Сторінка 1 / 50Перегляд дипломного проєкту
Інформація про дипломний проєкт та текст для пошуку
Проект 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання масляного насоса з розробкою його конструкції
Автор: Олександр МАРЧЕНКО. Спеціальність: 133-Галузеве машинобудування. Освітня програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння.
Відокремлений структурний підрозділ
«ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова»
Відділення «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Допущений до захисту
Голова циклової комісії
_________ Алла НЕРУБАЩЕНКО
« ___» ___________ 2024 р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи (дипломного проєкту)
фаховий молодший бакалавр
(освітньо-кваліфікаційний ступінь)
на тему: Проект 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання
масляного насоса з розробкою його конструкції
Виконав: здобувач освіти 4 курсу,
групи 431-ВД-20
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве
машинобудування
Освітньо-професійна програма: Виробництво,
сервісне обслуговування та експлуатація
двигунів внутрішнього згоряння
_______________________________
(підпис)
Керівник _________
(підпис)
Олександр МАРЧЕНКО
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Федір БЕЛЬСЬКИЙ
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Консультант з економічного розділу
__________________ Ірина КАПАЦИНА
(підпис)
Нормоконтролер
__________________
( підпис)
Рецензент__________
(підпис)
Дата захисту ______________
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Ігор КОВАЛЕНКО
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Ігор КОВАЛЕНКО
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Оцінка за захист ____________________
Первомайськ – 2024 року
Відокремлений структурний підрозділ
«ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова»
Відділення: «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія: «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Освітньо-кваліфікаційний ступінь: фаховий молодший бакалавр
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування
Освітньо-професійна програма: «Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів
внутрішнього згоряння»
ЗАТВЕРДЖУЮ
Голова циклової комісії «Обслуговування
автомобілів та виробництва двигунів»
_________________ Алла НЕРУБАЩЕНКО
“____” _________________ 2024 року
З А В Д А Н Н Я
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ (ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ) ЗДОБУВАЧЕВІ ОСВІТИ
Олександру МАРЧЕНКУ
(ім’я,ПРІЗВИЩЕ)
1.Тема проєкту: Проєкт 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання масляного насоса з
розробкою його конструкції
керівник проєкту: Бельський Ф.В.
затверджені наказом вищого навчального закладу від “15” березня 2024 р. № 35-у
2. Строк подання здобувачем проєкту 14.06.2024 р.
3. Вихідні дані до проєкту: Потужність Ре = 400 кВт,
Частота обертання колінчастого валу n = 1000 хв-1, ступень стиску Е = 12
Розробити технологічний процес складання: масляного насоса
Річне завдання 800 шт.
Режим роботи: І зміна
4.Зміст розрахунково – пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)
1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
1.3 Аналіз ефективних показників проєктованого двигуна й прототипу
1.4 Розрахунок теплового балансу двигуна
1.5 Розробка конструкції деталі, вузла, системи
1.5.1 Призначення, описування та обґрунтування проєктованої системи вузла, деталі
1.5.2 Вибір матеріалу, визначення розмірів і розрахунок на міцність деталі, вузла
1.5.3 Пропозиції по удосконаленню проєктованої системи, конструкції, вузла, деталі
2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Вибір обладнання, пристроїв, інструменту
2.2 Визначення технічної норми часу
2
3. ОРГАНІЗАЦІЙНО – ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ
3.1 Визначення потрібної кількості працівників і площі дільниці
4. ОРГАНІЗАЦІЯ ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ
4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання
4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання
ЛІТЕРАТУРА
ДОДАТКИ
1. Технологічний процес складання масляного насоса
2. Специфікації складальних креслень
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Аркуш 1 Повздовжній розріз двигуна 6ЧН 18/22 ф. А1
Аркуш 2 Складальне креслення масляного насоса ф.А1
6. Консультанти розділів проєкту
Розділ
Ім’я, ПРІЗВИЩЕ та посада
консультанта
Організаційноекономічний
Ірина КАПАЦИНА – викладач відділення
«Економіки та права»
Підпис, дата
завдання видав
завдання
прийняв
7. Дата видачі завдання: 22.04.2024 р.
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Назва етапів дипломного
проєкту
№
з/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Строк виконання
етапів проєкту
Розділ 1
29.04.2024 р.
Розділ 2
06.05.2024 р.
10.05.2024 р.
14.05.2024 р.
Розділ 3
Розділ 4
Перевірка проєкту на плагіат
20.05.2024 р.
27.05.2024 р.
03.06.2024 р.
Оформлення проєкту
12.06.2024 р.
Аркуш 1
Аркуш 2
Здобувач освіти
_____________ Олександр МАРЧЕНКО
Керівник проєкту
_____________ Федір БЕЛЬСЬКИЙ
( підпис )
( підпис )
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Примітка
ЗМІСТ
1 Конструкторський розділ
3
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
3
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
13
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна
20
1.4 Розрахунок теплового балансу двигуна
21
1.5 Розробка конструкції масляного насоса
28
1.5.1 Призначення, описування та обґрунтування масляного насоса
28
1.5.2 Розрахунок шестеренного масляного насоса
30
1.5.3 Пропозиції по удосконаленню масляного насоса
33
2 Технологічний розділ
35
2.1 Вибір обладнання, пристроїв, інструменту
35
2.2 Визначення технічної норми часу
35
3 Організаційно – економічний розділ
37
3.1 Визначення потрібної кількості працюючих і площі дільниці
37
4 Організація охорони праці та протипожежний захист
41
4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання
41
4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання
42
Література
45
ДОДАТКИ
Додаток А Складальне креслення двигуна 6ЧН 18/22
Додаток Б Специфікація складального креслення двигуна 6ЧН18/22
Додаток В Складальне креслення масляного насоса
Додаток Г Специфікація складального креслення масляного насоса
Додаток Д Технологічний процес складання масляного насоса
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн. Арк.
Розроб.
Перевір.
Реценз.
Н. контр.
Затверд.
№ докум.
Підпис
Марченко О.В.
Бельський Ф.
Коваленко І.
Нерубащенко А.
Дата
Літ.
Пояснювальна
записка
Арк.
Аркушів
2
45
ВСП ПФК НУК гр. 431-ВД
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
1.1.1 Умова завдання:
Ефективна потужність
Pe = 400 кВт
Частота обертання колінчастого валу
n = 1000 хв −1
Ступінь стиску
ε = 12
1.1.2 Вихідні дані теплового розрахунку:
Тиск наддуву
Pв = 0,25 МПа
[1]
Число циліндрів
і = 6
[1]
Коефіцієнт надлишку повітря
α = 1,8
[2]
Тиск навколишнього середовища
Pa = 0,101 МПа
[2]
Температура навколишнього середовища
Ta = 293 К
[2]
Підігрів свіжого заряду
ΔТ= 10 К
[2]
Тиск залишкових газів
Pr = 0,2 МПа
[2]
Температура залишкових газів
Tr = 800 К
[2]
Ступінь підвищення тиску
λ = 1,6
[2]
Коефіцієнт використання теплоти в точці "Z"
Z = 0,85
[2]
Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми
= 0,97
[2]
Паливо:
Дизельне пальне Л – 0,2 - 40 ДСТУ – 3868 - 99
Середній елементарний склад палива
С=0,86 Н=0,13 О=0,01
[2]
Найнижча теплота згоряння палива
QH =42500 кДж/кг
1.1.3
[2]
Параметри робочого тіла.
Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг палива
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
3
L0 =
1 C H O
1 0,86 0,13 0,01
+ − =
+
−
= 0,495 кмоль кг
0,21 12 4 32 0,21 12
4
32
(1.1)
l0 = 28,95 L0 = 28,95 0,495 = 14,33кг
(1.2)
Кількість свіжого заряду
M 1 = L0 , кмоль
(1.3)
кг
M 1 = 1,8 0,495 = 0,89 кмоль
кг
Кількість окремих компонентів продуктів згорання.
Кількість CO2 :
M CO2 =
C 0,86
=
= 0,072 кмоль
кг
12
12
(1.4)
Кількість H 2 O :
M H 2O =
H 0,13
=
= 0,065 кмоль
кг
2
2
(1.5)
Кількість O2 : M O = 0,21 ( − 1) L0 = 0,21 (1,8 − 1) 0,495 = 0,083 кмоль кг
2
Кількість N 2 :
M N2 = 0,79 L0 = 0,79 1,8 0,495 = 0,703 кмоль
(1.6)
(1.7)
кг
Загальна кількість продуктів згорання
M 2 = M CO2 + M H 2O + M O2 + M N2 = 0,072 + 0,065 + 0,083 + 0,703 = 0,923 кмоль
кг
(1.8)
1.1.4 Параметри процесу газообміну.
Температура повітря після нагнітача.
nk −1
1, 5−1
P nk
0,25 1,5
TB = Ta B
= 293
= 397,66 К
0,101
Pa
(1.9)
де nk = 1,5 показник політропи стиску повітря в нагнітачі
Тиск в кінці впуску.
Pd = (0,9 0,95) PB , МПа
(1.10)
Приймаємо число з інтервалу 0,9
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
4
Pd = 0,92 0,25 = 0,225 МПа
Коефіцієнт залишкових газів
TB − T1 + T
Pr
Tr
Pd − Pr
r =
(1.11)
де T1 = (30 − 70) К ступінь охолодження повітря
приймаємо T1 = 40 К
r =
397,66 − 40 + 10
0,2
= 0,04
800
12 0,225 − 0,2
Температура в кінці впуску
Td =
Td =
TB − T1 + T + r Tr
,K
1+ r
(1.12)
397,66 − 40 + 10 + 0,04 800
= 382,99 К
1 + 0,04
Коефіцієнт наповнення
Фс =
Фс =
Pd TB − T1
,
− 1 PB Td (1 + r )
(1.13)
12
0,225
397,66 − 40
= 0,88
12 − 1 0,25 382,99 (1 + 0,04)
Густина заряду на впуску.
B =
PB 10 6
, кг 3
м
RП (TB − T1 )
(1.14)
де RП = 287 Дж кг К - універсальна газова стала для повітря
0,25 10 6
B =
= 2,44 кг 3
м
287 (397,66 − 40)
1.1.5 Параметри процесу стиску.
Показник політропи стиску.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
5
Вибираємо значення з номограми [2] n1 = 1,36
Тиск в кінці стиску.
Pc = Pd n1 −1 , МПа
(1.15)
Pc = 0,225 121,36−1 = 6,60МПа
Температура в кінці стиску.
Tc = Td n1 −1 , K
(1.16)
Tc = 382,99 121,36−1 = 936,91K
Середня мольна теплоємкість повітря.
mCv = 19,88 + 0,002638 TC , кДж
mCv = 19,88 + 0,002638 936,91 = 22,35 кДж
кмоль К
кмоль К
(1.17)
(1.18)
1.1.6 Параметри процесу згоряння.
Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни.
0 =
0 =
M2
,
M1
(1.19)
0,923
= 1,04
0,89
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни.
=
=
0 + r
1+ r
(1.20)
1,04 + 0,04
= 1,04
1 + 0,04
Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих газів при
сталому об’ємі.
Для O2 :
mCvO2 = 23,3 + 0,00155 TZ
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.21)
Арк.
6
mC v N 2 = 21,554 + 0,001457 TZ
(1.22)
Для CO2 : mC v CO2 = 38,609 + 0,003349 TZ
(1.23)
Для N 2 :
mCvH 2 O = 25,459 + 0,004438 TZ
Для H 2 O :
(1.24)
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
об’ємі.
mCv =
1 M CO (mCv CO2 ) + M H O (mCvH 2 O ) + кДж
(1.25)
,
кмоль К
M 2 + M O (mCv O2 ) + M N (mCv N 2 )
2
2
2
2
Після підстановки одержимо рівняння.
mCv = a + в TZ , кДж
кмоль К
(1.26)
де а= 23,31
в= 0,002
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому тиску.
mC p = mCv + 8,134, кДж
кмоль К
(1.27)
кмоль К
(1.28)
Після підстановки одержимо рівняння.
mC p = a + в TZ , кДж
де а= 31,44
в= 0,002
Максимальний тиск згоряння
Pmax = Pc , МПа
(1.29)
Pmax = 1,8 6,60 = 10,56МПа
Максимальна температура процесу згоряння.
я QH
+ (mC v + 8,134 ) TC = (mC p ) TZ
M 1 (1 + r )
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.30)
Арк.
7
Після підстановки отримаємо квадратне рівняння.
A TZ2 + B TZ − C = 0
(1.31)
− B + B2 + 4 A C
,K
2 A
(1.32)
де А= 0,002
В= 32,562
С= 72277,29
Звідки:
TZ =
TZ =
− 32,562 + 32,562 2 + 4 0,002 72277,29
= 1990,14 K
2 0,002
Ступінь попереднього розширення.
=
=
TZ
,
TC
(1.33)
1,04 1990,14
= 1,37
1,8 936,91
1.1.7 Параметри процесу розширення.
Ступінь наступного розширення.
=
=
,
(1.34)
12
= 8,73
1,37
Середній показник політропи розширення.
Вибираємо значення з номограми [ 2 ]
n2 = 1,22
Тиск в кінці розширення.
PB =
PB =
Pmax
n −1
2
, МПа
10,56
= 0,752МПа
8,731, 22−1
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.35)
Арк.
8
Температура в кінці розширення.
TB =
TB =
TZ
n −1
2
,К
(1.36)
1990,14
= 1235,59 K
8,731, 22−1
1.1.8 Індикаторні показники робочого тіла.
Середній теоретичний індикаторний тиск.
Pmi =
PC
1
1
1
( − 1) +
1 − n2 −1 −
1 − n1 −1 , МПа
−1
n2 − 1
n1 − 1
Pmi =
6,60
1,6 1,37
1
1
1
1,6 (1,37 − 1) +
1 −
1 − 1,36−1 =
−
1, 22−1
12 − 1
1,22 − 1 8,73
1,36 − 1 12
(1.37)
= 1,65МПа
Дійсний середній індикаторний тиск.
Pmi = Pmi , МПа
(1.38)
Pmi = 0,97 1,65 = 1,601МПа
Індикаторний ККД
i =
i =
Pmi l 0
QH B ФС 10 −3
(1.39)
1,601 14,33 1,8
= 0,451
42500 2,44 0,88 10 −3
Питома індикаторна витрата палива.
вi =
вi =
3600 кг
,
кВт г од
QH i
3600
= 0,188 кг
кВт год
42500 0,451
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.40)
Арк.
9
1.1.9 Ефективні показники робочого циклу.
Середній тиск механічних втрат.
PM = 0,089 + 0,0118 VП .СР , МПа
(1.41)
Середня швидкість поршня.
VП .СР. =
S ПР. n м
,
c
30
(1.42)
де S ПР = 0,22м - хід поршня двигуна прототипу з умови завдання
VП .СР. =
0,22 1000
= 7,33 м
c
30
PM = 0,089 + 0,0118 7,33 = 0,1755МПа
Середній ефективний тиск.
Pme = Pmi − Pm , МПа
(1.43)
Pme = 1,601 − 0,1755 = 1,425МПа
Механічний ККД.
м =
м =
Pme
,
Pmi
(1.44)
1,425
= 0,89
1,601
Ефективний ККД.
e = i м ,
(1.45)
e = 0,451 0,89 = 0,4
Питома ефективна витрата палива.
вe =
вe =
3600 кг
,
кВт г од
QH e
3600
= 0,211 кг
кВт год
42500 0,4
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.46)
Арк.
10
Годинна витрата палива.
B = вe Pe , кг
(1.47)
год
B = 0,211 400 = 84,37 кг
год
1.1.10 Основні розміри циліндра і двигуна.
Літраж двигуна.
VSt = 30 Z
Pe
,л
Pme n
(1.48)
де Z= 4 – коефіцієнт тактності двигуна
VSt = 30 4
400
= 33,57 л
1,425 1000
Робочий об’єм циліндра
VS =
VS =
VSt
,л
i
(1.49)
33,57
= 5,61л
6
Діаметр циліндра.
d = 100
m=
4 VS
, мм
m
S ПР
,
d ПР
(1.50)
(1.51)
d ПР = 0,18м – діаметр циліндра двигуна прототипу з умови завдання
m=
d = 100
0,22
= 1,22
0,18
4 5,61
= 180,19 мм
3,14 1,22
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
11
Хід поршня.
S = m d , мм
(1.52)
S = 1,22 180,19 = 220,24 мм
1.1.11 Уточненні розміри циліндра і двигуна.
Діаметр циліндра.
d = 180мм
Хід поршня.
S = 220мм
Літраж двигуна.
VSt =
VSt =
d 2 S i
4 10 6
,л
(1.53)
3,14 0,18 2 0,22 6
= 33,57 л
4 10 6
Ефективна потужність двигуна.
Pep =
Pep =
Pme VSt n
, кВт
30 Z
(1.54)
1,425 33,57 1000
= 398,72кВт
30 4
Отримана величина Pep відрізняється від заданої на:
Pep − Pe
Pe =
Pecp
Pecp =
Pecp =
Pe =
Pep + Pe
2
100% , %
(1.55)
, кВт
(1.56)
398,72 + 400
= 399,36кВт
2
398,72 − 400
100% = 0,32%
399,36
Похибка не перевищує 5%, значить розрахунок виконав вірно.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
12
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
1.2.1 Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми.
Вихідні дані:
Pmi = 1,601 МПа
- середній індикаторний тиск.
Pd = 0,225 МПа
- тиск в кінці впуску.
n1 = 1,36 МПа
- показник політропи стиску.
c = 12
- ступінь стиску.
Pmax = 10,56 МПа
- максимальний тиск в циліндрі.
n 2 = 1,22
- показник політропи розширення.
- ступінь попереднього розширення.
= 1,37
m p = 0,050 МПа/мм
- масштаб по осі тиску.
Розрахунок лінії стиску виконуємо по формулі:
Pст =
Pd n1
, МПа
(V / Vc ) n1
(1.57)
Розрахунок лінії розширення виконуємо по формулі:
Pðîç =
Pmax n2
, МПа
(V / Vc ) n2
(1.58)
Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.1
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
13
Таблиця 1.1 Результати розрахунку
V / Vc
PCT ,
PCT ,
Pроз ,
Pроз ,
мм
132,1
85,7
76,1
61,7
51,5
29,6
20,0
14,8
11,6
9,4
7,8
6,7
5,8
5,1
4,5
МПа
мм
1,0
1,37
1,5
1,75
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
МПа
6,6
4,28
3,80
3,08
2,57
1,48
1,00
0,74
0,58
0,49
0,39
0,33
0,28
0,25
0,20
PmiД =
10,56
9,49
7,86
6,68
4,07
2,86
2,18
1,75
1,45
1,23
1,06
0,94
0,83
0,75
211,2
189,9
157,3
133,7
81,5
57,4
43,7
35,0
29,0
24,6
21,3
18,8
16,7
15,0
F
6952
mp =
0,050 = 1,58 МПа
AB
220
(1.59)
де F = 6952 мм² - площа індикаторної діаграми
[АВ] = 220мм відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі.
Об’єм камери згоряння
Vc =
VS
, мм
−1
(1.60)
VS = AB = 220 мм - приведений робочий об’єм
220
= 20 мм
12 − 1
Vc =
Похибка середнього індикаторного тиску.
Pmi =
Pmi − PmiД
Pmicp
100%
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.61)
Арк.
14
Pmicp =
Pmicp =
Pmi + PmiД
, МПа
2
1,58 + 1,601
= 1,59МПа
2
1,58 − 1,601
Pmi =
(1.62)
1,59
100% = 1,32%
Похибка не перевищує 5%
1.2.2 Побудова дійсної індикаторної діаграми
Характерні точки на діаграмі:
C , до ВМТ
-
точка подачі палива форсункою (подача іскри).
Визначається кутом випередження впорску
палива (випередження запалювання).
f , до ВМТ
-
точка початку згорання, визначається кутом
затримки згорання: 1 , ПКВ
2 , після ВМТ -
кут після ВМТ, де тиск максимальний
b , після ВМТ
-
точка відкриття випускного клапану
r , до ВМТ
-
точка відкриття впускного клапану
r , після ВМТ
-
точка закриття випускного клапану
d , до ВМТ
-
точка закриття впускного клапану
c
-
точка тиску газів в ВМТ в кінці такту стиску
Zd
-
точка максимального тиску газів
L = 0,265
-
кривошипно-шатунне відношення.
