Дипломная работа: Проект реконструкции ПТБ ООО Сухонский КБК с созданием агрегатного участка

- осевая нагрузка на винт, Н.

Осевая нагрузка будет максимальной в нижнем положении домкрата. Найдем значение осевой нагрузки графическим путем согласно рисунку 4.3.

Рисунок 4.3 - Графическое определение нагрузки на винт

Учитывая, что сила (усилие, создаваемое приспособлением 750 кг), то сила будет равна:

С учетом осевой нагрузки на винт найдем средний диаметр трапецеидальной резьбы винта:

В конструкции используется нарезная гайка, поэтому для расчётов принято ц=1,2.

В качестве пару трения выбраны - винт: Сталь 45 ГОСТ 1050-2016 - гайка: Сталь 45 ГОСТ 1050-2016 ([p] = 10•10⁶ Па) [13].

После того по значению d₂на основе таблице [14] подбираем ближайшие стандартные значения параметров резьбы винта и гайки.

Приняв значения: d₂ = 22,5 мм, d₁ = 20,5 мм, d = 24 мм; Н₁ = 2,5 мм.

Для специальной резьбы рабочая высота профиля резьбы [15]:

(4.2)

где - шаг резьбы, мм;

Число витков резьбы в гайке определим:

(4.3)

где - высота гайки, мм;

Высота гайки:

(4.4)

где - коэффициент для нарезных гаек, =1,65;

d₂ - средний диаметр резьбы.

Произведем расчет:

Принимаем

Размеры винтовой пары определяют из условного расчёта на не выдавливание смазки между рабочими поверхностями и резьбы винта и гайки[15]:

(4.5)

Давление между рабочими витками:

(4.6)

где - осевая нагрузка на передачу, Н;

d₂ - средний диаметр резьбы, мм;

Н₁ - рабочая высота профиля резьбы, мм;

z - число витков резьбы в гайке.

МПа.

Условие выполняется:

4.3.2 Расчет направляющей на растяжение

Условие прочности при расчете по допускаемым напряжениям заключается в требовании, чтобы наибольшее напряжение, возникающее в стержне, не превышало допускаемого напряжения.

Расчетная формула для подбора сечений получается из расчета прочности в предположении, что действительные напряжения равны допускаемым [15]:

, м²,(4.7)

где - максимальное продольное усилие, на деталь взятое по модулю, Н;

F - площадь поперечного сечения, м²;

- допускаемое напряжение, МПа.

Класс прочности шпильки Сталь 35ХГОСТ 4543-2016-8.8, временное сопротивление для данного класса прочности равно 800 МПа, допускаемые напряжения принимаем равное =320 МПа [13].

Максимальное продольное усилие:

(4.8)

Тогда:

Минимальная площадь поперечного сечения шпильки:

.

Площадь сечения шпильки:

,

где - внутренний диаметр резьбы, для резьбы М16х1,5=14,37 мм.

Условие прочности на растяжение:

.(4.9)

,

Условие выполняется.

4.3.3 Расчет высоты гайки

В стандартных резьбовых изделиях проверку прочности витков проводить не следует, так как при близких по прочности материалах болта и гайки можно полагать, что стержень болта и резьба равнопрочны.

Если материал гайки менее прочен, чем материал болта, то следует определить требуемую высоту гайки (или длину свинчивания) Н из расчета на срез:

(4.10)

где - полное усилие, воспринимаемое резьбой, =3678 Н;

d -- наружный диаметр резьбы шпильки (по этому диаметру площадь сечения тела гайки имеет наименьшее значение);

-- коэффициент полноты резьбы, показывающий отношение высоты прямоугольника, представляющего собой поверхность среза, к шагу резьбы. Для метрической резьбы гайки = 0,88;

= (0,15 ч 0,20)у_т, МПа.(4.11)

Предел текучести для гайки класса прочности 8 и материала Сталь 35 ГОСТ 1050-2013у_т=580 МПа [13].

Тогда допустимое напряжение среза:

.

Минимальная высота гайки:

.

Выбираем высокую гайку: Гайка М16x1,6-6H ГОСТ 6402-70 с высотой резьбы 14мм[14].

4.3.4 Расчет траверсы

Схема сил, действующих на траверсу приспособления, эпюры усилий и моментов представлена на рисунке 4.4.

Траверса рассчитывается на изгиб по формуле [15]:

, МПа,(4.12)

где М - изгибающий момент в опасном сечении, Н·м;

- момент сопротивления сечения, м³;

- допустимое напряжение на изгиб, МПа.

