Стенд для ремонта главной передачи

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:

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 . Расчетная схема соединения приведена на рисунке:

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:

где Р =170 мм – номинальный диаметр соединения;

l =60 мл – длина соединения;

f0,085 – коэффициент трения на контактирующих поверхностях.

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

Определяем Рmax при Nmax для посадки Ø170:

где Nmax= 68 мкм – наибольший натяг;

– модель упругости для стали.

Определяем безмерные коэффициенты жесткости деталей СD и Сd

– коэффициент Пуассона для стали.

Наибольшее давление на контактирующих поверхностях:

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

Усилие выпрессовки определяется как [ ]:

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:

Мощность потребляемая насосом:

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.

где М = 140 Нм – расчетный момент сопротивления проворачивания вновь собранной главной передачи, [ ]; — угловая скорость вращения приводной головки при обкатке.

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 мм2/с и его плотность j°= 860 кг/м3.

Принимая время выдвижения штока цилиндра t = 1 сек. и объемный к. п.д. гидропривода = 0,9.

л/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. , давление р = 10 Мпа, объемный к. п.д. =0,92.

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

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,

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

где — допускаемое напряжение изгиба для стали 45, из которой выполнены пальцы.

Действительное напряжение изгиба:

Окружная сила, действующая на один палец:

где z = 4 –число пальцев.

Условие прочности выполняется

Условие прочности резиновой втулки на смятие:

где — допускаемое напряжение смятия для резины.

Действительное напряжение смятия во втулке:

где — 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

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

· угловая скорость ведущего шкива рад/с

· угловая скорость ведомого шкива 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:

Определяются диаметры шкивов.

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

Диаметр большего шкива D2 при относительном скольжении ремня определяется по формуле:

Принимаем D2 = 200мм по ГОСТ 1284-78.

Определяется желательное расстояние между центрами шкивов по формуле

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

Расчетная длина ремней определяется по формуле:

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

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

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

что вполне приемлемо.

Определяется скорость ремня по формуле:

По тяговой способности определяется требуемое число ремней по формуле:

где N0 – мощность, которую можно передать одним ремнем при , скорости 7,43 м/с, и при спокойной нагрузке [ ],

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

– коэффициент угла обхвата [ ], =0,94

Принимается z = 2.

Проверим ремни на долговечность по числу их пробегов в секунду

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:

, , , ;

для меньшего шкива , ;

для большего шкива , .

Наружный Dн и внутренний D6 диаметры шкивов равны:

для меньшего шкива:

для большого шкива:

;

Определяется ширина вводов шкивов:

Толщину вводов шкивов примем K = 6 мм.

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

то два шкива должны быть изготовлены с диском.

Толщина дисков примется равной .

Наружный диаметр и длина 4 ступицы определяется по формулам:

;

для большего шкива

мм.

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

Источник

Стенд для ремонта главной передачи

Стенд-кантователь SKGP для разборки сборки редуктора главной передачи самосвалов БелАЗ