Дипломная работа: Реконструкция автопромышленного предприятия ИП Моисеев

Нагрузку на сварные швы можно принять равной силе создаваемой гидроцилиндром=970 Н.

Допустимые касательные напряжения сварного шва [9].

Расчет сварного шва производится по формуле [11]:

, (4.24)

где t - толщина сварного шва, t=0,005 м;

- длина сварных швов, м.

Каждая труба приваривается по двум сторонам к другой трубе. Сварной шов в горизонтальной плоскости равен 60 мм, в вертикальной 40 мм. Количество сварных швов 4. Тогда общая длина сворных швов составляет =0,4 м

Подставив значения в формулу, получим:

=2,5МПа

Таким образом, условия прочности по касательным напряжениям сварного шва выполняются:

2,5МПа ? 100МПа.

4.3.5 Расчет переходной плиты на изгиб

На п-образную скобу устанавливается пневмоцилиндр. При этом, цилиндр устанавливается через металлическую переходную плиту, которая опирается на торцевую часть скобы.

Для расчетов принимаем, что плита - это статически определимая балка, которая установлена на шарнирных опорах. Нагрузка от силового пневмоцилиндра, передается через крепежные винты, следовательно, усилие на балку является распределенным.

Расчетная схема переходной плиты представлена на рисунке 4.10.

Напряжение изгиба рассчитывается по формуле:

(4.25)

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

.

Рисунок 4.10 - Расчетная схема переходной плиты съемника

Расчет ведем по допускаемым напряжениям по формуле:

(4.26)

где - допустимое напряжение на изгиб, МПа.

Удельная нагрузка равна рабочему усилию пневмоцилиндра деленному на ширину расстояния крепежных винтов:

(4.27)

где - ширина расстояния крепежных винтов, =42 мм.

Для вычисления изгибающего момента M необходимо найти реакции в опорах. На рисунке 4.10 намечено предполагаемое направление данных реакций.

Удельная нагрузка:

Из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на ось балки получаем:

Н_А =0 Н. (4.28)

Составляя сумму моментов сил относительно точки В, получим [11]:

(4.29)

отсюда:

Из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на ось балки:

(4.30)

Отсюда:

(4.31)

Наибольший изгибающий момент имеет место посредине пролета, в опасном сечении, где :

(4.32)

Тогда:

Момент сопротивления балки будет равен сумме моментов сечений всех её элементов в опасном сечении.

Для данного сечения момент сопротивления можно найти по формуле:

(4.33)

Зная размеры, найдем момент сопротивления:

По формуле (4.16) найдем напряжение изгиба:

Допустимое напряжение изгиба материала балки Ст3 ГОСТ 380-2005 [10].

Условие прочности переходной плиты по напряжениям изгиба выполняется:

15,85МПа ? 154МПа.

4.3.6 Расчет винтов крепления переходной плиты к скобе на растяжение

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

Расчетная формула для подбора сечений получается из расчета прочности в предположении, что действительные напряжения равны допускаемым [10]:

(4.34)

где - максимальное продольное усилие, на деталь взятое по модулю, с учетом грузоподъемности пневмоцилиндра, следует принять ;

- площадь поперечного сечения винта, м²;

- количество винтов, =4 шт.;

- допускаемое напряжение, МПа.

Класс прочности винта, выполненного из материала Сталь 30ХГСА ГОСТ 11738-84 - 10.9.

Временное сопротивление для данного класса прочности составляет 1200 МПа, допускаемые напряжения составляют =560 МПа [11].

Минимальная площадь сечения винтов:

Площадь сечения винта:

(4.35)

где - средний диаметр резьбы, для резьбы М8 =9,15 мм.

Тогда площадь сечения винта:

,

Условие прочности на растяжение:

(4.36)

,

Условие выполняется.

4.3.7 Расчет оправки на смятие

При максимальном подъеме поршень упирается в крышку цилиндра. Необходимо произвести расчет на смятие по площади контакта.

Расчет штока производим на допустимое напряжение смятия [12]:

(4.37)

где - максимальная нагрузка, =970 Н.

- площадь контакта, м².

Площадь контакта, с учетом размеров штока:

Допустимое напряжение смятия для оправки, изготовленной из алюминия Д16 ГОСТ 21488-97 с нормальной прочностью, [у]=390 МПа [13].

Напряжение сжатия:

Условие прочности на смятие выполняется:

6,54МПа ? 390МПа.

4.4 Требования к эксплуатации и обслуживанию съемника

Техническое обслуживание необходимо для поддержания съемника в постоянной технической исправности.

4.4.1 Технический уход за съемником включает его визуальный осмотр:

- проверяется качество затяжки резьбовых соединений;

- состояние рабочих поверхностей переходной плиты, скобы и оправок;

- состояние рабочих поверхностей штока пневмоцилиндра и подводимой воздушной магистрали.