AB =220мм
-
відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі.
1 =10˚ ПКВ
-
кут затримки згорання.
Вихідні дані:
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
15
Pr = 0,2 МПа
- тиск залишкових газів.
m p = 0,050 МПа/мм - масштаб тиску.
S = 220мм
- хід поршня.
PC = 6,6 МПа
- тиск в кінці стиску.
Pmax =10,56 МПа
- максимальний тиск.
Таблиця 1.2
Позначка
Точки
φ˚, ПКВ
Визначення точок дійсної індикаторної діаграми.
Положення
точки
відносно
ВМТ, φ˚,
ПКВ
C , до
ВМТ
f , до
ВМТ
2 , після
ВМТ
b , після
ВМТ
r , до
ВМТ
r , після
ВМТ
d , до
ВМТ
Постійна
X = (1 − cos ) +
L
4
(1 − cos 2 )
Відстань
від
ВМТ до
точки
X
AB , мм
2
18
0,062
6,8
8
0,012
1,4
15
0,043
4,7
130
1,721
189,3
20
0,076
8,3
20
0,076
8,3
120
1,599
175,9
Ордината точки r:
Pr
0,2
=
= 4 мм
m p 0,050
(1.63)
Тиск газів в ВМТ.
Pc = (1,15 − 1,25) Pc , МПа
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.64)
Арк.
16
Приймаємо 1,25 - число з інтервалу.
Pc = 1,2 6,6 = 7,93МПа
Pc =
7,93
= 158,3 мм
0,050
Максимальний тиск згорання.
Для дизелів: Pzd = Pmax = 10,56 МПа
Поправка Брікса.
R L
, мм
2
(1.65)
S 220
=
= 110 мм
2
2
(1.66)
OO =
R=
OO =
110 0,265
= 14,575 мм
2
Масштаб переміщення.
MS =
S
220
=
= 1,0
AB 220
(1.67)
Поправка Брікса в масштабі переміщення
OO =
OO =
OO
, мм
MS
14,575
= 14,575 мм
1,0
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.68)
Арк.
17
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна
й прототипу
Таблиця
1.3 Порівняльна таблиця ефективних показників двигунів
Назва
Позначення
Проектований двигун
Двигун-прототип
Pe
400
225
n
1000
750
Pmax
10,56
7,5
Тиск наддуву, МПа
Pв
0,25
0,18
Діаметр, мм
d
180
180
Хід поршня, мм
S
220
220
Число циліндрів
i
6
6
Ступень стиску
12
12
Питома ефективна витрата
вe
0,211
0,215
Ефективна потужність,
кВт
Частота обертання
колінчастого валу, хв −1
Максимальний тиск
згоряння, МПа
палива, кг
кВт год
Розрахований мною двигун має більшу потужність, максимальний
тиск згоряння
ніж двигун - прототип, за рахунок збільшення тиску
наддуву та обертів двигуна. Діаметр та хід поршня такі ж самі як і у
двигуна - прототипу. Питома ефективна витрата палива має зниження за
рахунок більш оптимального вибору вихідних даних для розрахунку
двигуна.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
20
1.4 Розрахунок теплового балансу двигуна
Вихідні дані ( з розрахунку робочого процесу двигуна ) :
ефективна потужність
Pe = 400 кВт
частота обертання колін валу
n = 1000 хв −1
діаметр циліндра
d = 180мм
хід поршня
S = 220мм
число циліндрів
i= 6
коефіцієнт тактності
Z= 4
нижча теплота згорання дизельного
палива
QH = 42500 кДж/кг
годинна витрата пального
Br =
84,37 кг/год
індикаторний ККД
i =
0,451
ефективний ККД
e =
0,4
кількість свіжого заряду
M 1 = 0,89 кмоль/кг
загальна кількість продуктів
згоряння
M 2 = 0,923 кмоль/кг
температура залишкових газів
Tr = 800 К
температура на початку стиску
Td = 382,99 К
коефіцієнт надлишку повітря
α= 1,8
Рівняння теплового балансу.
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом
QП = Qe + QB + QГ + QM + Qн.в , Дж/сек
(1.69)
де Qe - теплота, еквівалентна ефективній роботі;
QB -теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною;
QГ - теплота, яка виноситься випускними газами;
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
21
QM - теплота, яка відводиться маслом;
Qн.в - невраховані теплові втрати.
Теплота, яка підводиться в циліндр двигуна з паливом:
QП = Br QH / 3,6 , Дж/сек
QП =
(1.70)
84,37 42500
= 996034,72 Дж/сек
3,6
У відсотковому відношенні q П приймаємо за 100%
Теплота, еквівалентна ефективній роботі двигуна:
Qe = 1000 Pe , Дж/сек
(1.71)
Qe = 1000 400 = 400000 Дж/сек
У відсотковому відношенні
q=
q=
Qe
100% ,
Qn
(1.72)
400000
100% = 40,16%
996034,72
Перевірка:
Qe = Qn e , Дж/сек
(1.73)
Qe = 996034,72 0,4 = 399990,15 Дж/сек
Вираховуємо похибку
=
=
(Qe − Qe )
Qe
100%
(1.74)
(400000 − 399990,15) 100% = 0%
400000
Теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною:
QB = QW + QТ . П + Qв.н. , Дж/с
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.75)
Арк.
22
де QW - теплота, яка відводиться робочим тілом в стінки циліндра
QТ . П - теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі
циліндра;
Qв.н. - теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу.
Теплообмін між робочим тілом і стінками циліндра.
QW = (− Wнan + WCT + WГ .Р. + Wвип ) Qп , Дж/с
(1.76)
де Wнan , WCT , WГ .Р. , Wвип - відповідно відносні втрати палива на
дільницях
Wнan , WCT , WГ .Р. , Wвип - відповідно відносні втрати палива на
дільницях наповнення, стиску, горіння-розширення та випуску
газів із циліндра.
З експериментальних даних:
Wнan =0
WГ .Р. =0,09 - 0,16 0,16
WCT =0
Wвип =0,01- 0,05
0,05
QW = (− 0 + 0 + 0,16 + 0,05) 996034,15 = 209167,29 Дж/с
Теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра.
Середній тиск механічних втрат в механізмах двигуна.
PМД = (a + в Cm ) 10 3 , кПа
(1.77)
де а=0,09 в=0,012 – коефіцієнти для визначення середнього тиску
механічних втрат
Cm = S n / 30 - середня швидкість поршня
(1.78)
Cm = 0,22 1000 / 30 = 7,33 м/с
PМД = (0,09 + 0,012 7,33) 103 = 175,53 кПа
Середній тиск тертя поршня:
Pcp.t . = 0,6 Pмд , кПа
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.79)
Арк.
23
Pcp.t . = 0,6 175,53 = 105,32 кПа
Потужність тертя поршня:
Pn = PCP.T VS n i / (30 Z ) , кВт
(1.80)
де VS - робочий об’єм циліндру.
