: Проєкт 4-тактного дизельного двигуна та дільниці складання кришки робочого циліндра з розробкою конструкції обертання випускного клапана

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 (дипломний проєкт) фаховий молодший бакалавр (освітньо-кваліфікаційний ступень) на тему: Проєкт 4-тактного дизельного двигуна та дільниці складання кришки робочого циліндра з розробкою конструкції обертання випускного клапана Виконав: здобувач освіти ІVкурсу, групи 431-ВД-20 Галузь знань: 13 Механічна інженерія Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування Освітньо-професійна програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння ______________________ Ярослав ТКАЧ (підпис) Керівник _________ (підпис) (прізвище та ініціали) Ігор КОВАЛЕНКО (прізвище та ініціали) Консультант з економічного розділу __________________ Ірина КАПАЦИНА (підпис) (прізвище та ініціали) Нормоконтролер __________________ Федір БЕЛЬСЬКИЙ ( підпис) Рецензент _________ (підпис) Дата захисту ______________ (прізвище та ініціали) Федір БЕЛЬСЬКИЙ ( прізвище та ініціали) 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 ступень: 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 виробництво двигунів» _________________ Алла НЕРУБАЩЕНКО “____” _________________ 2024 року З А В Д А Н Н Я НА ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ ЗДОБУВАЧУ ОСВІТИ Ярослав ТКАЧ (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) 1.Тема проєкту Проєкт 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання кришки робочого циліндра з розробкою конструкції обертання випускного клапана Керівник проекту Ігор КОВАЛЕНКО затверджені наказом вищого навчального закладу від “15” березня 2024 р. № 35-у 2. Строк подання здобувачем проєкту 09.06.2024 р. 3. Вихідні дані до проєкту: Потужність Ре = 556 кВт, Частота обертання колінчастого валу n = 500 хв -1, ступень стиску Е = 13 Розробити технологічний процес складання Кришки робочого циліндра Річне завдання 440 шт. Режим роботи однозмінний 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 сил що діють у КШМ 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 проєктованого вузла 2. Специфікації складальних креслень 5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Аркуш 1 Поперечний розріз двигуна А1 СК Аркуш 2 Кришка циліндра А1 СК Аркуш 3 План дільниці складання кришки циліндра А2 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 19.04.2024 КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН Назва етапів дипломного проєкту № з/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Строк виконання етапів проєкту Розділ 1 26.04.2024 р. Розділ 2 29.04.2024 р. Розділ 3 06.05.2024 р. Розділ 4 08.05.2024 р. Аркуш 1 10.05.2024 р. Аркуш 2 17.05.2024 р. Аркуш 3 24.05.2024 р. Перевірка проєкту на плагіат 30.05.2024 р. Оформлення проєкту 07.06.2024 р. Здобувач освіти _____________ Ярослав ТКАЧ Керівник проєкту _____________ Ігор КОВАЛЕНКО ( підпис ) ( підпис ) (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Примітка ЗМІСТ 1 Конструкторський розділ 4 1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна 4 1.2 Розрахунок індикаторної діаграми 11 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і 15 прототипу 1.4 Динамічний розрахунок двигуна 16 1.5 Розробка механізму обертання клапану 24 1.5.1 Призначення, умови роботи випускного клапану 24 1.5.2 Розрахунок випускного клапану 26 1.5.3 Пропозиції по удосконаленню проектованого вузла 30 2 Технологічний розділ 31 2.1 Вибір обладнання ,пристосування і інструменту 31 2.2 Визначення технічної норми часу 32 3 Організаційно-економічний розділ 33 3.1 Визначення потрібної кількості працівників 33 і площі дільниці 4 Організація охорони праці та протипожежний захист 37 4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці 37 складання 4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання 38 Література 41 ДОДАТКИ Додаток А Креслення “ Дизель 8ЧН 25/34“ Додаток Б Специфікація “ Дизель 8ЧН 25/34“ ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Перевір. Ткач Я.Я. Коваленко І.М Н. Контр. Бельський Ф.В Затверд. Нерубащенко А. Розроб. Підпис Дата Пояснювальна записка Літ. Арк. Акрушів 2 41 431-ВД-20 Додаток В Креслення “ Кришка робочого циліндру” Додаток Г Специфікація “ Кришка робочого циліндру “ Додаток Д Креслення “ План дільниці складання кришки циліндра” Додаток Е Експлікація “ План дільниці складання кришки циліндра“ Додаток К Технологічний процес складання кришки робочого циліндру Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 3 1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel Умова завдання Ефективна потужність Частота обертання колінчастого валу. Ступінь стиску Pе= 556 кВт n= 500 хв-1 13 ε = Вихідні дані теплового розрахунку. Число циліндрів Тиск наддуву Коефіцієнт надлишку повітря Тиск навколишнього середовища і= Pв = α = Ра= Температура навколишнього середовища Підігрів свіжого заряду Тиск залишкових газів Та= ∆T = Рr= Температура залишкових газів Ступінь підвищення тиску Коефіцієнт використання теплоти в точці "Z" Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми Паливо Дизельне пальне Л - 0.2 - 40 ДСТУ 3868-99 Середній елементарний склад палива Вуглець С=0,86; Водень Н=0,13; Кисень О=0,01 Найнижча теплота згорання палива QH=42500 кДж/кг Тr= λ = ξ z = ξ = 8 0,163 МПа 1,9 0,101 МПа [1] [1] 293 К 11 К 0,152 МПа [1] [1] [1] 871 К 1,77 0,921 0,932 [1] [1] [1] [1] Параметри робочого тіла. Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг. палива L0 = 1  C H O  1  0,86 0,13 0,01 кмоль × + −  = × + − / кг  = 0.495 0.21  12 4 32  0.21  12 4 32  l0 =28.95×L0 =28.95×0. 