Достижения научнотехнического прогресса, затрагивающего все страны мира, позволяет осуществлять массовый выпуск легковых автомобилей для удовлетворения потребности населения
 Скачать 2.02 Mb.
|
|
4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ Справка О патентных исследованиях по дипломному проекту. Цель патентных исследований - установить уровень техники. . Задание на проведение патентного поиска Студент - Фролов Д.А. АТ-299 Название предметов поиска, подлежащих патентной проработке: устройства для шиномонтажа. Страна и глубина поиска: СССР 1975-1990 гг., США, Великобритания, Франция с 1977 г. Подпись научного руководителя Таблица 4.1 2. Результаты проведения патентного поиска
4.1 Патентный обзор В ходе патентных исследований было обнаружено изобретение: SU 1562159 А1 (В 60 С 25/138) Изобретение относится к ремонту транспортных средств. Целью изобретения является повышение эффективности за счет предохранения боковин шин от срывов резинокордного материала и нарушения целостности бортовых колец. В способе, включающем силовое воздействие рабочей частью отбортовочного механизма в виде ролика 1 на шину 2 у обода 3 колеса при вращении колеса и механизма один относительно другого. Изобретение относится к ремонту и техническому обслуживанию транспортных средств, в частности к способам демонтажа шин. Цель изобретения - повышение эффективности за счет предохранения боковин шин от срывов резинокордного материала и нарушения целостности бортовых колец. Способ заключается в том, что силовое воздействие осуществляется рабочей частью отбортовочного механизма в виде ролика 1 на шину 2 у обода 3 при взаимном относительном вращении шины и отбортовочного механизма вокруг оси 4 колеса до отрыва шины от обода, при этом силовое воздействие осуществляется периодически с частотой n, равной  где n-частота вращения колеса и отбортовочного механизма друг относительно друга; j-угловой размер рабочей части отбортовочного механизма в радианах.При этом снижаются потери на трение при перемещении роликов, уменьшается время максимального силового воздействия, деформация резинокордного материала и бортовых колец незначительны, что предотвращает срыв резинокордного материала и повреждение бортовых колец. Указанный в изобретении способ реализуется в конструкторской части и повышает эффективность разработанного устройства. В результате патентного поиска было обнаружено изобретение, ставшее прототипом разрабатываемого в конструкторской части устройства для монтажа и демонтажа шины автомобиля. Это изобретение SU 1174291 А В 60 С 25/10 Описание изобретения к авторскому свидетельству. (21) 3617031/27-11 (22) 08.07.83. (46) 23.08.85. Бюл.№31. (72) В.А. Лукашвилли и А.П. Смирнов. (53) В 29.11.012.555.002.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №360251 кл. В 60 С 25/10,1971. (54) (57) Устройство для монтажа и демонтажа шины автомобиля, содержащее раму, установленные на ней с возможностью перемещения вдоль оси вращения колеса сменные кронштейны с разбортовочными и нажимными роликами, привод перемещения кронштейнов, отличающиеся тем, что с целью повышения производительности труда, снижения трудоемкости за счет осуществления рабочих операций непосредственно на автомобиле, оно снабжено площадкой для опоры ведущего моста автомобиля, установленный на раме, при этом привод включает элемент для передачи вращения от колес автомобиля. Изобретение относится к техническому обслуживанию автомобилей и может быть использовано автопредприятиями, предприятиями автосервиса и индивидуальными владельцами автотранспорта для монтажа и демонтажа шин в гаражных и полевых условиях. Цель изобретения - повышение производительности труда и снижение трудоемкости. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид: на фиг.2 - взаиморасположение балки ведущего моста автомобиля, колеса и устройства при демонтаже шины. Устройство состоит из рамы с площадкой для опирания балки ведущего моста автомобиля и установленного на раме привода (например, винта с левой и правой резьбой) перемещения кронштейнов с нажимными роликами и разбортовочным роликом, на фигурном кронштейне. Привод передает вращение от колеса автомобиля, через элемент (например, цепную передачу с фланцем, закрепленным на колесе). Демонтаж осуществляется следующим образом. Автомобиль поднимают на площадку, зафиксировав автомобиль так, чтобы балка ведущего моста села на площадку, зафиксировав таким образом устройство относительно колеса. Дале на кронштейн устанавливают нажимные ролики, присоединяют элемент, запускают двигатель и включают первую передачу (или передачу заднего хода). При этом нажимные ролики отжимают борта шины до определенного предела. При вращении колеса постепенно отжимается шина. Выведение борта шины за обод колеса производят аналогично с помощью разбортовочного ролика, устанавливаемого вместо нажимного ролика. 