VS =
VS =
d 2 S
4
, м3
(1.81)
3,14 0,18 2 0,22
= 0,0056 м 3
4
Pn = 105,32 0,0056 1000 6 / (30 4) = 29,465 кВт
Теплота, еквівалентна роботі тертя поршня:
QТ . П . = 1000 PП , Дж/с
(1.82)
QТ . П . = 1000 29,465 = 29465 Дж/с
Теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу:
Визначаємо витрату води як суму теплоти:
QB = QW + QТ . П . , Дж/с
(1.83)
QB = 209167,29 + 29465 = 238633,29 Дж/с
Тоді витрата охолоджуючої рідини:
VB =
QB 10 −3 K
, м³/с
в С тв Т в
(1.84)
де К= 1,2-1,5 - коефіцієнт запасу, приймаємо К=1,2
в = 1000 кг/м³ - середня щільність води.
Ств = 4,19 кДж/кг - середня теплоємкість води.
Т в = (6-10) К- температурний перепад води в холодильнику.
Приймаємо Т в = 10 К
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
24
VB =
238633,29 10 −3 1,2
= 0,0068 м³/с
1000 4,19 10
Потужність, яка використовується на привід водяного насосу.
Pв.н. = Vв Рв / в.н. , кВт
(1.85)
де Рв = 98 кПа гідравлічний опір системи охолодження
в.н. = 0,8 - 0,9 - ККД водяного насосу.
Приймаємо в.н. = 0,8
Pв.н. = 0,0068 98 / 0,8 = 0,84 кВт
тоді
Qв.н. = 1000 Pв.н. , Дж/сек
(1.86)
Qв.н. = 1000 0,84 = 840 Дж/с
Загальна теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною.
QB = QW + QТ . П . + Qв.н. , Дж/с
(1.87)
QB = 209167,29 + 29465,798 + 840 = 239470,3 Дж/с
що складає у відсотковому відношенні:
qв = Qв / QП 100%,%
(1.88)
qв = 239470,3 / 996034,72 100% = 24,04%
Теплота, що виноситься випускними газами:
QГ =
Br
t
t
M 2 (mC p )t2 t r − M 1 (mC p )td t d , Дж/с
0
0
3,6
(1.89)
де mC p = 33,5 - ізобарна теплоємкість продуктів згорання
mC p = 29,31 - ізобарна теплоємкість свіжого заряду
Вибираємо по таблиці-додатку 5; 7 [ 2 ] при
t r = Tr − 2730 ,ºС
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.90)
Арк.
25
де t r = 527 ºС - температура залишкових газів
t d = Td − 2730 , ºС
(1.91)
де t d = 109,99 ºС - температура на початку стиску
84,37
t
t
0,923 (33,5)t02 527 − 0,89 (29,31)t0d 109,99 =
3,6
= 314631,66 Дж / сек
QГ =
(1.92)
Що складає у відсотковому відношенні:
q Г = QГ / QП 100%
(1.93)
q Г = 314631,66 / 996034,72 100% = 31,597%
Теплота, яка відводиться маслом і затрачується на привід масляного
насосу.
Теплота, яка відводиться маслом, від гарячих деталей двигуна.
QM 1 = (QW + QМД ) − Qв , Дж/с
(1.94)
Теплота, еквівалентна роботі на подолання опору в механізмах двигуна.
де
QМД = МД QП , Дж/с
(1.95)
МД = (PМД / Pmi ) i - доля втрат в механізмах двигуна
(1.96)
Pmi = 1,601 МПа - середній індикаторний тиск
МД = (175,53 / 1,601) 0,451 = 0,049
QМД = 0,049 996034,72 = 19266 Дж/с
QM 1 = (209167,29 + 19266) − 239470,3 = 18963,6 Дж/с
Теплота, еквівалентна роботі на привід насоса системи мащення.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
26
Витрата циркуляційного масла.
VM =
K QM 1
, м³/с
M C тм TM
(1.97)
де: К= 1,2 - 1,5 - коефіцієнт запасу, приймаємо К= 1,5
M = 900 кг/м³ - щільність масла
Cтм = 2,094 кДж/кг - середня теплоємкість масла.
TM = (6 - 15) К - температурний перепад масла в охолоджувачі
двигуна
Приймаємо TM = 6 К
VM =
1,5 18963,6
= 0,0025 м³/с
900 2,094 6
Потужність, яка використовується на привід масляного насоса:
PM .H . =
VM P0
, Па
м 10 3
(1.98)
де P0 = (0,3 - 0,4) 10 6 Па - робочий тиск масла в системі
Приймаємо P0 =300000 Па
м = 0,8 - 0,9 - механічний ККД масляного насоса
Приймаємо м = 0,9
PM .H . =
0,0025 300000
= 0,839 кВт
0,9 10 3
QM 2 = 1000 PMH , Дж/сек
(1.99)
QM 2 = 1000 0,839 = 839 Дж/с
Загальна кількість теплоти складає:
QM = QM 1 + QM 2 , Дж/с
(1.100)
QM = 18963,6 + 839 = 19802,6 Дж/с
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
27
у відсотковому відношенні
qM = QM / QП 100%
(1.101)
qM = 19802,6 / 996034,72 100% = 1,99%
Невраховані теплові втрати
Qн.в. = QП − (Qе + Qв + QГ + QM ) , Дж/с
(1.102)
Qн.в. = 996034,72 − (239470,3 + 400000 + 314631,66 + 19801,6) = 22131,25 Дж/с
Що складає у відсотковому відношенні:
qн.в. = Qн.в. / QП 100%
(1.103)
qн.в. = 22131,25 / 996034,72 100% = 2,22%
Всі отримані дані заносимо в таблицю 1.4
Таблиця 1.4
Зведена таблиця теплового балансу
Складові теплового балансу
Дж/с
%
теплота, еквівалентна ефективній роботі
теплота,
яка
відводиться
охолоджувальною рідиною
теплота, яка виноситься випускними
газами
теплота, яка відводиться маслом
невраховані теплові втрати
загальна кількість теплоти, введеної в
двигун з паливом
400000
239470,3
40
24,04
314631,66
31,59
19801,6
22131,3
996034,72
1,99
2,22
100
1.5 Розробка конструкції масляного насосу
1.5.1 Призначення, описування та обґрунтування масляного насосу
Масляний насос призначений для створення тиску в системі змащення,
і тим самим забезпечити змащування рухомих частин двигуна внутрішнього
згоряння.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
28
В системі мащення із сухим картером масляний насос додатково
виконує функцію перекачування масла з картера двигуна в масляний бак.
Масляний насос приводиться в дію від колінчастого вала або
розподільчого вала за допомогою приводного валу.
За
характером
управління
масляні
насоси
розділяються
на
нерегульовані і регульовані. Нерегульовані насоси підтримують постійний
тиск в системі мащення за допомогою редукційного клапана. У регульованих
насосах постійний тиск підтримується шляхом зміни продуктивності насоса.