4.4.2 Не допускаются:

- утечки воздуха в соединении инструмент-магистраль;

- трещины, вмятины, деформации поверхностей переходной плиты, скобы и оправок;

- загрязнение инструмента пылью, песком и другими механическими частицами;

- работать инструментом с более высоким давлением в системе подачи воздуха, чем указано в паспорте пневмоцилиндра;

- исправлять, регулировать и менять рабочую часть во время работы при наличии в шланге сжатого воздуха.

При длительных перерывах в работе произвести консервацию изделия в следующем порядке

- очистить поверхность съемника от мелких загрязнений;

- протереть насухо от влаги;

- нанести на поверхность съемника консервирующую пасту К-16 ГОСТ 10877-76;

- хранить в закрытом отапливаемом помещении, влажность воздуха не должна превышать 70%.

Требования безопасности использования съемника

При работе с данным оборудованием соблюдать следующие правила:

- перед началом работы внимательно прочесть инструкцию по эксплуатации;

- работать со съемником необходимо в защитных очках и спецодежде;

- прикладывать усилие постепенно, деталь должна выходить медленно;

- подавать воздух разрешается после установки съемника в рабочее положение.

- перед началом работы проверить, что все детали съемника хорошо закреплены и инструмент находится в исправном состоянии.

Не допускается:

- эксплуатировать съемник при усилии, превышающем указанное в техпаспорте;

- эксплуатировать неисправный съемник;

- эксплуатировать съемник неквалифицированному персоналу, которых, превышают указанные в техпаспорте;

- наносить удары по съемнику, находящимся под нагрузкой;

- работать при наличии утечек в соединениях;

- использовать подводящие воздушные магистрали, имеющие повреждения;

- держать съемник во время работы за рабочую часть.

4.5 Технико-экономическая оценка съемника

Так как предприятие обслуживает большое количество автомобилей, то надежность и долговечность инструмента являются одними из самых важных условий в выборе оборудования. С учетом того, что процесс снятия ступицы намного упрощается и стоимость данного оборудования не столь большая, к тому же съемник с использованием специальных оправок позволит исключить фактор повреждения заднего сальника, тем самым избежав значительных затрат, предприятие непосредственно нуждается в его приобретении.

Съемник изготавливается из стандартных изделий: профильной трубы, листов, винтов. Силовой пневмоцилиндр - серийно выпускаемый агрегат отечественного производства. Основные работы при производстве съемника - сварочные, токарные, сборочные, окрасочные.

Съемник является оборудованием с высокой металлоемкостью, поэтому был произведен расчет и выбраны наименее возможные размеры силовых элементов, что снизит конечную стоимость изделия.

5. Экономическая часть

5.1 Обоснование инвестиций

Индивидуальный предприниматель Моисеев Владимир Николаевич на ближайший год планирует расширение географии поставок, так же недавно был приобретен бетонный завод. Это послужило поводом для увеличения автомобильного парка. Планируется закупка автомобилей в количестве 5 единиц марки Volvo. Данный автопарк необходимо обслуживать и ремонтировать. На сегодняшний момент автомобили предприятия обслуживаются на станциях технического обслуживания, что требует больших затрат. Для ремонта и обслуживания на территории автобазы, требуется производственно-техническая база, укомплектованная всем необходимым оборудованием и инструментом.

Производственно-техническая база предприятия требует реконструкции и оснащения современным оборудованием для ремонта и обслуживания растущего автопарка.

Кроме того, на предприятии отсутствует пост мойки, в то время, как автотранспорту, перевозящему ТНП, требуется не только наружная мойка, но и мойка кузова изнутри.

Соответственно, в проекте производится реконструкция - расширение ПТБ в которую входит: реконструкция зоны ТО и ТР с объединением ремонтной зоны для устранения несоответствия ширины рабочей зоны требованиям ОНТП-01-91, обустройство осмотровой канавы, создание поста мойки, оснащение технологическим оборудованием.

Организация технологического процесса ТО и ТР требует определенных капитальных вложений на реконструкцию постов, на приобретение оборудования, а также текущих эксплуатационных затрат.

5.2 Расчёт объема инвестиций

5.2.1 Расчёт капитальных затрат

Исходные данные для расчета стоимости материалов и строительных работ осмотровых канав с учетом работ по удалению грунта, гидроизоляционных, бетонных работ, подведения освещения и т.п. представлены в табл. 5.1 и 5.2

Таблица 5.1 - Стоимость материалов и оборудования для строительства осмотровых канав [16]

Таблица 5.2 - Стоимость работ по строительству осмотровых канав [15]

Исходные данные для расчета стоимости материалов, оборудования и работ для сборки съемника представлены в табл. 5.3 и 5.4

Таблица 5.3 - Стоимость материалов и оборудования для съемника

Таблица 5.4 - Стоимость работ для сборки съемника