4.2 Общие положения разработки конструкторской документации 4.2.1 Принципы работы силовых стендов для монтажа и демонтажа шин колес легковых автомобилей В настоящее время в практике в основном используется шиномонтажное оборудование, представленное конструкциями ряда специализированных стендов для монтажа и демонтажа шин колес легковых автомобилей массового производства. Стенды обеспечивают выполнение всех необходимых операций с разной степенью механизации. В основном они работают на общем принципе отжатия борта покрышки с полки обода с помощью вращающегося ролика. Как правило стенд имеет в своем составе механический привод вращения колеса, состоящий из электродвигателя, механической передачи и одноступенчатого червячного редуктора. Механизм отжатия борта имеет пневмопривод. Подача сжатого воздуха производится из блока подготовки сжатого воздуха, смонтированного в корпусе стенда. Обычно стенды стационарные с креплением к полу или фундаменту, имеют массу около 300 кг. И габариты порядка 1200-700-1100 мм. Такие конструкции хорошо зарекомендовали себя на практике, но им присущи некоторые недостатки, связанные с их сложностью и высокой стоимостью. .2.2 Обоснование предлагаемой конструкции Как показала практика, потребительский спрос на услуги шиномонтажа подвержен значительным сезонным колебаниям и существует реальная возможность возникновения очереди в пиковый период. В данных условиях целесообразно иметь резервные мощности для разгрузки основного оборудования и, как запасное, в случае отказа основного. Решением проблемы может стать дешевое, мобильное, простое в изготовлении и эксплуатации устройство предлагаемой конструкции. Данное устройство может быть изготовлено в условиях СТОА или АТП. .3 Усторойство для монтажа и демонтажа шин колес легковых автомобилей Технические характеристики. 1. Тип устройствамобильное с пневматическим приводом. . Усилие на рычагах нажимного устройства при рабочем давлении воздуха в цилиндре 0,5 МПа, кН2 . Частота вращения колеса, об/мин50 . Механический приводтрансмиссия автомобиля . Габаритные размеры, мм . Общая масса устройства, кгне более 30 4.3.1 Описание конструкции и работы устройства Устройство мобильное для монтажа и демонтажа шин колес легковых автомобилей с роликовым нажимным механизмом, пневмоприводом нажимного механизма, модулятором силы прижатия ролика и механическим приводом вращения колеса от трансмиссии автомобиля. На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид: на фиг.2 - взаиморасположение балки ведущего моста автомобиля, колеса и устройства при демонтаже шины. Устройство состоит из рамы 1 с площадкой 2 для опирания балки 3 ведущего моста автомобиля и установленного на раме пневмопривода 4 перемещения рычагов 5 с нажимными роликами 6 и разбортовочным роликом 7, на фигурном кронштейне 8. Демонтаж осуществляется следующим образом. Автомобиль поднимают домкратом (не показан), устанавливают устройство, как показано на фиг.2 и опускают автомобиль так, чтобы балка 3 ведущего моста села на площадку 2, зафиксировав таким образом устройство относительно колеса 9. Далее на рычаги 5 устанавливают нажимные ролики 6, запускают пневмопривод в режиме “отжатие”. При этом нажимные ролики 6 отжимают борта 12 шины 13 до определенного предела. При вращении колеса 9 постепенно отжимается шина13. Выведение борта 12 шины 13 за обод14 колеса 9 производят аналогично, переключая пневмопривод в режиме “разбортовка”, с помощью разбортовочного ролика 7, устанавливаемого поверх нажимного ролика 6 (фиг.6, слева). Пневмопривод, установленный на устройстве, состоит из рабочего органа и системы управления рабочим процессами. Рабочий орган состоит из двух пневмоцилиндров: наружный - двухстороннего действия, внутренний - одностороннего действия. Пневмоцилиндры смонтированы по краям рамы на одной оси, в положении навстречу друг другу. Штоки пневмоцилиндров присоединены к поворотным рычагам, на концах которых смонтированы рабочие ролики. Система управления состоит из пневмораспределителя типа П-ЭПК (клапан электропневматический), пневмоклапана быстрого выхлопа, двухпозиционного четырехлинейного пневмораспределителя кранового (ГОСТ 18467-73) с плоским поворотным золотником и ручным управлением и модулятора силы прижатия ролика. Сжатый воздух берется от передвижного компрессора мод. С412. Требуемое давление сжатого воздуха обеспечивается редукционным пневмоклапаном типа БА57-1. Контроль давления в магистралях производится по манометрам, установленным