Залежно від конструкції розрізняють масляні насоси шестеренного і
роторного типу.
Масляний насос шестеренного типу являє собою дві шестерні - ведучу і
відому, розміщених в корпусі. Масло в насос надходить через всмоктуючий
канал, захоплюється шестернями і нагнітається в систему через нагнітальний
канал. Продуктивність шестеренного насоса пропорційна частоті обертання
колінчастого валу. При перевищенні тиску нагнітального масла певної
величини спрацьовує редукційний клапан і перепускає частину масла у
всмоктувальну порожнину або безпосередньо в картер двигуна.
У двигуна – прототипу система змазки комбінована, під тиском і
розбризкуванням, з так званим «мокрим картером». Під час роботи двигуна
масляний насос забезпечує безперервне подавання масла до всіх вузлів а
також до деталей, що труться.
Насос масляний
односекційний, шестеренний. Встановлень на
передній кришки фундаментної рами. Приводиться до дії від шестерні
колінчастого валу. Корпус насосу складається з нагнітаючої секції, в який
розташована одна пара робочих шестерен насосу.
К корпусу шпильками креняться кришки передня та задня. Взаємне
положення кришок відносно корпусу фіксується штифтами. На ведучому
валу насаджені ведучі шестерні секцій, нагнітаючої та такої, що відсмоктує, і
привідна шестерня насоса.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
29
Все шестерні на ведучому валу встановлені на шпонках. Від осевого
зміщення шестерні утримуються перегородкою в корпусі насос та кришками.
Привідна
шестерня
закріплена
гайкою
котра
від
самовільного
відгвинчування стопориться шайбою. На ведомий вал насаджені ведомі
шестерні,
у
кришку
запресовані
бронзові
втулки,
які
являються
підшипниками ковзання ведучого і ведомого валів.
Для можливості регулювання необхідного тиску у нагнітаючої
порожнині у кришки встановлень редукційний клапан, котрий притискується
до гнізда пружиною. Затягування пружини регулюється вінтом, загвинченим
у штуцер. Після регулювання клапана гвинт стопориться контргайкою. Коли
тиск у насосі подиміться, масло з порожнини нагнітання перепускається до
порожнини всмоктування масляного насосу завдяки редукційному клапану.
1.5.2 Розрахунок шестеренного масляного насосу
Вихідні дані для розрахунку:
Кількість тепла що відводиться маслом
Qм = 19,8 кДж/с
–
Br = 84,37кг/год
–
з розрахунку теплового балансу двигуна.
Годинна витрата пального
з розрахунку робочого процесу двигуна
Найнижча
теплота
згоряння
палива
QH =42500
кДж/кг
–
з розрахунку робочого процесу двигуна
Кількість тепла, що виділяється паливом за одну секунду
Q0 = QH Br / 3600 , кДж/с
(1.104)
Q0 = 42500 84,37 / 3600 = 996,03 кДж/с
Циркуляційна витрата масла
Qц = Qm / (mcmTm ) , м3/с
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(1.105)
Арк.
30
де m = 900 кг/м³ - щільність масла
cm = 2,094 кДж/кг·К – теплоємкість масла
Tm = (10 − 15) К – температура підігріву масла у двигуні
Приймаємо Tm = 10 К
Qц = 19,8 / (900 2,094 10) = 0,001 м3/с
Циркуляційна витрата мастила з урахуванням стабілізації тиску масла
V / = 2Qц , м3/с
(1.106)
V / = 2 0,001 = 0,002 м3/с
Розрахункова продуктивність насоса з урахуванням об'ємного коефіцієнта
подачі
V р = V / / н , м3/с
(1.107)
де н = 0,6 − 0,8 - об'ємний коефіцієнт подачі
Приймаємо н = 0,6
V р = 0,002 / 0,6 = 0,003 , м3/с
Розрахункова продуктивність насоса з урахуванням роботи неповнопоточної
центрифуги
V р/ = KV р , м3/с
(1.108)
де К = 1,2 – коефіцієнт, що враховує об'єм масла витрачений на роботу
центрифуги
V р/ = 1,2 0,003 = 0,0039 м3/с
Розрахунок параметрів нагнітаючої секції масляного насоса
Діаметр початкового кола шестерні
Dо = ZM , м
(1.109)
де Z= (6 - 12) - кількість зубців шестерні у масло насоса (шт.)
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
31
Приймаємо Z = 12
М = (0,003 - 0,006) - модуль зачеплення ( м )
Приймаємо М = 0,006
Dо = 12 0,006 = 0,072 м
Діаметр зовнішнього кола шестерні
Dн = M (Z + 2) , м
(1.110)
Dн = 0,006 (12 + 2) = 0,084 м
Частота обертання шестерні масляного насоса
nн = uн 60 / Dн ,хв¹
(1.111)
де uн = 8 − 10 м/с - допустима колова швидкість на зовнішньому діаметрі
шестерні, приймаємо uн = 9 м/с
nн = 9 60 / 3,14 0,084 = 2047,3 хв¹
Довжина зуба шестерні
bН = 60V p/ / (2M 2 Znн ) , м
(
(1.112)
)
b = 60 0,0039 / 2 3,14 0,006 2 12 2047,3 = 0,042 м
Довжину зубу секції що відкачує масло приймаємо на 20% більше так
як продуктивність секції масло насоса що відкачує більше на 15 – 25%
bВ = 0,05 м
Потужність яка витрачена на привід масляного насосу
Nн = 0,0039 0,3 10 6 / 0,8 1000 = 1,46 кВт
де P - робочий тиск мастила у системі двигуна (Р = 0,3 - 0,5 Мпа карбюраторні двигуни; Р = 0,3 - 0,7 Мпа - дизелі)
Приймаємо Р = 0,3 МПа
м = 0,8 - механічний К.К.Д. масляного насосу, знаходиться в
проміжку 0,85 - 0,90
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
32
1.5.3 Пропозиції по удосконаленню масляного насосу
У даному дипломному проекті я пропоную змінити систему мащення з
«мокрого»
картера
доопрацювати
на
масляний
систему
насос
змащування
двигуна
з
«сухим»
прототипу,
а
картером,
саме,
заміна
односекційного на двосекційний масляній насос, для використання у системі
змащування з «сухим» картером.
Перевагами системи змащення із «сухим картером» є:
- відсутність масляного голодування;
- зменшення розмірів і зниження центру тяжіння двигуна зважаючи
менших розмірів картера;
- краще охолодження масла;
- деяке збільшення потужності двигуна за рахунок зниження опору
масла колінчастому валу.
Система мащення із сухим картером включає в себе всмоктуючий
модуль в піддоні, масляний насос, масляний термостат, два масляних
радіатора, масляний бак, масляний фільтр і з'єднують всі елементи магістралі
і трубопроводи.
