Конструкторские разработки

Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (1 Голос)

Конструкторская разработка - Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Качество ремонта главной передачи трактора во многом зависит от точностью ее сборки, достаточной полноты контакта ее зубьев, их послезборочной приработанности, что в итоге определяет надежность работы трактора. Получить высокий уровень параметров сборки 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 ГОСНИТИ для разборки и сборки мостов трактора Т-150К.

Однако указанные стенды не могут быть использованы для разборки и сборки ответственного элемента трансмиссии трактора Т-150 – главной передачи. В настоящее время этот ремонтный процесс осуществляют с помощью универсального пресса марки ОКС-1671П

В связи с этим в проекте предлагается конструкция стенда для разборки-сборки главной передачи трактора Т-150 с последующей ее 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 собранной передачи с целью обеспечения контроля качества ремонтируемого узла и выполнен при необходимости регулировочных работ.

Устройство и работа стенда

Разработанная конструкция состоит из следующих основных частей: рамы, колонны с вмонтированным в нее подшипниковым узлом оси к флангу которой прикреплена скоба. На колонне имеются две оси, вокруг которых поворачивается силовой механизм с гидроцилиндром. В нижней части стенда, на раме, установлена гидронапорная станция, обеспечивающая гидравлической энергий силовой механизм.

На поворотную скобу устанавливается узел ремонтируемой главной передачи. Для фиксации скобы в заданном положении предназначен фиксатор , который посредством тросика соединен с управляющей педалью. Крепление главной передачи на скобе осуществляется двумя прижимами. В рабочем положение силовой механизм, посредством двух поворотных зажимов, жестко крепится к скобе .

При сборочных операциях, не требующих выпрессовки-запрессовки, силовой механизм разъединяется со скобой и затем рукояткой перемещается в верхнее положение.

Для прокручивания главной передачи после сборки предназначен механизм обкатки, состоящий из электродвигателя, подшипникового узла с подвижной муфтой, вал которой соединен с электродвигателем с помощью клиноременной передачи.

Управление гидроцилиндром силового механизма осуществляется гидрораспределителем, рукоятка которого выведена на пульт управления. Для контроля давления в гидросистеме имеется манометр.

К стенду прилагается комплект инструментов и принадлежностей, необходимых для ремонтных работ с деталями главной передачи таратора Т-150.

При выполнении установки и съеме главных передач на скобу и со скобы силовой механизм находится в верхнем положение.

При выполнении работ по запрессовке обойм подшипников и деталей силовой механизм подводится к скобе поворотом рукоятки на 90° и соединяется со скобой крепежными приспособлениями.

Последовательность операций выполняется по разработанной в проекте схеме технологического процесса, которая представлена на листе 4 графической части.

Техническая. характеристика конструкций

Тип стенда – стационарный

Тип привода – индивидуальный гидравлический.

Давление в гидросистеме 10 МПа.

Максимальное усилие на штоке рабочего гидроцилиндра 7,4 кН.

Угол поворота скобы вокруг горизонтальной оси 360°.

Угол фиксации скобы 90°.

Производительность операций в час – 3.

Количество обслуживающего персонала – 1 чел.

Характеристика насосной установки привода гидроцилиндра.

Тип насоса – НШ 10Е ГОСТ 8753-71;

Тип электродвигателя – АО2-32-4 ГОСТ 13859-68;

Мощность электродвигателя – 3 кВт;

Частота вращения вала электродвигателя 23,6 С.

Характеристика механизма обкатки:

Тип электродвигателя – АО022-4 ГСТ 13859-38;

Мощность электродвигателя – 1,5 кВт;

Частота вращения вала электродвигателя – 23,6 с–1;

Частота вращения приводной головки механизма обкатки – 11,8 с–1;

Габариты стенда, мм:

длина – 1540

ширина – 1370

высота – 1600.

Масса – 750 кг.

Расчеты, подтверждающие работоспособность стенда

Определение рабочих нагрузок.

Расчет усилия запрессовки деталей соединений «стакан подшипников – корпус». Проверочный расчет данного соединений выполняет в связи с тем, что оно имеет наиболее развитую поверхность сопрягаемых деталей и посадку – предполагающую значительные натяги image001_2_721117058d1a138bfd63882eb8873391 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150. Расчетная схема соединения приведена на рисунке:

Расчетная схема соединения

Рис. Расчетная схема соединения: 1 – стакан роликоподшипников; 2 – корпус главной передачи Т-150.

