра данного механизма создается жесткая фиксация камеры.

Затем выполняется отсоединение наклонной камеры от комбайна в верхнем и нижнем местах крепления. Отсоединенная от комбайна камера остается закрепленной на установке, на которой она перемещается на место ее ремонта. В процессе ремонта оба механизма перемещения стенда могут использоваться для помещения камеры в наиболее удобное для ремонтных операций положение. После завершения сборочной ремонтной операции наклонная камера подвергается обкатке, динамическим испытаниям и регулировкам.

После завершения обкатки со шкивов обкаточного привода и наклонной камеры снимается ремень. Далее камера транспортируется на установке к комбайну для монтажа на него. С помощью механизма подъема-опускания и механизма изменения в нужное положение по отношению к присоединительным узлам комбайна и прикрепляется к ним.

Демонтаж и монтаж наклонной камеры выполнятся без каких-либо дополнительных подъемно-транспортных средств.

Расчеты, подтверждающие работоспособность установки.

Рабочие нагрузки. Основной рабочей нагрузкой в установке является Вес наклонной камеры, которая размещается на установке при ремонте. Сила Веса наклонной камеры зерноуборочного комбайна Дон 1500 равна 350 кг. Однако принимаю грузоподъемность установки 500кг. Определяю нагрузки на детали и узлы механизма подъема установки. Расчетная схема приведена на рисунке 3.1. Из схемы видно, что в зависимости от положения подъемной рамы по высоте меняется нагруженность деталей механизма подъема. Из схемы очевидно, что наибольшее усилие потребуется на штоке приводного гидроцилиндра, когда рама будет в крайнем нижнем положении (hmin=100 мм). В этот момент плечо силы гидроцилиндра для подъема рамы с установленной на ней наклонной камерой найдем из условия:

image001_5_753beb32c0c1dc2ddadd75a4b4066a85 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

image002_5_a74bfde6c4052b0766f0b5b195f0e472 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна мм

image003_0_022114e4b0033e4b7cf33fae73f295fd Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

Схема нагружения механизма подъема установки

Рис. Схема нагружения механизма подъема установки.

image005_5_65b24ad54751e2c2b26cfc633e349b61 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна; image006_5_7bf2509607ef88143de0bb8e191037d1 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна; image007_5_059a53f09c7e5fc10644c4c388bbe301 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна мм; hmin=100мм; hmax=100мм

Схема нагружения механизма крепления камеры на установке

Рис. Схема нагружения механизма крепления камеры на установке.

b=500 мм; С=1500 мм

image009_5_c7c5a469b15cc276334c4817e7aa52a2 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна Н

image010_5_9df07452a4d7fcfd796ff41cbd0f3719 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна Н

image011_5_6857e0620ad748205f9f2eddff3cdcd1 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна – к. п.д. шарнира.

Полученное расчетное усилие гидроцилиндра механизма подъема использую для расчета гидравлической системы.

Рабочие нагрузки, действующие на механизм крепления наклонной камеры определяю с помощью расчетной схемы, приведенной на рисунке 3.2.

Рабочее усилие, которое должен создавать гидроцилиндр механизма крепления определяют из условия:

image012_5_af7cf889fb9747c896262d3df6359b8b Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

image013_5_e2fd87392ebb3ba1c48a10e07fdaff8b Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайнаН

Момент от сил трения скольжения в опорах ложемента

image014_5_4976199527b129378b36a49928fde2fd Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна Н-мм

где f=0,005 – коэффициент трения антифрикционной втулки;

dтр =57 мм – диаметр трубы.

Расчет гидравлической системы установки.

Для создания гидравлического давления в гидронапорной станции применяю шестеренчатый насос НШ-10. его техническая характеристика:

– рабочий объем, см3/об 10;

– рабочее давление. МПа 12;

– частота вращения, с-1, 27;

– потребляемая мощность, кВт 39.

Необходимый диаметр поршня гидроцилиндра механизма подъема:

image015_5_b111b0e67ddcaa149a7db4b2cf982ce7 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна=image016_5_1230b0559c6a6314b360b88ef138be27 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна мм

Для увеличения жесткости конструкции принимаю диаметр поршня гидроцилиндра 100 мм, диаметр штока гидроцилиндра 50 мм.

Необходимый диаметр поршня гидроцилиндра механизма крепления камеры:

image017_5_645c7c2dfd17bb00bcd63e9d43edbc7d Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна=image018_5_021fc6c9bcd0b307e04f0d18b3111cb7 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна мм

Ориентируясь на расчетное значение, принимают: диаметр поршня гидроцилиндра 60 мм, диаметр штока 30 мм.

Прочностные расчеты выполняю для деталей, которые главным образом определяют безопасную эксплуатацию установки.

Крюки траверсы механизма

Крепления должны обеспечивать надежность крепления камеры как при ремонте, так и при монтаже ее на комбайн.

Из схемы нагружения видно, что стержень крюка испытывает основную деформацию – центральное растяжение. Таким образом, прочность резьбового участка крюка определится условие:

image019_5_88370dcb8e9470b504c83993457b334f Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

Действительное напряжение растяжения:

image020_5_f678a23d0d37bfb61962f823b33d785e Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна Мпа

где d1 – 17,3 мм – внутренний диаметр резьбы М20;

Схема нагружения крюков траверсы. Резьба крепления крюка М20.

Рис. Схема нагружения крюков траверсы. Резьба крепления крюка М20.

Допускаемое напряжение, [ ]:

image022_5_4237c87fc448b29801b12c1f1039eb72 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна МПа

где GT=210 МПа – предел текучести стали Ст3, из которой изготовлены крюки, [ ]

[n] =1,6 – коэффициент запаса прочности

Условие прочности выполняется:

image023_5_94f987f89f5972a22899700c08d7a881 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна МПа.

Таким образом, деталь "крюк" будет надежно работоспособна.

Расчет штока гидроцилиндра на прочностную устойчивость. Шток гидроцилиндр механизма подъема по условиям конструктивной компановки имееет выход 650 мм. Это создает предпосылки потери устойчивости штока под нагрузкой и возникновения аварийной ситуации. Для предотвращения этих явлений выполняется расчет на критическую силу, при которой шток теряет устойчивость и прогибается.

Расчетная схема штока гидроцилиндра на прочностную устойчивость

 

Рис. Расчетная схема штока гидроцилиндра на прочностную устойчивость.

Расчет выполняется по формуле Эйлера, которая определяет критическую силу воздействия:

image025_5_68675996460811d9f6b6a51b36b642c1 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

=52 кН

где image026_5_9d588e98c5466f41577b0b1b3012a236 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна Мпа – модуль упругости для стали;

image027_3_f64a16082f1445279496b77f5bcb90ee Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна - момент инерции сечения штока; image028_3_1f9a92fa5a99014003de0fa98446c5b3 Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры  зерноуборочного комбайна

Т. о. прочностная жесткость штока гидроцилиндра достаточна.

 

Установка для ремонта и монтажа наклонной камеры зерноуборочного комбайна - 4.3 out of 5 based on 3 votes