Всмоктуючий модуль в піддоні забезпечує прийом стікаючого масла з
двигуна. Масляний насос виконує кілька функцій: відкачування масла з
картера в масляний бак, відкачування масла з турбонагнітача в масляний бак,
нагнітання масла з масляного бака в систему мащення. Масляний насос
виконаний у вигляді секцій, при цьому кожній функції відповідає як мінімум
одна секція насоса. Насос має привід від колінчастого вала двигуна.
Насос масляний двосекційний, шестеренний. Встановлень на передній
кришки фундаментної рами. Приводиться до дії від шестерні колінчастого
валу. Корпус насосу складається з нагнітаючої секції та секції, що
відсмоктує, в яких розташовано по одній парі робочих шестерен насосу.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
33
К корпусу шпильками креняться кришки передня та задня.
Взаємне
положення кришок відносно корпусу фіксується штифтами.
На ведучому валу насаджені ведучі шестерні секцій, нагнітаючої та такої, що
відсмоктує, і привідна шестерня насоса. Все шестерні на ведучому валу
встановлені на шпонках. Від осевого зміщення шестерні утримуються
перегородкою в корпусі насос та кришками. Привідна шестерня закріплена
гайкою котра від самовільного відгвинчування стопориться шайбою.
На ведомий вал насаджені ведомі шестерні, у кришку запресовані
бронзові втулки, які являються підшипниками ковзання ведучого і ведомого
валів.
Для можливості регулювання необхідного тиску у нагнітаючої
порожнині у кришки встановлень редукційний клапан, котрий притискується
до гнізда пружиною. Затягування пружини регулюється вінтом, загвинченим
у штуцер. Після регулювання клапана гвинт стопориться контргайкою. Коли
тиск у насосі подиміться, масло з порожнини нагнітання перепускається до
порожнини всмоктування масляного насосу завдяки редукційному клапану
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
34
Рисунок 1.1Дійсна індикаторна діаграма
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
18
Рисунок 1.2 Розгорнута індикаторна діаграма
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
19
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Вибір обладнання, пристроїв, інструменту
Раціональна організація робочих місць виявляє великий вплив на
підвищення продуктивності праці, не вимагаючи від підприємства
значних матеріальних витрат.
Планування робочого місця повинне передбачити правильне
розміщення предметів і засобів праці з урахуванням раціонального
використання виробничої площі, зручності експлуатації і безпеки
роботи. Для розробки технологічного процесу складання масляного
насосу обране наступне обладнання та інструмент.
В першу чергу на дільниці повинні бути верстаки для виконання
слюсарно-складальних робіт.
Для продувки
деталей використаємо
стиснуте повітря із заводської системи. Участок складання необхідно
укомплектувати вантажопідіймальним пристроєм з урахуванням ваги
вузла, що збирається, ванну для нагріву шестерні при напресовці.
На дільниці
встановлено стенд для випробування зібраного
масляного насосу на продуктивність та регулювання по тиску масла.
Для зберігання інструментів, креслень, технологічних процесів на
дільниці встановлюють інструментальні ящики.
Також потрібно
дільницю укомплектувати комплектом вимірювальних пристроїв, так як
контрольні операції будуть виконувати робітники дільниці.
2.2 Визначення технічної норми часу
Розрахунок штучного часу в умовах серійного виробництва
вираховується згідно формули
а +а
Т шт = Т оп (1 + обс оп ), хв
100
(2.1)
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
35
де Топ - оперативний час на операцію, хв.;
аобс - відсоток часу від оперативного на обслуговування
робочого місця в % (4%);
аоп - відсоток часу від оперативного на особисті потреби (3%);
Визначимо штучний час на кожну окрему операцію складання
масляного насоса.
005 Підготовча
Т005 = 10(1+
4+3
) = 11 хв.;
100
010 Складальна. Складання масляного насосу.
Т010 = 40 (1+
4+3
) = 43 хв.;
100
015 Контрольна - випробувальна. Перевірка насосу на стенді .
Т015 = 50(1+
4+3
) = 54 хв.;
100
Визначаємо загальний штучний час на складання.
ТШТ = Т005 + Т010 + Т015 = 11+43+54=108 хв.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(2.2)
Арк.
36
3 ОРГАНІЗАЦІЙНО – ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ
3.1 Визначення потрібної кількості працюючих і
площі дільниці
Необхідну кількість робочих місць визначаємо за формулою:
C PІ =
де
N t шт
60 ФЕФ
(3.1)
N = 800 шт. – річна програма випуску, шт., згідно завдання;
t005 = 11 хв – штучний час на операцію 005 згідно техпроцесу;
t010 = 43 хв – штучний час на операцію 010 згідно техпроцесу;
t015 = 54 хв – штучний час на операцію 015 згідно техпроцесу;
ФЕФ – ефективний фонд робочого часу, год., визначаємо за
формулою [10] .
ФЕФ = (366 – В – С)· Д· З· (1 – а/100) , годин.
(3.2)
де 366 – календарні дні у 2024 році;
В = 104 – вихідні дні у 2024 році;
С = 0 – святкових днів у 2024 році в Україні немає;
Д = 8 – тривалість зміни в годинах згідно [10];
З = 1 – кількість змін роботи на добу згідно завдання;
а = 3% – відсоток втрат часу згідно [10]; .
ФЕФ = (365 – 104 – 0) · 8 · 1· (1 – 3/100) = 2033,12 годин.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
37
За результатами розрахунків для виконання операцій 005, 010 та 015
приймаємо одне робоче місце.
Коефіцієнт завантаження робочих місць на дільниці складання визначаємо
згідно [10] за формулою:
Кз =
Срі
,
Спрі
(3.3)
де Срі - сума розрахункової кількості робочих місць згідно формули (3.1);
Спрі - сума прийнятої кількості робочих місць
Чисельність основних виробничих робітників визначаємо згідно [10] за
формулою:
RО1 =
N t шт
, чол.
60 ФЕФ К В
(3.4)
де КВ = 1 – коефіцієнт виконання норми виробітку;
N = 800 шт – річна програма випуску згідно завдання;
tшт – штучний час на операцію, хв., згідно техпроцесу;
ФЕФ – ефективний фонд робочого часу розрахований за
формулою (3.2)
На операції 005, 010 і 015 за результатами розрахунків приймаємо одного
основного робітника – слюсаря механоскладальних робіт 4 розряду.
Керівників, службовців і допоміжних робітників на дільниці немає.
Проведені розрахунки зводимо в таблицю 3.1.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
38
Таблиця 3.1 Зведена відомість працюючих на дільниці складання
масляного насоса
Категорія
Кількість
По змінам
В % від
В % від
чол.
1
2
працюючих
чисельності
загальної
основних
кількості
робітників
Основні
1
1
100
100
робітники
Допоміжні
робітники
Керівники
Всього
1
1
100
100
Виробничу площу для виконання складальних робіт визначимо згідно [10]
за формулою:
АВИР.= Чз· KП, М2
де
(3.5)
Чз = 1 – загальна чисельність робітників на дільниці.