Исходные данные для расчета:

· номинальный диаметр соединения, D = 170 мм;

· наружный диаметр корпуса Dнар.=180 мм;

· внутренний диаметр стакана подшипников Dвн.=160 мл;

· длина соединения l = 60мл;

· шероховатость наружной поверхности стакана Rrd=10 мкм;

· шероховатость внутренней поверхности корпуса RRD=10мкм.

Усилие необходимое для запрессовки гладкого цилиндрического соединения:

image003_2_12f2a375c3af0ecefdcccbab81e54feb Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

где Р =170 мм – номинальный диаметр соединения;

l =60 мл – длина соединения;

fimage004_2_8b3b3446b0e775a1edb5c189f7b3809d Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-1500,085 – коэффициент трения на контактирующих поверхностях.

Рmax – максимальное давление на контактирующих поверхностях, которое может возникнуть при наибольшем натяге Nmax

Определяем Рmax при Nmax для посадки Ø170image005_2_1932118ec136410a6127432d690993ce Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150:

image006_2_57176524c17b5b15c01a21a75c2607c8 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

где Nmax= 68 мкм – наибольший натяг;

image007_2_8a4c88c40aeb145a9c17c92dea2f9b94 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 – модель упругости для стали.

Определяем безмерные коэффициенты жесткости деталей СD и Сd

image008_2_0bd58450b5b4f5034b673ebaebd5e972 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

image009_2_629e8a895ce2e98da3f12ffa0ae2da16 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

image010_2_be2a4cead1adb571322c8ce3f7c4d1b6 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 – коэффициент Пуассона для стали.

Наибольшее давление на контактирующих поверхностях:

image011_2_3c9fac6eb0b1c1353f448ed7fb5b4e09 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Определяем усилие, необходимое для запрессовки деталей, на заданной длине соединения

image012_2_5b07620680e4f139c1428e0d46515bf5 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Усилие выпрессовки определяется как [ ]:

image013_2_e8eb91164c06c12bf997fe460c61f160 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Расчетное усилие Рвыпр.= 6 кН в 1,2 раза ниже, чем создаваемое гидроцилиндром, что гарантирует работоспособность гидравлической системы.

Расчет мощности электродвигателей стенда.

Стенд содержит два электродвигателя: в приводе гидронапорной станции и приводе механизма обкатки главной передачи.

Мощность электродвигателя гидронапорной станции:image014_2_4004ce59bd2914ebd0e8c7acc383509b Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

image015_2_292c94f60fd395692e72f4bd32449d60 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150Мощность потребляемая насосом: image016_2_f20b1b3392f320298d672c2d2bdf797b Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где η=0,87 – к. п.д. гидролинии.

Ориентируясь на расчетное значение мощности по каталогу выбираю электродвигатель для привода насоса А02-32-4, N=3 кВт, n=1000 об/мин.

image017_1_9df6bb62385315cd742edd9f13898c8e Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где М = 140 Нм – расчетный момент сопротивления проворачивания вновь собранной главной передачи, [ ]; image018_1_46d48f6421e22c55abe11c4cae5a9bb2 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 - угловая скорость вращения приводной головки при обкатке.

image019_1_5ec116d12ab89d34ed4fd74422dfd406 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Ориентируясь на расчетное значение, выбираю электродвигатель

АО0-22-4; его мощность N = 1,5 кВт, частота вращения вала n = 23,6 с-1 .

Проверочный расчет гидропривода силового механизма

В качестве рабочей жидкости выбираем гидравлическое масло МГ-30 (ТУ 33-101150-79).

Полагаем, что температурный режим гидропривода будет нормальным, т. е. температура масла – Тм = 60°С и номинальное давление р = 10 Мпа. Тогда кинематическая вязкость масла image020_1_ccb46726983991acd0b19894f38d985b Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150мм2/с и его плотность j°= 860 кг/м3.

Принимая время выдвижения штока цилиндра t = 1 сек. и объемный к. п.д. гидропривода image021_1_99211e7970b191bf12febb848316fdae Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150= 0,9.

image022_1_05ee55ef5ce2e370ebc281a369700c47 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150л/мин.

По каталогу "Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин" выбираем насос НШ 10Е (ГОСТ 8753-71), у которого при номинальной частоте вращения n = 25c-1 производительность Qн = 10 л/мин. image023_1_82334062add4f21a9e5381064d1b4275 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, давление р = 10 Мпа, объемный к. п.д. image024_1_79c39dca78045abdd765c022a6a1a6a8 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150=0,92.