495=14.33кг Кількість свіжого заряду M1 = α × L0,кмоль/ кг M 1 = 0,9405 кмоль/кг Кількість окремих компонентів продуктів згоряння C кмоль , / кг 12 Н кмоль M Н2 О = , / кг 2 M co2 = Кількість СО2: Кількість Н2О: 0,0717 кмоль/кг 0,065 кмоль/кг Кількість О2: Mo =0,21×(α−1) ×L0, кмо/лькг 0,0936 кмоль/кг Кількість N2: MN =0,79 × α×L0, кмоль/кг 0,743 кмоль/кг 2 2 Загальна кількість продуктів згоряння M2=MCO2+MH2O+MO2+MN2,кмоль/кг 0,9732 кмоль/кг Параметри процесу газообміну Температура повітря після нагнітача nк − 1  Р  nк T в = Т а ×  в  ,К  Ра  де nk= 1,628 показник політропи стиску повітря в нагнітачі Тв = 353,7683 К Тиск в кінці впуску Pd = (0.9 − 0.95) × Pв МПа число з інтервалу 0,934 Рd= 0,152242 МПа Коефіцієнт залишкових газів γr = Tв − ∆T1 + ∆T Pr × Tr ε × Pd − Pr де ∆T1 = (30 − 500 ) ступінь охолодження повітря ∆ T1 = 35 К γ r = 0,031496 Температура в кінці впуску T − ∆Т1 + ∆Т + γ r × Tr Td = в ,K 1+γ r 346,2946 К Td= Коефіцієнт наповнення Фс = Р Т − ∆Т 1 ε × d × в ε − 1 Pв Т d (1 + γ r ) Фс = 0,902964 Густина заряду на впуску ρв = Р в × 10 6 , кг 3 м R П × (Т в − ∆Т 1 ) де RП=287 Дж /кг x к - універсальна газова постійна для повітря ρ в = 1,781684 кг/м3 Параметри процесу стиску Вибираємо значення n1 = 1,356 Тиск в кінці стиску Pc = Pd × ε n1 , МПа 4,932211 МПа Pc = Температура в кінці стиску Т с = Т d × ε n1 −1 , K 862,9975 К Tc = Середня мольна теплоємкість повітря mC v′ =19.88+ 0.002638 ×TC, КДж mC v ′ = Кмоль × К 22,1566 КДж/Кмоль*К Параметри процесу згоряння Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни β0 = М2 М1 β 0 = 1,034786 Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни β +γr β = 0 1+γ r β = 1,033724 Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих газів при сталому об'ємі для О2: mCv''o2=23,3+0,00155xTZ для N2: mCv''N2=21,554+0,001457xTZ для CO2: mCv''co2=38,609+0,003349xTZ для H2O: mCv''H2O=25,459+0,004438xTZ Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому об'ємі mCv′ = 1 MCO2×(mCv′CO2) +MH2O×(mCv′H2O) + КДж =, Кмоль×К M2 +MO2 ×(mCv′O2) +MN2 ×(mCv′N2)  Після підстановки одержимо рівняння mC v′′ = а + в ×TZ , КДж Кмоль × К де: а= в= 23,23857 0,001804 Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому тиску m C ′′p = mC v ′′ + 8 . 134 , КДж Кмоль × К Після підстановки одержимо рівняння mC ′′p = а + в ×TZ , КДж Кмоль × К де: а= в= 31,37257 0,001804 Максимальний тиск згоряння Pmax = λ × Pc , МПа Рmax = 8,730014 МПа Максимальна температура процесу згоряння ξ Z × QH + (mC ′v + 8.134× λ) × TC = β (mC′′p) × TZ M1 × (1 + γ r ) Після підстановки одержимо квадратне рівняння A×TZ2 +B ×TZ −c =0 де: А= В= С= Звідки: TZ = 0,001865 32,43058 71893,81 − B + B 2 + 4 × A× C ,K 2× A ТZ= 1989,26 К Ступінь попереднього розширення ρ = β × TZ λ × Tc ρ = 1,346 Параметри процесу розширення Ступінь наступного розширення δ = δ = ε ρ 9,656724 Середній показник політропи розширення Вибираємо значення n2 = 1,261 Тиск в кінці розширення Pmax , МПа δ n2 Pв = Рв = 0,500201 МПа Температура в кінці розширення TZ δ n2 −1 Тв = ,К 1100,655 К Tв = Індикаторні показники робочого тіла Середній теоретичний індикаторний тиск Pmi′ = PC  λ×ρ  1  1  1  × λ ×( ρ −1) + × 1− n −1  − × 1− n −1 , МПа ε −1  n2 −1  δ 2  n1 −1  ε 1  ′ Р mi = 1,236803 МПа Дійсний середній індикаторний тиск ′ , МПа Pmi = ξ × Pmi Рmi = 1,1527 МПа Індикаторний ККД Pmi × l 0 × α ηi = Q H × ρ в × Ф с × 10 − 3 η i = 0,459014 Питома індикаторна витрата палива 3600 кг ві = , кв т.год. Q H ×η i ві= 0,184539 кг/кв год Ефективні показники робочого циклу Середній тиск механічних втрат PM = 0.089 + 0.0118 ×VП.СР, МПа де середня швидкість поршня V П .СР. = S ПР . × n М , С 30 0,34 м Хід поршня по прототипу SПР= V П . СР . = P M = 5,66667 м/с 0,15587 МПа Середній ефективний тиск Pme = Pmi − Pm,МПа = P me 0,996834 МПа Механічний К.К.Д. Pme Pmi ηM = ηM = 0,864781 Ефективний К.К.Д. ηe = ηi ×ηM η e = 0,396947 Питома ефективна витрата палива ве = 3600 кг , квт. год. QH × η e в е = 0,213394 кг/кв год Годинна витрата палива B = в е × Ре , кг B= год 118,6468 кг/год Основні розміри циліндра і двигуна Літраж двигуна Pe V St = 30 × Z × ,Л Pme × n де Z=4 - Коефіцієнт тактності Vst= 133,8639 Л Робочій об'єм циліндра Vs = Vs = V st ,Л i 16,73298 Л Діаметр циліндра 4 × Vs =, мм π ×m d = 100 × S ПР d ПР = m де d ПР = m= d= 0,25 м Діаметр поршня прототипу 1,36 250,2582 мм Хід поршня S = m × d =, мм 340,3511 мм S= Уточненні розміри циліндра і двигуна Діаметр циліндра d= 250 мм Хід поршня S= 340 мм Літраж двигуна VSt = π × d 2 × S ×i =, Л 4 × 10 6 V = St 133,45 Л Ефективна потужність двигуна Pep = Pme × VSt × n =, КВт 30 × Z Pep= 554,2811 кВт Отримана величина Рер відрізняється від заданої на: Рер − Ре ∆Ре = Реср = Реср × 100 % Рер + Ре 2 Pеср= 555,1405 кВт ∆Ре = 0,309638 % 1.2 Розрахунок індикаторної діаграми Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми Вихідні дані Pmi= 1,153 МПа Середній індикаторний тиск Рd= 0,1522 МПа Тиск в кінці впуску n1= 1,356 13,000 8,7300 МПа Показник політропи стиску Ступінь стиску Максимальний тиск в циліндрі εc = Pmax = n2= ρ = mp= 1,261 Показник політропи розширення 1,3462 Ступінь попереднього розширення 0,045 МПа/мм Масштаб по осі тиску Таблиця 1.1 Результати розрахунку V V c PСТ , МПа PСТ , мм Pроз , МПа P роз , мм Pср , МПа 1 4,932211 1,250 3,644447 1,346 3,295862 1,5 2,846177 1,75 2,309309 2 1,926837 3 1,111899 4 0,752746 5 0,556209 6 0,434379 7 0,352443 8 0,294071 9 0,250662 10 0,217291 11 0,190947 12 0,169696 13 0,152242 109,6 80,988 73,241 8,730114 63,248 7,616861 51,318 6,271279 42,819 5,299419 24,709 3,178171 16,728 2,211207 12,36 1,668883 9,6529 1,326106 7,8321 1,091839 6,5349 0,922636 5,5703 0,795293 4,8287 0,696349 4,2433 0,617491 3,771 0,553324 3,3832 0,500201 3,7979 194 169,26 139,36 117,76 70,626 49,138 37,086 29,469 24,263 20,503 17,673 15,474 13,722 12,296 11,116 3,3726 2,0663 1,4585 1,1127 0,8917 0,7394 0,6286 0,5446 0,4791 0,4265 0,3836 0,348 Pmiд= 1,138 Похибка середнього індикаторного тиску ∆ Pmi = Pmi − PmiД Pmi ср × 100% Pmi + PmiД Pmi ср = , МПа 2 Pmi cр= 1,14535 МПа DPmi= 1,283482 % Похибка не перевищує 5% Побудова дійсної індикаторної діаграми С ′, ДоВМТ точка подачі палива форсункою (подачі іскри) Визначається кутом випередження впорску палива (випередження запалювання) f , ДоВМТ точка початку згорання, визначається кутом затримки 0 згорання: ∆ϕ1 =, ПКВ ∆ϕ 2 , ПісляВМТ кут після ВМТ, де тиск максимальний b′, ПісляВМТ точка відкриття випускного клапану r ′, ДоВМТ точка відкриття впускного клапану r ′′, ПісляВМТ точка закриття випускного клапану d ′, ДоВМТ точка закриття впускного клапану с ′′ точка тиску газів в ВМТ в кінці такту стиску Zd точка максимального тиску газів Вихідні дані. λL = [AB]= ∆ ϕ 1 = Pr= mp= S= Pc= Pmax= 0,250 Кривошипно-шатунне відношення 210,000 мм Відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі 0 10,000 ПКВ Кут затримки згорання 0,152 МПа Тиск залишкових газів 0,045 МПа/мм Масштаб тиску 340,000 мм Хід поршня 4,932 МПа Тиск в кінці стиску 8,730 МПа Максимальний тиск Таблиця 1.2 Визначення точок дійсної індикаторної діаграми Позначка Положення Постійна Відстань від λ точки точки X = (1−cosϕ) + L ×(1−cos2ϕ) ВМТ до точки [ АВ] ϕ 0 , ПКВ 4 відносно X× , мм 0 2 ВМТ, ϕ , ПКВ С ′, ДоВМТ f , ДоВМТ 14 0,037 3,887 4 0,003 0,320 ∆ϕ 2 , ПісляВМТ b′, ПісляВМТ 10 0,019 1,991 130 1,716 180,195 70 0,768 80,678 50 0,431 45,209 150 1,897 199,214 r ′, ДоВМТ r ′′, ПісляВМТ d ′, ДоВМТ Ордината точки r Pr , мм mp 3,378 мм Тиск газів в ВМТ. Pc′′ = (1.15 − 1.25) × Pc 1,23 Число з інтервалу P c′′ = P c′′ = 6,067 МПа 134,814 мм Максимальний тиск згорання для дизелів: Pzd=Pmax МПа 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 1 Індикаторна діаграма 9 10 11 12 13 V/Vc 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і прототипу Таблиця 1.3 Параметри двигунів Найменування параметру Позначення Прототип Ефективна потужність Частота обертання колінчатого валу Ступінь стиску Середній ефективний тиск Питома ефективна витрата пального Діаметр циліндра Хід поршня Літраж двигуна Тиск наддуву Ре, кВт п, хв.-1 ε Рме, кПа Ве, кг/кВтгод d, мм S, мм Vst,л Рв, кПа Двигун, що 8ЧН25/34-4 проектується 533 556 500 500 12,5 940 0,222 13 997 0,213 250 340 133,5 150 250 340 133,5 163 Потужність проектованого двигуна більша потужності прототипу за рахунок збільшення тиску наддуву та ступення стиску , що в свою чергу привело до підвищення середнього ефективного тиску. Літраж двигуна та частота обертання колінчастого валу залишились без змін. Зменшилась в порівняні з прототипом питома ефективна витрата пального за рахунок більш оптимального вибору вихідних даних розрахунку робочого процесу. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 15 1.4 Динамічний розрахунок двигуна Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel На деталі КШМ діють Сили тиску газу π ×d2 Fг = (Рц − Pa ) × ,H 4 Сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально Fи = −ms × r ×ω2 × (cosϕ + λL cos2ϕ), H сумарна сила (дійсна) Fd = Fг ± Fи, Н Нормальна сила Fn = Fd × tgβ , H Радіальна сила Fr = Fd × cos(ϕ + β ) ,H cosβ Дотична сила FK = Fd × sin (ϕ + β ) ,H cosβ Вихідні дані А λ l m s = = = 0,049 м2 0,250 75,4 кг 0,170 м 52,33 с-1 m F = 2 кН/мм Pd= 152,2 кПа Ра= 101 кПа п1= 1,356 п2= 1,261 Pmax= 8730,014 кПа Pzd= 8730,014 кПа Рс′′ = 6066,62 кПа Рr= 152 кПа Рb= 500 кПа r= ω = Площа поршня Кривошипно-шатунне віднощення Маса деталей, що рухаються зворотно-поступально Радіус кривошипа Кутова швидкість Масштаб сил Тиск в кінці впуску Атмосферний тиск Показник політропи стиску Показник політропи розширення Теоретичний тиск згорання Дійсний тиск згорання Дійсний тиск в кінці стиску Тиск залишкових газів Тиск в кінці розширення d= 0,25 м Діаметр циліндра 0,34 м 13 -1 500 хв S= ε= п= π ×d2 Vs = × S , м3 4 V s = робочий об"єм 3 0,016681 м Vc = Vc = Vs , м3 ε −1 об"єм камери стиску 3 0,00139 м Va = Vs + Vc, м3 V Хід поршня Ступінь стиску Частота обертання повний об"єм = 0,018071 м3 Об"єм над поршнем в залежності від кута повороту кривошипа a λ   V f = A × r × (1 − cosϕ ) + L × (1 − cos 2ϕ )  + Vc , м 3 4   Таблиця 1.4 Результати динамічного розрахунку FN Fг Fг ϕ 0 Vf Fи Fd Fr Fk пкв 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 м 3 кн кн кн кн кн кн мм Fи Fd FN Fr Fk мм мм мм мм мм 0,0014 2,5141 -43,859 -41,34 0 -41,34 0 1,257 -21,93 -20,67 0 -20,67 0 0,0015 2,5141 -42,797 -40,28 -1,75 -39,37 -8,719 1,257 -21,4 -20,14 -0,875 -19,68 -4,359 0,002 2,5141 -39,691 -37,18 -3,19 -33,84 -15,71 1,257 -19,85 -18,59 -1,595 -16,92 -7,857 0,0028 2,5141 -34,772 -32,26 -4,064 -25,9 -19,65 1,257 -17,39 -16,13 -2,032 -12,95 -9,824 0,0038 2,5141 -28,401 -25,89 -4,215 -17,12 -19,87 1,257 -14,2 -12,94 -2,107 -8,561 -9,934 0,005 2,5141 -21,03 -18,52 -3,613 -9,134 -16,51 1,257 -10,52 -9,258 -1,806 -4,567 -8,253 0,0063 2,5141 -13,158 -10,64 -2,36 -3,278 -10,4 1,257 -6,579 -5,322 -1,18 -1,639 -5,199 0,0078 2,5141 -5,2809 -2,767 -0,669 -0,318 -2,829 1,257 -2,64 -1,383 -0,334 -0,159 -1,414 0,0093 2,5141 2,14996 4,664 1,1848 -0,357 4,7989 1,257 1,075 2,332 0,5924 0,0108 2,5141 8,77176 11,286 -2,914 11,286 1,257 4,3859 5,6429 1,457 -1,457 5,6429 0,0122 2,5141 14,3356 -7,141 1,257 7,1678 8,4248 2,1401 -3,571 7,9252 0,0135 2,5141 2,914 16,85 4,2802 18,72 21,234 15,85 9,36 10,617 -0,178 2,3994 5,132 -12,08 18,198 1,257 2,566 -6,042 9,0991 0,0147 2,5141 21,9294 24,443 5,4207 -16,92 18,458 1,257 10,965 12,222 2,7104 -8,458 9,2291 0,0157 2,5141 24,0767 26,591 5,1885 -21,07 17,035 1,257 12,038 13,295 2,5942 -10,53 8,5173 0,0166 2,5141 25,355 27,869 4,5374 -24,27 14,438 1,257 12,678 13,935 2,2687 -12,13 7,219 0,0172 2,5141 26,0004 28,514 3,5925 -26,49 11,146 1,257 -13,25 5,573 0,0177 2,5141 26,2515 28,766 2,4686 -27,88 7,5186 1,257 13,126 14,383 1,2343 13 14,257 1,7962 -13,94 3,7593 0,018 2,5141 26,3112 28,825 1,2525 -28,6 3,7719 1,257 13,156 14,413 0,6263 -14,3 0,0181 2,5141 26,3153 28,829 0,00 -28,83 0,00 1,257 13,158 14,415 0,00 -14,41 1,886 0,00 0,018 2,5678 26,3112 28,879 -1,25 -28,66 -3,78 1,2839 13,156 14,44 -0,627 -14,33 -1,889 0,0177 2,7331 26,2515 28,985 -2,487 -28,09 -7,576 1,3665 13,126 14,492 -1,244 -14,04 -3,788 0,0172 3,0226 26,0004 29,023 -3,657 -26,96 -11,34 1,5113 13 14,511 -1,828 -13,48 -5,672 0,0166 3,4595 25,355 28,815 -4,691 -25,09 -14,93 1,7298 12,678 14,407 -2,346 -12,54 -7,464 Продовження таблиці 1.4 Fг ϕ 0 Vf Fи Fd пкв 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 м 3 кн кн кн FN Fr Fk Fг Fи Fd FN Fr Fk кн кн кн мм мм мм мм мм мм -9,019 0,0157 4,0808 24,0767 28,158 -5,494 -22,31 -18,04 2,0404 12,038 14,079 -2,747 -11,15 0,0147 4,9431 21,9294 26,872 -5,959 -18,6 -20,29 2,4715 10,965 13,436 -2,98 -9,299 -10,15 0,0135 6,1328 18,72 24,853 -6,007 -14,14 -21,3 3,0664 -3,003 -7,072 -10,65 0,0122 7,7836 14,3356 22,119 -5,619 -9,374 -20,81 3,8918 7,1678 11,06 -2,809 -4,687 -10,4 0,0108 10,107 8,77176 18,879 -4,875 -4,875 -18,88 5,0536 4,3859 9,4395 -2,437 -2,437 -9,439 0,0093 13,449 2,14996 15,599 -3,962 -1,194 -16,05 6,7243 1,075 7,7993 -1,981 -0,597 -8,025 0,0078 18,389 -5,2809 13,108 -3,168 1,5062 -13,4 9,1945 -2,64 6,5541 -1,584 0,7531 -6,701 0,0063 25,941 -13,158 12,784 -2,835 3,9367 -12,49 12,971 -6,579 6,3919 -1,418 1,9683 -6,244 9,36 12,426 0,005 37,916 -21,03 16,886 -3,295 8,33 -15,05 18,958 -10,52 8,4429 -1,647 4,165 -7,527 0,0038 57,548 -28,401 29,146 -4,745 19,277 -22,37 28,774 -14,2 14,573 -2,373 9,6385 -11,18 0,0028 90,138 -34,772 55,365 -6,975 44,46 -33,72 45,069 -17,39 27,683 -3,488 22,23 -16,86 0,002 141,31 -39,691 101,62 -8,721 92,51 -42,95 70,656 -19,85 50,811 -4,361 46,255 -21,48 0,0015 204,14 -42,797 161,34 -7,011 157,67 -34,92 102,07 -21,4 80,67 -3,505 78,836 -17,46 0,0014 292,69 -43,859 248,83 0 248,83 0 146,34 -21,93 124,41 0 124,41 0 0,0015 423,36 -42,797 380,56 16,537 371,91 82,37 211,68 -21,4 190,28 8,2683 185,96 41,185 0,002 263,23 -39,691 223,54 19,184 203,5 94,483 131,62 -19,85 111,77 9,5921 101,75 47,242 0,0028 174,74 -34,772 139,97 17,634 112,4 85,257 87,371 -17,39 69,985 8,8172 0,0038 116,68 -28,401 88,279 14,373 58,387 67,755 58,34 0,005 80,709 -21,03 59,679 11,645 0,0063 58,215 -13,158 45,057 9,9921 13,875 44,016 29,107 0,0078 29,44 53,201 40,354 43,72 -5,2809 38,439 9,2902 4,417 39,298 2,14996 36,213 9,1989 -2,771 0,0108 27,431 8,77176 36,202 9,3474 -9,347 36,202 13,715 4,3859 18,101 4,6737 Продовження таблиці 1.4 21,86 -10,52 29,839 5,8223 14,72 26,601 -6,579 22,528 4,9961 6,9375 22,008 0,0093 34,063 37,26 17,032 56,2 42,628 -14,2 44,139 7,1865 29,193 33,877 -2,64 19,22 4,6451 2,2085 19,649 1,075 18,107 4,5995 -1,385 18,63 -4,674 18,101 ϕ 0 Vf Fг Fи Fd FN Fr Fk Fг Fи Fd FN Fr Fk пкв м3 кн кн кн кн кн кн мм мм мм мм мм мм 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 0,0122 22,758 14,3356 37,093 9,4225 -15,72 34,894 11,379 7,1678 18,547 4,7113 -21,7 32,672 9,7011 -7,86 17,447 0,0135 19,402 18,72 38,122 9,2137 0,0147 16,962 21,9294 38,892 8,6249 9,36 19,061 4,6068 -10,85 16,336 -26,92 29,369 8,4812 10,965 19,446 4,3124 -13,46 14,684 0,0157 15,181 24,0767 39,258 7,6601 -31,1 25,15 7,5906 12,038 19,629 3,8301 -15,55 12,575 0,0166 13,891 25,355 39,246 6,3897 -34,17 20,332 6,9453 12,678 19,623 3,1948 -17,09 10,166 0,0172 12,979 26,0004 38,979 4,9109 -36,21 15,237 6,4895 19,49 2,4555 -18,11 7,6183 0,0177 12,373 26,2515 38,624 3,3147 -37,43 10,095 6,1864 13,126 19,312 1,6574 -18,71 5,0477 0,018 12,026 26,3112 38,337 1,6659 -38,04 5,0167 6,0131 13,156 19,169 0,8329 -19,02 2,5083 0,0181 11,05 26,3153 37,365 0 -37,37 0,018 2,5022 26,3112 28,813 -1,252 0,0177 2,5022 26,2515 28,754 0,0172 2,5022 26,0004 28,503 0,0166 2,5022 5,525 13,158 18,683 0 -18,68 0 -28,59 -3,77 1,2511 13,156 14,407 -0,626 -14,3 -1,885 -2,468 -27,86 -7,516 1,2511 13,126 14,377 -1,234 -13,93 -3,758 -3,591 -26,48 -11,14 1,2511 13 14,251 -1,795 -13,24 -5,571 25,355 27,857 -4,536 -24,26 -14,43 1,2511 12,678 13,929 -2,268 -12,13 -7,216 0,0157 2,5022 24,0767 26,579 -5,186 -21,06 -17,03 1,2511 12,038 13,289 -2,593 -10,53 -8,514 0,0147 2,5022 21,9294 24,432 -5,418 -16,91 -18,45 1,2511 10,965 12,216 -2,709 -8,454 -9,225 0,0135 2,5022 18,72 21,222 -5,129 -12,08 -18,19 1,2511 9,36 10,611 -2,565 -6,039 -9,094 0,0122 2,5022 14,3356 16,838 -4,277 -7,136 -15,84 1,2511 7,1678 8,4189 -2,139 -3,568 -7,92 0,0108 2,5022 8,77176 11,274 -2,911 -2,911 -11,27 1,2511 4,3859 5,637 -1,455 -1,455 -5,637 0,0093 2,5022 2,14996 4,6521 -1,182 -0,356 -4,787 1,2511 1,075 2,3261 -0,591 -0,178 -2,393 0,0078 2,5022 -5,2809 -2,779 0,6716 -0,319 2,8408 1,2511 -2,64 -1,389 0,3358 -0,16 1,4204 0,0063 2,5022 -13,158 -10,66 2,363 -3,281 10,409 1,2511 -6,579 -5,328 1,1815 -1,641 5,2047 0,005 2,5022 -21,03 -18,53 3,6153 -9,14 16,517 1,2511 -10,52 -9,264 1,8076 -4,57 8,2586 0,0038 2,5022 -28,401 -25,9 4,2167 -17,13 19,878 1,2511 -14,2 -12,95 2,1084 -8,565 Продовження таблиці 1.4 0 13 9,939 ϕ 0 Vf Fг Fи Fd FN Fr Fk Fг Fи Fd FN Fr Fk пкв м3 кн кн кн кн кн кн мм мм мм мм мм мм 690 700 710 720 0,0028 2,5022 -34,772 -32,27 4,0656 -25,91 19,656 1,2511 -17,39 -16,13 2,0328 -12,96 0,002 2,5022 -39,691 -37,19 3,1915 -33,85 15,718 1,2511 -19,85 -18,59 1,5957 -16,93 7,8591 0,0015 2,5022 -42,797 -40,29 1,7509 -39,38 8,7214 1,2511 -21,4 -20,15 0,8755 -19,69 4,3607 0,0014 2,5022 -43,859 -41,36 -41,36 -21,93 -20,68 -20,68 0 0 1,2511 0 9,828 0 кН 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 -50 0 90 180 270 360 450 Рисунок 2 Сили газів,інерції,дійсна 540 630 720 пкв кН 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 -50 90 180 270 360 450 Рисунок 3 Сили радіальна,дотична,нормальна 540 630 720 пкв 1.5 Розробка механізму обертання клапану 1.5.1 Призначення, умови роботи випускного клапану Механізм газорозподілу служить для керування процесами впуску повітря в циліндр і випуску газів, що відробили. Складається з впускних і випускних органів газорозподілу і їхніх приводів. У чотиритактних дизелях застосовують клапанний газорозподіл. Високі термічні навантаження