КП = 4 ÷ 20м2 – питома площа на одного робітника;
Приймаємо КП =15 м2
АВИР = 1 · 15= 15м2
Загальна площу дільниці визначаємо згідно [10] за формулою:
АЗ = АВИР + А СК + Амм , м2
(3.6)
де А СК – площа складу продукції, м2, приймаємо 5м2 ;
Амм – площа місця майстра, м2, приймаємо 0 м2
АЗ = 15 + 5 = 20м2
Об’єм будови дільниці визначаємо згідно [10] за формулою:
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
39
VБ = АЗ · h , м³
(3.7)
де h = 8м – висота будови складального цеху ТДВ
«Первомайськдизельмаш»
VБ = 20 · 8 = 160м³
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
40
4 ОРГАНІЗАЦІЯ ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ
4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання
4.1.1 Техніка безпеки на дільниці складання масляного насоса
а) Загальні відомості
- Роботи по підготовці деталей масляного насоса для подальшого
їх складання
повинні проводитись особами які досягли 18-ти років
пройшовши медичну комісію, інструктаж по охороні праці і техніки
безпеки, вивчивши конструкцію і роботу дизеля.
-
Робітник
повинен
дотримуватись
правил
внутрішнього
розпорядку.
- Кількість в повітрі парів і пилу не повинна перевищувати
допустимої концентрації.
- Під час роботи слюсар-складальник зобов’язаний користуватись
спецодягом, спецвзуттям.
- Дотримуватись правил особистої гігієни. Не використовувати
для миття рук керосин, бензин і шкідливі речовини.
- Робоче місце, побутові приміщення зберігати в чистоті.
б) Вимоги техніки безпеки перед роботою
- Робітник зобов’язаний надіти спецодяг, взуття.
- Організувати робоче місце так, щоб все необхідне було під
руками.
- Переконатись в тому, що робоче місце добре освітлене.
- Отримавши інструмент із складу переконатись у його
справності.
- Приймати зміну в тому випадку, робоче місце витерті і немає
розливу масла і палива.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
41
- Вологість, температура, вібрації і шум не повинні
перевищувати санітарні норми.
г) Вимоги техніки безпеки по закінченню роботи
- Привести в порядок робоче місце, інструмент, скласти його в
кладову.
- Доповісти майстру про всі несправності і неполадки.
- Зняти робочий одяг і прибрати його в шафу.
4.1.2 Протипожежний захист на дільниці складання
- Технологічне обладнання за нормальних режимів роботи повинно
бути пожежобезпечним, а на випадок небезпечних несправностей та
аварій необхідно передбачати захисні заходи, що обмежують масштаб та
наслідки пожежі.
- У вибухопожежонебезпечних та пожежонебезпечних приміщеннях
(дільницях, майстернях, цехах тощо) та на устаткуванні, що становить
небезпеку вибуху або займання, необхідно вивішувати знаки, які
забороняють користування відкритим вогнем.
- Технологічне устаткування, апарати і трубопроводи, в яких
утворюються речовини, що виділяються пожежовибухонебезпечні пари,
гази та пил, повинні бути герметичними
- Не допускається виконувати виробничі операції на обладнанні,
установках, верстатах з несправностями, які можуть спричинитися до
займань та пожеж, а також коли відключені контрольно-вимірювальні
прилади, за якими визначаються технологічні параметри (температура,
тиск, концентрації парів, газів).
4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання
Кількість світильників визначається за формулою:
N=
E A K3 Z
, шт
Фл U n
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
(4.1)
Арк.
42
де Е = 200лк - необхідна освітленість горизонтальної площини,
відповідно до галузевих норм проектування штучного освітлення
основних цехів промислових підприємств ВСН 196-83;
А = 20 м2 - площа підлоги дільниці складання;
Кз = 1,3 - коефіцієнт запасу при малому виділенні пилу;
Фл = 1995 лм - світловий потік однієї лампи, приймаємо за таблицею
4 [9] для ламп ЛДЦ 40 – 4 ;
n = 2 - кількість ламп в одному світильнику;
Z = 1,1 коефіцієнт нерівномірності освітлення;
U – коефіцієнт використання освітлювальної установки вибираємо за
таблицею 5 [9] залежно від індексу приміщення та коефіцієнтів відбивання
світла.
Визначаємо індекс приміщення за формулою:
i=
LB
,
h ( L + B)
(4.2)
де L = 5м – довжина дільниці складання;
В = 4м – ширина дільниці складання;
h – висота підвішування світильника над робочим місцем, м;
h =H – hp – hc
(4.3)
H = 8м – висота приміщення;
hp = 0,8м – висота робочої поверхні;
hc = 3м – відстань від стелі до світильника.
h =8 – 0,8 – 3 = 4,2м
i=
5 4
= 0,48
4,2 (5 + 4)
Коефіцієнти відбивання стелі – 70%, стін – 30%, підлоги – 10%
приймаємо згідно [9]
Виходячи із значень коефіцієнтів та індексу приміщення U = 0,27
згідно таблиці 5 [9].
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
43
N=
200 1,3 20 1,1
= 5,3шт.
1995 0,27 2
Згідно розрахунку приймаємо на дільниці складання шість світильників
з лампами ЛДЦ 40 – 4.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
44
ЛІТЕРАТУРА
1. Дизели 6ЧН25/34. Инструкция по эксплуатации. – М.: Энергоэкспорт.105с.
2. Доценко С.М.,Діденко О.В. Методичні вказівки до виконання
практичної роботи розрахунок робочого процесу дизельного двигуна з
дисципліни «Теорія двигунів внутрішнього згоряння»
Первомайськ:
ППІ НУК, 2012. – 40 с.
3. Орлин А.С., Круглов М.Г.
Конструирование и расчет на прочность
поршневых и комбинированных двигателей. – М.: Машиностроение,
1984.- 382 с.
4. Ваншейдт В.А. Судовые установки с ДВС.- Л.: Судостроение, 1979. 379 с.
5. Бельська М.В. Дипломне проектування. Методичні вказівки до
виконання розділу дипломного проекту «Організація охорони праці та
протипожежний захист» для студентів спеціальності 5.05050306 –
«Виробництво двигунів» - Первомайськ, 2013 – 20с.
6. Возницкий И.В. Судовые дизельные установки. М.: Транспорт, 1989 .
-412 с.
7. Ховах М.С., Маслов Г.С. Автомобильные двигатели. М.:
Машиностроение, 1971.- 384 с.
8. Натальчишина В.П., Брендуля М.Ф., Гиль О.О. Вимоги до оформлення
курсових та дипломних проектів і робіт. Методичні вказівки для студентів
інституту та коледжу. – Первомайськ: ППІ – 47с.
9. Керб П.П. ,,Основи охорони праці: Навч. посібник. - К.: КНЕУ, 2005 –
205с.
10. Н.В.Сологуб. Економіка, організація і планування виробництва ДВЗ.
Методичні вказівки до виконання курсової роботи. – Первомайськ:
КППІ – 27с.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.12 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
45