Задаваясь скоростью движения жидкости в нагнетательном трубопроводе V = 2 м/с, находим его внутренний диаметр

image025_1_2d7b224b685d11d13915d5f5e2a4880e Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Для участка нагнетательной магистрали от насоса до распределителя выбираем безшовную трубу диаметром dн =12мм из стали 20 по

ГОСТ 8734-75, а для участка от распределителя до гидроцилиндра – гибкий

рукав высокого давления с тем же внутренним диаметром по ГОСТ 6286-73.

Поскольку скорость зажима жидкости во всасывающей и сливной магистралях меньше, чем в нагнетательной, то их внутренний диаметр назначает 2dн. Принимаем dв = dс = 32мм.

Вместимость гидробака должна быть такой, чтобы он заполнялся за время t = 2…3 мин. работы насоса. При такой вместимости обеспечивается охлаждение масла и выделение из него воздуха. И так,

image026_1_1962151e1ac3272eb0071c09dfaa069a Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Для распределения потока рабочей жидкости возможно использование одной секции распределителя Р75-43, принимаемого в гидросистемах сельскохозяйственных тракторов.

Золотник в позициях "Подъем", "Опускание" фиксирует вручную, а возврат из этих позиций в нейтральную происходит автоматически. Длину трубопровода принимают из условий компоновки гидрооборудования на раме стенда. С учетом назначения гидропривода разработана его схема. Которая представлена на листе 7 графической части.

Расчет прочности деталей присоединительного узла механизма обкатки

Надежность присоединения головки механизма обкаткик фланцу главной передачи определяет надежность и безопасность процесса обкатки. Присоединительными деталями являются палец и резиновая втулка.

Расчет выполняю на основании анализа схемы нагружения, которая представлена на рисунке 3.3.

Рис. 3.3 Схема нагружения деталей присоединительного узла

Прочность пальца определяется условием

image027_1_372f21c3090c7c191a4e79d0cc2926c5 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где image028_1_5e2d00768131c0b7815009032e40e148 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 - допускаемое напряжение изгиба для стали 45, из которой выполнены пальцы.

Действительное напряжение изгиба:

image029_1_29fa0505b198d024e40d7083185c3067 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Окружная сила, действующая на один палец:

image030_1_817248232f6788c69098953424d400f4 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где z = 4 –число пальцев.

Вращающий момент:

image031_1_e5828c8da63860ba8908ad162e7e308b Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Условие прочности выполняется

image032_1_ad6021d29ac3ee2680cf786879a3791c Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Условие прочности резиновой втулки на смятие:

image033_1_26422c4ec5befe29f28abfb878c9deee Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где image034_1_1bbc3a2adf9d39af49b8755888fd7592 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150- допускаемое напряжение смятия для резины.

Действительное напряжение смятия во втулке:

image035_1_a445f6f566fd34c2d0ff80f8011798d8 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

где image036_1_00114f1d4fb76142cfbc50e3d871db73 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 - длина втулки, конструктивно.

При сравнении действительного и допускаемого напряжений видно, что условие прочности втулки выполняется.

Т. о. присоединительный узел механизма обкатки вцелом будет работоспособным.

Расчет клиноременной передачи механизма обкатки

Исходные данные:

· мощность, передаваемая ведущим шкивом, N = 4 кВт;

· угловая скорость ведущего шкива image037_1_6fa309e385323f2da7e877539cc51cba Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150рад/с

· угловая скорость ведомого шкива image038_1_2e6bda738f6ea5b26f0660a86b59f534 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 рад./с

· диаметр ведущего вала d1 = 22 мм;

· диаметр ведомого вала d2 = 36 мм.

Для рассчитываемой передачи принимается ремни приводные клиновые корднотканевые по ГОСТ 1284-78, сечением А [ ].

Передаточное число рассчитывается по формуле:

image039_1_08093db581c64a0e01113fd564a19dd7 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Определяются диаметры шкивов.

Диаметр меньшего шкива согласно ГОСТ 1284-78 [ ] D1=100 мм.

Диаметр большего шкива D2 при относительном скольжении ремня image040_1_1afbc9849b601bbeedb8dc3c74a3f3c7 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 определяется по формуле:

image041_1_a11345be4b3291fd55771d322cf656c2 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

image042_1_bd6f8199cd3d5f114a9a52ae90fdc60c Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Принимаем D2 = 200мм по ГОСТ 1284-78.