газорозподільних клапанів обумовлені їхнім зіткненням з гарячими газами. Клапан сприймає теплоту через площину тарілки від газів у циліндрі (близько 80%) і через поверхню переходу від тарілки до штока від випускних газів (близько 15%). Теплота передається двома шляхами: від тарілки до сідла і далі в охолоджуючу воду; через шток до направляючої втулки і далі в охолоджуючу воду. Температура тарілки впускного клапана може досягати 300-400 0С, а випускного – 600-800 0С. У впускных клапанів температура більш низька, тому що вони охолоджуються повітрям під час процесу наповнення; тарілка ж випускного клапана в період випуску омивается гарячими газами. Високі температури погіршують механічні властивості матеріалу, викликають ерозію, корозію, короблення і нещільне прилягание клапана до сідла, збільшується небезпека заїдання штока клапана в направляючій втулці, а іноді приводять до прогоряння тарілки. До конструкції деталей механізму газорозподіли пред'являються наступні основні вимоги: газорозподільні клапани повинні мати можливо великі прохідні перетини (для поліпшення очищення циліндра від газів і наповнення його повітрям), менші температури і масу (для зменшення сил інерції); матеріал клапанів повинний бути жаротривким, зносостійким, грузлим і не повинний гартуватися на повітрі (для запобігання утворення гартівних тріщин); клапанні пружини повинні бути досить пружними і мати високу втомну міцність; клапанні важелі, штанги і штовхачі – твердими, міцними при можливо меншій масі (для зменшення сил інерції). Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 24 У сучасних потужних СОД часто передбачають автоматичний поворот клапанів щодо осі під час роботи дизеля. Обертання клапанів забезпечує більш рівномірний розподіл температур у тарілці і меншій її деформації, рівномірний знос тарілки і сідла і їхнє деяке самопритирання. Найбільше просто це досягається установкою спеціальних лопаток на нижній частині штока, що під дією газового потоку повертаються разом із клапаном. У ряді випадків для примусового повороту клапанів застосовують спеціальний пристрій («ротокап»). Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 25 1.5.2 Розрахунок випускного клапану Площина прохідного перетину горловини клапана Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel A * Vm 0,04906 5,6667 fг = = = i * Vг 1 41,5 Площа поршня 2 πd 2 3,14 0,25 А = 4 4 2 = = 0,006699 м = 2 0,049063 м d= 0,25 м діаметр циліндра Середня швидкість поршня S ⋅n 0,34 500 5,6667 м/с Vт = 30 30 S= 0,34 м хід поршня n= 500 хв частота обертання i= 1 кількість випускних клапанів Vг= 41,5 м/с швидкість газів в горловині(40-90 м/с) Діаметр горловини клапана 4 * fг 4 0,0067 0,09238 м dг π 3,14 = = = = = Максимальна висота підйому клапана h кл . max α 0,09238 = = 45 4 cos = 0,0327 м ° 45 кут нахилу фаски клапана Діаметр стержня клапана d ст d ст d ст ,м для МОД = (0,15-0,25) d ,м для СОД = (0,15-0,3) d = 0,195 0,09238= 0,018 м г г Зовнішній діаметр головки клапана dз = (1-1,6) dг = 1,09 0,0924 = 0,100695 м Товщина головки клапана = (0,1-0,18) δ = 0,107 0,0924 = 0,009885 м = 3,25 0,0924 = 0,300236 м dг Довжина клапана l = (2,5-4,5) dг Радіус переходу від головки клапана до стержня r = (0,25-0,3) dг = 0,32 0,0924 = 0,029562 м Параметри та геометрія профіля кулачка Висота кулачка hк =h кл . max = 0,03267 м Радіус початкової окружності кулачка r0 = (1,2-2,0) h = 1,7 к 0,0327 = 0,055533 м Тривалість відкриття випускного клапана θ = α 3 + 180 + α 4 Для чотиретактних 50 = = 50 ° α = 50 ° α3 Для чотиритактних ДВЗ 280 50 = 280 ° кут випередження відкриття клапана кут запізнення закриття клапана 4 θ = + 180 + α3 = 35-60 ° α = 15-50 ° 4 ° Теоретичний кут дії кулачка ϕТ = θ 2 Для чотиритактних ДВЗ = 280 /2 = 140 ° Радіус закруглення при вершині кулачка r2 = мм 25 Радіус спряження r0 + b 2 + r22 − 2r0b cos 2 r1 = 2(r0 − r2 − b cos ϕT 2 = ϕT ) 2 b = r0 + hK − r2 = 0,05553+ 0,0327 − 0,025 0,215 м = 0,063199 м Прискорення клапана у момент відкриття 2 2 a = (r1 − r0 )ω PB cosϕ = ( ϕ =0 − 0,0555 0,215 = ) 26,16667 109,19 момент відкриття клапана ω PB = πn PB = 30 n PB = 250 c −1 = 3,14 250 26,167 30 хв -частота обертання розподільного валу Розрахунок на міцність випускного клапана Вибір марки матеріала Сталь 40Х10С2М ГОСТ 5632-72 σТ = 1079 МПа Розрахунок головки клапана σВ = 2 σ зг = Pmax = 2 з r Pmax = 0,05035 8,73 2 δ 0,00992 8,73 МПа 932 МПа = 226,49 МПа максимальний тиск згоряння σ зг ≤ [σ зг ] = 250 МПа 226,49 p 250 м с2 Розрахунок стержня клапана Сила , що діє на клапан в момент відкриття 0,0037 + 0,053 + 0,001092 = 0,0578 МН F = FГ + FП min + Fін = 2 πd 2 0,1007 FГ = з ( РВ − 0,1) = 3,14 ( 0,56 − 0,1 4 4 ) = 0,0037 МН Сила, що діє на головку клапана в момент відкриття РВ = 0,56 FП min = Fз + FВН = Fін = mкл а ⋅ 10−6 = mкл = 10 МПа тиск газів в циліндрі на початку випуска 0,031+ 0,022 = 0,053 МН −6 109,19 10 10 мінімальна сила пружин = 0,00109 МН кг -маса клапанного механізма Напруження стискання в стержні клапана σ СТ = F = AСТ 2 πd min AСТ = = 4 d min = 0,05775 = 326,98 МПа 0,00018 2 3,14 0,015 4 = 2 найменша площа перерізу стержня клапана 0,0002 м 0,015 м -мінімальний діаметр стержня клапана σ СТ ≤ [σ СТ ] = 400 МПа 326,98 p 400 1.5.3 Пропозиції по удосконаленню проектованого вузла В дипломному проекті пропонується на випускний клапан встановити насадку, яка в момент відкриття клапана буде створювати обертальний момент клапана. Для роботи вузла під нижню тарілку пружин необхідно встановити упорний підшипник. Даний механізм дає можливість рівномірно зношуватися стержню клапана, головка клапана більш рівномірно прогрівається і розширюється, а це в свою чергу покращує умови герметичної посадки клапана на сідло. F2 F F1 Рисунок 4 Схема дії насадки Площа лопаті А=а×в=0,01×0,02=0,0002 м2 Сила, що створює крутний момент F2=Рв×А×соs45=0,56×0,0002×cos45=0,000085 мН=850Н Момент обертання