перед пневмоцилиндрами. Конструкция и расчет модулятора приведены в разделе автоматизации. Описание рабочих процессов пневмопривода. Конструкцией пневмопривода предусмотрено два рабочих состояния системы: отрыв и отжатие бортов шины от обода колеса и вывод борта шины за закраину обода (монтаж производится в первом режиме). При рабочем процессе отрыва и отжатия борта шины пневмопривод работает следующим образом. Крановый пневмораспределитель переключается в положение “отрыв”, при котором сжатый воздух подается к электропневматическому клапану, обеспечивающему требуемое изменение давления в рабочих цилиндрах; затем на клапаны быстрого выхлопа и в рабочие камеры пневмоцилиндров, работающих на прижатие рычагов с роликами к бортам шины. При рабочем процессе вывод борта шины за закраину обода пневмопривод работает следующим образом. Крановый пневмораспределитель переключается в положение “разбортовка”, при котором сжатый воздух подается к наружному пневмоцилиндру во вторую рабочую камеру и пневмоцилиндр осуществляет отжатие наружного рычага с разбортовочным роликом и вывод борта шины за закраину обода. 4.3.2 Описание рабочих частей и элементов устройства Рама (каркас) и рабочие рычаги устройства выполнены сварными из уголка сечением 50-50 мм, что обеспечивает требуемую жесткость конструкции. Шарнирное соединение поворотных рычагов с рамой выполнено в виде петель. Ход рычагов ограничивается упорами. Демонтажный рычаг, предназначенный для вывода шины за закраину обода, имеет круглое сечение и вращающий наконечник. В аппаратной части размещается пускорегулирующая пневмоэлектроаппаратура управления приводом и рабочими процессами. В устройстве применены пневмоцилиндры двухстороннего действия без торможения по ГОСТ 15608-70, с шарнирным креплением, исполнением 2, исполнением штока А. Цилиндры крепятся к кронштейнам из уголка, которые присоединяются к раме сварным соединением. Штоки цилиндров присоединяются к поворотным рычагам через шарниры. .3.3 Расчет конструктивных параметров устройства для монтажа и демонтажа шин колес легковых автомобилей. Силовая схема устройства представлена на рис.6.2. Исходные данные: 1. Усилие на рычагах нажимного устройства, кН2 . Частота вращения колеса, об/мин50 Расчет рабочей частоты модулятора силы прижатия ролика. В исследовательской части было установлено, что силовое воздействие осуществляется периодически с частотой:  (4.1.)где n - частота относительного вращения колеса и отбортовочного механизма; j - угловой размер рабочей части отбортовочного механизма в радианах. Такую частоту может обеспечить применение в системе управления модулятора силы притяжения ролика, конструкция которого приведена в разделе автоматизации. Выбор параметров нажимного ролика. Диаметр роликов по конструктивным соображениям принимается 0,12 м, общая длина рычага L р. =0,36 м, плечо приложения силы Lсил=0,24 м. Основываясь на конструкции колеса и технологии рабочих процессов, перемещение рабочих роликов от среднего положения в обоих направлениях составляет Dр=0,04 м или 14°. Расчет и выбор конструктивных параметров пневмоцилиндров. Исходя из представленной силовой схемы, усилие на штоке пневмоцилиндра будет равно:  (4.2.)где F - рабочее усилие на рабочем ролике;р - плечо силы на ролике;ш - плечо силы в точке приложения усилия от пневмоцилиндра. Исходя из вышеперечисленных значений и конструктивных соображений, по ГОСТ 1568-70 на пневмоцилиндры двухстороннего действия, выбираем к применению на установке пневмоцилиндры двухстороннего действия со следующими характеристиками: Диаметр цилиндра D, мм63 Диаметр штока Dш, мм16 Рабочее давление, МПа1,0 Усилие на штоке, Н: Толкающее 3110 Тянущее 2910 Принципиальная пневматическая схема установки представлена на чертеже 1502.08.066.А2. технический обслуживание ремонт шиномонтаж 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА .1 Введение Как показывает мировой опыт, развитие промышленности идет по пути совершенствования существующих и создания новых систем управления производственными технологическими процессами. Новые системы управления позволяют добиваться большей эффективности уже существующего технологического оборудования и повышения производительности труда оператора. В этой области могут быть найдены оригинальные решения проблемы энергоснабжения и общей эффективности. Накоплен ряд научно-технических разработок, реализация которых позволит решить эти задачи. К ним можно отнести изобретение, приведенное в исследовательской части. Исходя из приведенных выше соображений целесообразно применить этот способ в конструкторской части проекта с разработкой элементов управления в данном разделе. |