Определяется желательное расстояние между центрами шкивов по формуле

image043_1_f7f6fef05b7e9f04de5b17cdee62bd48 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

где C – коэффициент, принимаемый в зависимости от передаточного числа,

С = 1,2 [6],

image044_1_809a1f16cda44245159857c61385a903 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Расчетная длина ремней определяется по формуле:

image045_1_c070af58f1b3bc39ee5ca4b49d974f17 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

image046_1_be8160f4c408c24d87750a32cdccb7b9 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

По ГОСТ1284-78 принимаются ремни сечения А с внутренней длиной LВ = 950 мм, расчетная длина которых

image047_1_87049a92445661a4cc95de4b6554a88c Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Определяется действительное межцентровое расстояние, т. е. соответствующее принятой длине ремней:

image048_1_bc4193ece8f9b3708f9843fc7b4d8ddf Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

image049_1_b0ada2d41f14096c0732df2d964ff990 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Проверка на достаточность угла обхвата ремнем меньшего шкива производится по формуле [ ]:

image050_1_111691da0d4e92c46283cea568bb5dc7 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

image051_1_bc2032fa124059475715d61b5985e864 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

что вполне приемлемо.

Определяется скорость ремня по формуле:

image052_1_6fc50572a1b7a356b71fd9ff00bf8802 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

По тяговой способности определяется требуемое число ремней по формуле:

image053_1_67a13159114729564aff44f48a84230e Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

где N0 – мощность, которую можно передать одним ремнем при image054_1_2ad430a6a841820217bdb4c919cb44c3 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, скорости 7,43 м/с, и при спокойной нагрузке [ ],

N0 = 1,09кВт;

kд – коэффициент динамичности режима работы и нагрузки [ ], kд=1,01;

image055_1_b3874295742849d7e2ca34d1cfbf59ed Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 – коэффициент угла обхвата [ ], image055_1_b3874295742849d7e2ca34d1cfbf59ed Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150=0,94

image056_1_8017595d9f6ab7d9ad017b0233fdc9ed Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Принимается z = 2.

Проверим ремни на долговечность по числу их пробегов в секунду

image057_1_1b1a91b4976d81c8538f544dea1b126f Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 1/с,

что вполне допустимо 7≤10.

Принимается, что шкивы изготовлены из чугуна СЧ 12-28.

Размеры канавок для ремней принимаются по ГОСТ 1284-77.

Для обоих шкивов:

image058_0_f1a61bd185ff50adcaefcfbe07f88592 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, image059_0_90dfe37f64b0a26adef2b65a92898693 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, image060_0_49cfd90b72e53f8ddecebb78b6cb10bc Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, image061_0_599ad546a321a27271452fcec739a9fe Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150;

для меньшего шкива image062_0_ca55e3c1add02784a09e5c11b38876c3 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, image063_0_a6ed831517503ebdae6fae7ae964b946 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150;

для большего шкива image064_0_b60aff1004abb380d05d0cd695c5ee03 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150, image065_0_4f5f6b775915e41607bd221442aad0c3 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Наружный Dн и внутренний D6 диаметры шкивов равны:

для меньшего шкива:

image066_0_e21c9d6cb2c2d924d11a43645293149a Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

image067_0_867ac1ae64a11edd1ee3b91dad6440de Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

для большого шкива:

image068_ca506c93797dc8df9efbfd42350c4d70 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150;

image069_c4ac9bcaf6330cb2a0be37768931dadc Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150

Определяется ширина вводов шкивов:

image070_6e690a73e0c8af98f7cc6ae343414730 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Толщину вводов шкивов примем K = 6 мм.

Так как диаметры шкивов небольшие (число спиц kc) по формуле

image071_053ce633f29723b21b11973e198c761a Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

то два шкива должны быть изготовлены с диском.

Толщина дисков примется равной image072_94ef82e4528e371b1dea68e47da8b67c Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150.

Наружный диаметр image073_eee752786f28fc10d846931dcfaabef8 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 и длина 4 ступицы определяется по формулам:

image074_668202959db9e87d8c32a3e4516e0edc Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150;

image075_1ab7cd77309ad87da214a4c3b37409bc Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

для большего шкива

image076_6eeef9fc7732f669a51a57bfde359fd6 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150,

image077_da57dc17e5166b8bc754d850f475f4f1 Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150мм.

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

Стенд для ремонта главной передачи тракторов Т-150 - 4.0 out of 5 based on 1 vote