клапана М=F2×l×і=850×0,035×4= 119Нм де і=4 кількість лопаток Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 30 2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 2.1 Вибір обладнання, пристосування та 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 кришки циліндру обране слідуюче обладнання та інструмент. В першу чергу на дільниці повинні бути верстати для виконання слюсарно-складальних робіт. стиснуте повітря із Для продувки заводської системи . деталей використаємо Притирання клапану буде проводиться ручним пристосуванням. Для запресовки сідла клапана і направляючої втулки пропонується використовувати рідкий азот для їх охолодження. Використання рідкого азоту потребує визначених навичок роботи з ним. Для зберігання азоту на дільниці визначене місце з обмеженим доступом робітників. На дільниці встановлений універсальний стенд для проведення гідровипробовувань вогневого днища і водяної порожнини, а також шафа для зберігання комплектуючих та пристосувань. Для зберігання інструментів, установлюють креслень, інструментальні ящики. техпроцесів на дільниці Також потрібно дільницю укомплектувати комплектом вимірювальних пристроїв, так як контрольні операції будуть виконувати робітники дільниці. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 31 2.2 Визначення технічної норми часу Розрахунок штучного часу в умовах серійного виробництва вираховується згідно формули а +а Тшт = ∑Т оп ×(1 + обс оп ), хв 100 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 кришки робочого циліндру. 05 Підготовча Т005 = 56 × (1+ 010 Слюсарно-випробовувальна Т010 = 149,5 × (1+ 015 4+3 ) = 60 хвилин. 100 4+3 ) = 160 хвилин. 100 Складальна Т015 = 42 × (1+ 4+3 ) = 45 хвилин. 100 Визнааємо загальний штучний час на складання. ТШТ = Т005 + Т010 + Т015 = 60+160+45=265 хвилин. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 32 3 ОРГАНІЗАЦІЙНО – ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ 3.1 Визначення потрібної кількості обладнання, працюючих і площі дільниці. Ефективний фонд робочого часу визначається за формулою: Феф = (366 – В – С) × Д × З × ( 1 − α ), год. 100 де В – вихідні дні; С – святкові дні; Д – тривалість зміни в годинах; З – кількість змін на добу; α – відсоток втрат часу на регламентовані перерви. Феф = (366 – 104 – 0) × 8 × 1 × ( 1 − Для дільниці складання необхідна 3 ) = 2033,12 год. 100 кількість робочих місць визначається за формулою: C рі = N × t шт.і , 60 × Ф еф де N – річна програма випуску, шт. ; tшт і – штучний час на операцію, хв..; Феф – фонд часу роботи робочого місця протягом року, год. Необхідна кількість робочих місць (розрахункова С р.і. і прийнята Спр.) визначається по кожній операції. С р 005 = 440 × 60 = 0,216 роб.м. 60 × 2033,12 С р 010 = 440 × 160 = 0,577 роб.м. 60 × 2033,12 С р 015 = 440 × 45 = 0,162 роб.м. 60 × 2033,12 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 33 За результатами розрахунків, приймаємо 1 робоче місце. Коефіцієнт завантаження робочих місць на дільниці складання визначається за формулою: Кз = ∑С , ∑С рі прі де ∑Срі – сума розрахункової кількості робочих місць ∑Срі – сума прийнятої кількості робочих місць Кз = 0,216 + 0,577 + 0,162 = 0,955 1 Визначення необхідної кількості працюючих на дільниці Чисельність основних виробничих робітників визначається по кожній операції за формулою: Ч оі = N × t шт.і , чол. 60 × Феф × К вн де Квн – коефіцієнт виконання норм виробітку (Квн = 1). Ч 005 = 440 × 60 = 0,216 чол. 60 × 2033,12 × 1 Ч 010 = 440 × 160 = 0,577 чол. 60 × 2033,12 ×1 Ч 015 = 440 × 45 = 0,162 чол. 60 × 2033,12 × 1 За результатами розрахунків приймаємо одного основного робітника – слюсаря механоскладальних робіт 4 розряду. Оскільки за розрахунками на дільниці один основний робітник, розрахунок чисельності допоміжних робітників і керівників проводити недоцільно. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 34 Проведені розрахунки зводимо в таблицю 3.1. Таблиця 3.1 Зведена відомість працюючих на дільниці Категорія Кількість По змінам працюючих 1 2 В % від В % від чисельності загальної основних кількості робітників працюючих Основні робітники, 1 1 - 100 100 - - - - - - - - - - 1 1 - - 100 чол. Допоміжні робітники, чол. Керівники, чол. Всього Розрахунок площі дільниці. Виробнича площа для виконання складальних робіт визначається за формулою: Авир. = Чз × Кп, м2 де Чз – загальна чисельність робітників, працюючих на дільниці, чол. ; Кп – питома площа на одного робітника, м2 (для вузлового складання Кп = 6…25 м2; для загального складання Кп = 10…30 м2). Авир. = 1 × 24 = 24 м2 Загальна площа дільниці визначається за формулою: Аз = Авир + Амм + Асп, м2 де Амм – площа місця майстра, м2 (можна прийняти 6 м2, якщо за розрахунками керівники відсутні, приймаємо 0 м2); Асп – площа складу продукції, м2 (можна прийняти 6 м2). Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 35 Аз = 24 + 6 = 30 м2 Об’єм будови дільниці визначаємо за формулою: V = Азаг × h, м3 де h – висота будови, м (можна прийняти 8,0 м). V = 30 × 8,0 = 240 м3 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 36 4 ОРГАНІЗАЦІЯ ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ 4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання Заходи з техніки безпеки на дільниці складання кришки циліндру можна розділити на організаційні та технічні. До організаційних заходів відносяться інструктаж з техніки безпеки безпосередньо на робочому місці, обладнання дільниці плакатами та інструкціями. Безпосередню відповідальність за дотриманням техніки безпеки на дільниці загального складання несе бригадир і майстер складального цеху. Майстер проводе 1 раз на квартал інструктаж з техніки безпеки. До технічних заходів з техніки безпеки відносяться : - періодична перевірка обладнання дільниці складання. В даному випадку на дільниці знаходиться консольний кран, який перевіряється 1 раз в квартал. Також раз в квартал перевіряються стропи, якими користуються на дільниці.; - для роботи з рідким азотом на дільниці обладнана спеціальна ванна, а з рідким азотом зберігаються в спеціально відведеному місці; - інструмент і пристосування якими користуються на дільниці повинні бути справні, не зношені і відповідають вимогам техніки безпеки; - на дільниці складання повинна знаходитись аптечка укомплектована згідно вимог; - дільниці повинна бути обладнана стелажами для зберігання деталей, настилами для верстатів. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 37 Заходи з протипожежного захисту на дільниці складання кришки циліндру також можливо розділити на організаційні та технічні. Організаційні заходи : навчання робітників дільниці правилам пожежної безпеки, проведення лекцій, бесід, друкування необхідних інструкцій, обладнання дільниці плакатами. З технічних заходів на дільниці потрібні : - обладнати дільницю протипожежним щитом, який укомплектувати згідно вимог; - укомплектувати дільницю ящиком з піском для тушіння ізоляції дротів, які знаходяться під напругою ; - пролите масло потрібно негайно прибрати. Для цього на дільниці повинен бути ящик для використаного ганчір’я; - для місцевого освітлення потрібно використовувати тільки електричну лампочку під напругою 6-36 V, яка захищена металевою сіткою; - обладнати планом евакуації робітників у випадку пожежі. 4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання Кількість світильників визначається за формулою: N= E × A × K3 × Z , шт Фл × U × n де Е = 200лк - необхідна освітленість горизонтальної площини, відповідно до галузевих норм проектування штучного освітлення основних цехів промислових підприємств ВСН 196-83; А = 30 м2 - площа підлоги дільниці складання; Кз = 1,3 - коефіцієнт запасу при малому виділенні пилу; Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 38 Фл = 1995 лм - світловий потік однієї лампи, приймаємо за таблицею 4 [8] 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 [8] залежно від індексу приміщення та коефіцієнтів відбивання світла. Визначаємо індекс приміщення за формулою: i= L×B , h × ( L + B) де L = 6м – довжина дільниці складання; В = 5м – ширина дільниці складання; h – висота підвішування світильника над робочим місцем, м; h =H – hр – hс H = 8м – висота приміщення; hр = 0,8м – висота робочої поверхні; hс = 4м – відстань від стелі до світильника. h =8 – 0,8 – 4 = 3,2м i= 6×5 = 0,85 3,2 × (6 + 5) Коефіцієнти відбивання стелі – 70%, стін – 30%, підлоги – 20% приймаємо згідно [8] Виходячи із значень коефіцієнтів та індексу приміщення U = 0,33 згідно таблиці 5 [8]. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 39 N= Згідно розрахунку 200 × 1,3 × 30 × 1,1 = 6,5шт. 1995 × 0,33 × 2 приймаємо на дільниці складання сім світильників з лампами ЛДЦ 40 – 4. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 40 ЛІТЕРАТУРА 1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчеты автомобильных и тракторных двигателей. – М: Высшая школа, 1978.- 400 с. 2. Доценко С.М., Діденко О.В. Методичні вказівки до практичної роботи «Розрахунок робочого процесу дизельного двигуна» з дисципліни « Теорія двигунів внутрішнього згоряння»Первомайськ ППІ 2012-40 с. 3. Методичні вказівки до практично ї роботи «Розрахунок та побудова індикаторої діаграми». Склав викладач Доценко С.М.: - Первомайськ ППТК, 2000.-24 с. 4. Коваленко І.М Конструкція та динаміка ДВЗ. методичні вказівки до виконання динамічного розрахунку кривошипно-шатунного механізму.- Первомайськ, 2013-43с. 5. Методичні вказівки до практичної роботи «Розрахунок теплового балансу дизельного двигуна». Склав викладач Доценко С.М. – Первомайськ ППТК, 1999.-28 с. 6. Коваленко І.М. Конструкція та динаміка ДВЗ. Методичні вказівки до виконання розрахунків основних деталей двигунів внутрішнього згоряння.- Первомайськ, 2010- 57 с. 7. Бельський Ф.В. Методичні вказівки до виконання технологічного розділу дипломного проекту з спеціальності 5.0505306 «Виробництво двигунів»- Первомайськ. 2012 – 15 с. 8. Русак О.Н. Справочная книга по охране труда в машиностроении- Л. Машиностроение, 1989.- 268 с. 9. Натальчишина В.П., Брендуля М.Ф., Гиль О.О. Вимоги до оформлення курсових та дипломних проектів і робіт. методичні вказівки для студентів інститут та коледжу. – Первомайськ: ППІ 2007.-47 с. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 41 133.431.24.21.00.00.00 СК 8 9 4 12 11 5 10 7 1 2420* 6 3 2 Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата Справ. № Перв. примен. 1280* Технічна характеристика 1. Ефективна потужнiсть Pe = 556 кВт. 2. Частота обертання колiнчастого валу n = 500 хв. 3. Ступiнь стиску є = 13 4. Середнiй ефективний тиск Рme =0,997МПа. 5. Питома ефективна витрата палива Ве = 0,213 кг/квт.год. Технiчнi вимоги. 1. Використовувати дизельне паливо Л-0,2-40 ДСТУ 3868-99 2. Використовувати в системi мащення масло М10Г2 ГОСТ 21743-76 3. В якостi охолоджвальноi рiдини використовувати профiльтровану прісну воду з антикорозiйною присадкою ВНИИНП 117/Д. 4. Висота камери стиску 5,5 мм. 5. * Розмiри для довiдок. Изм. Лист № докум. Разраб. Ткач Пров. Коваленко Т.контр. Коваленко Н.контр. Бельський Утв. Нерубащенко Подп. Дата 133.431.24.21.00.00.00 СК Лит. Масса Масштаб Дизель 10500 1:5 8ЧН 25/34 Лист Листов 1 431-ВД Копировал Формат A1 Найменування Кіл. Поз. Формат Позначення Примітка Документація 133.431.24.21.00.00.00 СК А1 Складальне креслення Складальні одиниці А1 1 133.431.24.21.01.00.00 СК Блок-картер 1 2 133.431.24.21.02.00.00 СК Фундаментна рама 1 3 133.431.24.21.03.00.00 СК Колінчастий вал 1 4 133.431.24.21.04.00.00 СК Кришка циліндру 8 5 133.431.24.21.05.00.00 СК Поршень 8 6 133.431.24.21.06.00.00 СК Шатун 8 7 133.431.24.21.07.00.00 СК Розподільний вал 1 8 133.431.24.21.08.00.00 СК Форсунка 8 9 133.431.24.21.09.00.00 СК Пусковий клапан 8 133.431.24.21.10.00.00 СК Паливний насос 8 10 високого тиску 11 133.431.24.21.11.00.00 СК Випускний колектор 1 12 133.431.24.21.12.00.00 СК Впускний колектор 1 ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 Змн. Арк. Розроб. № докум. Перевір. Ткач Коваленко Н. Контр. Бельський Затверд. Нерубащенко Підпис Дата Дизель 8ЧН25/34 Літ. Арк. Акрушів 1 1 431-ВД ВСП ПФК НУК133.431.24.21 ПД 5 4 3 2 5,0 кВт Q=0,5т Справ. № 5000 Перв. примен. 