Исходя из равенства находим реакцию R_A:

, Н.(4.13)

Реакция R_A= R_В, тогда:

.

Изгибающий момент в сечении С-С:

Рисунок 4.4 - Схема сил, действующих на верхнюю траверсу

Изгибающий момент в сечении D-D:

.

Момент сопротивления сечения прямоугольного сечения С-С (рисунок 4.5) находим по формуле[15]:

, м³.(4.14)

По формуле (4.14):

.

Рисунок 4.5-Размер сечений С-С и D-D

Допустимое напряжение изгиба для Ст3ГОСТ 380-2005 [13].

Условие прочности при изгибе в сечении С-С:

(4.15)

Напряжение изгиба в сечении С-С:

Условие выполняется:

Момент сопротивления сечения прямоугольного сечения D-D (рисунок 4.5) находим по формуле:

, м³, (4.16)

По формуле (4.16):

.

Напряжение изгиба в сечении D-D:

Условие выполняется:

4.3.5 Расчет балки домкрата на сжатие

Нагрузка от рабочего усилия перераспределяется по балкам, создавая сжимающее усилие. Максимальное усилие, действующее в паре балок определено графически на рисунке 4.3, откуда следует:

Данное усилие воспринимается парой балок.

Расчет балки на сжатие производим на допустимое напряжение сжатия:

, МПа, (4.17)

где - осевая сила, действующая на одну балку, =5807 Н.

- площадь сечения балки, м²:

.

Допустимое напряжение сжатия для Ст3ГОСТ 380-2005 [13].

Напряжение сжатия:

.

Условие прочности на сжатие выполняется:

.

4.3.6 Расчет осей балок параллелограмма на срез

Балки параллелограмма домкрата устанавливаются на оси. Оси испытывают напряжение среза по плоскости воздействия усилия.

При этом максимальное усилие, действующее на оси будет рано максимальному усилию на винт домкрата, т.е. При этом следует учитывать, что срез происходит по двум плоскостям.

Ось по напряжению среза для данного случая рассчитывается по формуле:

, МПа,(4.18)

где - усилие, действующее в сечении, Н;

- площадь сечения оси, м².

Диаметр оси равен 20 мм, т.е. .

Условие прочности на срез[15]:

, МПа,(4.19)

где - предельно допустимое напряжение на срез, для материала Сталь 40Х ГОСТ 4543-71[13].

Напряжение среза:

.

Условие прочности на срез выполняется:

.

4.4 Технические требования при эксплуатации

При работе с приспособлением бля разборки энергоаккумуляторов необходимо выполнять следующие требования:

1. Во избежание выхода из строя винта и гаек, недопустимо использовать приспособление с несмазанным винтом;

2. Не допускается использовать приспособление с ослабленными резьбовыми соединениями.

Обслуживание приспособления для разборки энергоаккумуляторов заключается в следующем:

1. Смазать винт домкрата консистентной смазкой Литол-24 по ГОСТ 21150-87 (в качестве альтернативы можно использовать Литол-24 по ТУ-0254-116-04001396-05).

1. Регулярно проверять резьбу направляющих на отсутствие смятия витков. Смятие и срез рабочих витков резьбы не допускается. При обнаружении дефектов - заменить направляющие новыми.

2. Проверять наличие сколов краски на основании и траверсе. Сколы необходимо подкрашивать краской марки ПФ. При наличии коррозии - зачистить изделие перед окрашиванием.

4.5 Требования безопасности использования конструкции

Работа с приспособлением без разборки энергоаккумуляторов должна выполняться с использованием защитных очков и перчаток.

Перед началом работы с приспособлением без разборки энергоаккумуляторов установить платформу в нижнее положение.

Устанавливать необходимые переходники для надежного крепления энергоаккумуляторов на столе.

Не допускается удерживать руками приспособление без разборки энергоаккумуляторов в момент создания усилия.

Не допускается использовать приспособление без разборки энергоаккумуляторов при наличии трещин и иных повреждений на элементах конструкции.

Не допускается снятие усилия с энергоаккумулятора с частично снятыми болтами крышки.

4.6 Технико-экономическая оценка конструкции

Приспособление без разборки энергоаккумуляторов представляет собой простую конструкцию идентичную аналогичным, представленным на рынке.

При разработке использовались наиболее простые детали и элементы. Поэтому основные составляющие конструкции будут изготавливаться из стандартных изделий: прутков, стальных листов, проката (уголок, швеллер). При изготовлении приспособления для разборки энергоаккумуляторов применяются токарные, фрезерные, шлифовальные работы, также слесарные и окрасочные. Наиболее сложными в изготовлении будет винт и гайки.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Обоснование инвестиций

Для ремонта и обслуживания подвижного состава ООО «Сухонский КБК» необходима производственно-техническая база, укомплектованная необходимым технологическим оборудованием и инструментом.

На данный момент по адресу г. Сокол, Советская улица 129, располагается производственно-техническая база, на которой осуществляется текущий ремонт и обслуживание автопогрузчиков.

Для обслуживания собственного автопарка производственно-техническая база ООО «Сухонский КБК» требует реконструкции. Необходимо обновить технологическое оборудование для ТО и ремонта. Отсутствие полного спектра современного технологического оборудования и инструмента на предприятии приводит к снижению качества обслуживания и ремонта, что, в свою очередь, приводит к снижению коэффициента технической готовности. Следовательно, увеличиваются простои техники, а это приводит к снижению финансовых показателей работы предприятия.

Финансовое положение ООО «Сухонский КБК» позволяет провести модернизацию производственно-технической базы, а именно: реконструировать рабочую зону технического обслуживания и ремонта, укомплектовать ПТБ необходимым технологическим оборудованием и инструментом.

При реконструкции ПТБ будет создан агрегатный участок.Объема работ по ремонту агрегатов собственного автопарка достаточно для загрузки собственным автопарком.

5.2Расчет объема инвестиций

Для оценки объема инвестиций необходимо задаться объемом требуемой реконструкции. С учетом существующей ПТБ, а также с учетом проекта реконструкции, выполненного в рамках 2-й части данной ВКР, реконструкция ПТБ ООО «Сухонский КБК» будет включать в себя:

1. перепланировку помещений;

2. строительство осмотровой канавы;

3. ремонт зоны ТО и ТР;

4. санитарно-технические работы;

5. электротехнические работы;

6. приобретение, доставка и монтаж технологического оборудования для зоны ТО и ТР, а также агрегатного участка.

Изменение планировки земельного участка не предусматривается проектом, соответственно, затраты на благоустройство территории отсутствуют, что позволит получить более быстрые сроки окупаемости капитальных вложений.

5.2.1 Расчет капитальных затрат

Для точных расчетов капитальных затрат по каждому виду работ, необходимо разработать соответствующие проекты (проект осмотровой канавы, проект электроснабжения, проект вентиляции и кондиционирования и т.п.), что выходит за рамки выпускной квалификационной работы. Поэтому для оценки капитальных затрат следует использовать удельные или оценочные значения, исходя из методических рекомендаций или рыночной стоимости работ.

Капитальные затраты разобьем на 2 составляющие:

- реконструкция помещения;

- приобретение, доставка и монтаж технологического оборудования.

Реконструкция помещения включает в себя:

- строительство перегородок - ;

- строительство осмотровой канавы -;

- ремонт помещения - ;

- санитарно-технические и электротехнические работы - .

Таким образом:

(5.1)

Стоимость возведения перегородок составит:

(5.2)

где - длина возводимых перегородок, м;

- удельная стоимость возведения 1-го метра перегородки, руб/м.

Стоимость строительства осмотровых канав составит:

(5.3)

где - суммарная длина строящихся осмотровых канав, м;

- удельная стоимость строительства 1-го метра канавы, руб/м.

Стоимость ремонта помещений составит:

(5.4)

где - площадь реконструкции, м²;

- удельная стоимость ремонта помещения, руб/м².

Стоимость санитарно-технических и электромонтажных работ составит:

(5.5)

где - удельная стоимость санитарно-технических и электромонтажных работ, руб/м².

С учетом проекта реконструкции:

- длина возводимых перегородок =33,4 м;

- длина осмотровой канавы=9,8 м;

- площадь реконструируемых помещений =276 м².

Удельные стоимости работ по реконструкции исходя из различных предложений на рынке товаров и услуг, а также исходя из объема работ, можно оценить в следующих величинах:=5000 руб/м; =20000 руб/м; =2000 руб/м; =1000 руб/м согласно рекомендациям [17].

Тогда стоимость реконструкции помещения составит:

Для реконструкции производственно-технической базы ООО «Сухонский КБК» с учетом разработанного во второй части ВКР проекта, необходимо дополнительно к уже имеющемуся, приобрести технологическое оборудование, согласно таблице 5.1 [7,8,9].