6 Умовні позначення -стиснуте повітря 1 Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата -робоче місце -споживач електроенергії 6000 ВСП ПФК НУК133.431.24.21 ПД Изм. Лист № докум. Разраб. Ткач Пров. Коваленко Т.контр. Коваленко Подп. Дата План дільниці складання кришки циліндру Лит. Масса Масштаб 1:20 Лист Листов 431-ВД Н.контр. Бельський Утв. Нерубащенко Копировал Формат A2 1 Найменування Кіл. Поз. Формат Позначення Примітка Документація 133.431.24.21.04.00.00 СК А1 Складальне креслення Складальні одиниці 1 133.431.24.21.04.01.00 СК Пусковий клапан 1 2 133.431.24.21.04.02.00 СК Патрубок води 1 3 133.431.24.21.04.03.00 СК Привід клапанів 4 Деталі 4 133.431.24.21.04.00.01 Кришка циліндру 1 5 133.431.24.21.04.00.02 Сідло клапана 2 6 133.431.24.21.04.00.03 Впускний клапан 1 7 133.431.24.21.04.00.04 Направляюча втулка 1 впускного клапану 8 133.431.24.21.04.00.05 Нижня тарілка пружини 1 9 133.431.24.21.04.00.06 Верхня тарілка пружини 2 10 133.431.24.21.04.00.07 Замок клапану 4 11 133.431.24.21.04.00.08 Випускний клапан 1 12 133.431.24.21.04.00.09 Насадка клапану 1 13 133.431.24.21.04.00.10 Нижня тарілка пружини 1 14 133.431.24.21.04.00.11 Зовнішня пружина 15 133.431.24.21.04.00.12 Внутрішня пружина 16 133.431.24.21.04.00.13 Кришка 17 133.431.24.21.04.00.14 Направляюча втулка 2 2 2 1 ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 Змн. Арк. № докум. Розроб. Ткач Перевір. Коваленко Реценз. Н. Контр. Затверд. Бельський Нерубащенко Підпис Дата Кришка робочого циліндру Літ. Арк. Акрушів 1 2 431-ВД Найменування Кіл. Поз. Формат Позначення Примітка Стандартні вироби Болт М8 20.88 18 12 ГОСТ 7805-70 Упорний підшипник 19 1 1038 ГОСТ 1786-84 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 2 133.431.24.21.04.00.00 СК A-A В-В 10 9 15 415 * 4 14 18 13 8 19 16 17 7 6 5 12 11 B Перв. примен. 495 * Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. 2 A A 84 * Подп. и дата 372 * 84 * Справ. № 1 3 B 1. Після запресування торець сідла клапана повинен щільно прилягати до гнізда вогневого днища. Допускається проходження щупа товщиною 0,03 мм на дузі не більше 180Å. 2. Допуск співвісності фаски сідла клапана відносно осі направляючої втулки клапана після притирання 0,06 мм. 3. При збиранні кришки особливу увагу звернути на правильність встановлення впускного та випускного клапанів та направляючих втулок у відповідні гнізда. 4. Клапани поз. 6, 11 притерти до сідел. Ширина притертого пояска не меньше 3,0 мм. 5. Перевірку щільності притертих фасок та зєднання кришка-сідло клапана виконувати наливанням гасу з витримкою 10 хв. Краплепадіння гасу не допускається. 6. Водяну площину випробовувати на герметичність водою тиском 588+19,6 кПа (6+0,2 кг/см ) на протязі 5 хвилин. Витікання не допускається. 7. * Розміри для довідок. 133.431.24.21.04.00.00 СК Лит. Масса Масштаб Изм. Лист № докум. Подп. Дата Кришка робочого Разраб. Ткач н 120 1:2 Пров. Коваленко циліндру Т.контр. Коваленко Лист Листов 1 Н.контр. Бельський 431-ВД Утв. Нерубащенко Копировал Формат A1 Тип, модель Кількість № поз. Найменування обладнання Габаритні розміри, мм Примітка Обладнання 1 Місце складування 1 2 Стенд гідровипробовування 1 3 Шафа 1 4 Верстак 1 5 Дюар з рідким азотом 1 6 Консольний кран 1 Змн. Арк. Розроб. Перевір. Н. Контр. Затверд. № докум. Ткач Коваленко Бельський Нерубащенко Підпис Дата ВСП ПФК НУК 133.431.24.21 5.05050306.431.12.13 Літ. Арк. Акрушів План дільниці складання 1 1 кришки циліндру 431-ВД Дубл. Зам. Ориг. ВСП ПФК 133.431.24.21.04.00.00 СК НУК Кришка робочого циліндру Затверджую Прiзвище Пiдпис Дата КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТIВ на технологічний процес складання Розробив Ткач Коваленко Перевірив Н.контр Бельський ТЛ форма 1 Дубл. Зам. Ориг. Розроб. Перев. ВСП ПФКНУК Ткач Коваленко Н контр. Бельський Цех. Діл. РМ опер. Код, найменування операції А Б Код, найменування обладнання к-м Найменування деталі, ск. одиниці або матеріалу А 01 Б 02 А 03 Б 04 А 05 Б 06 Кришка робочого циліндру Позначення, документа СМ проф. Р УП Позначення, код КР КОВД ОН ОП К шт Т п.з. Т шт. ОВП ОВ ОН КВ Н витр. 005 Підготовча 17474 4 1 60 010 Верстак А-1401 Ванна 9699-2900 Слюсарно-випробовувальна 17474 4 1 160 17474 4 1 45 Гідравлічний стенд 015 Складальна Верстак А-1401 А 07 Б 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 МК 133.431.24.21.04.00.00 СК Маршрутна Карта Складання форма 1 Дубл. Зам. Ориг. Розроб. Перев. Ткач Коваленко Бельський Н контр. цех Діл. РМ к/м Я А 01 133.431.24.21.04.00.00.СК ВСП ПФК НУК Кришка робочого циліндру опер. Поз. Найменування Позначення ОВП ОВ ОН КН Н витр. Роз п. Заг п. Такт п. Складальні одиниці К 02 03 020 1 Пусковий клапан 1 1 04 020 2 Патрубок води 1 1 05 020 3 Привід клапанів 1 1 06 Деталі 07 08 09 010 4 10 015 5 11 015 6 12 015 7 13 015 14 1 1 Сідло клапану 1 2 Впускний клапан 1 1 Направляюча втулка впускного клапану 1 1 8 Нижня тарілка пружини 1 1 015 9 Верхня тарілка пружини 1 2 15 015 10 Замок клапану 1 4 16 015 11 Випускний клапан 1 1 КК Комплектовочна Карта Кришка циліндру форма 1а Дубл. Зам. Ориг. 133.431.24.21.04.00.00 СК к/м Я Діл. РМ опер. Поз. 01 02 015 16 03 015 12 04 05 015 015 13 14 06 015 15 07 08 015 7 цех Найменування Позначення ОВП ОВ Насадка клапана Нижнятарілка тарілкапружини пружини Нижня Зовнішня пружина Внутрішня пружина Кришка Направляюча втулка ОН Роз п. КН Заг п. 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 12 Н витр. Такт п. 2 1 Стандартні вироби 09 10 11 12 015 17 Болт М8 20.88 ГОСТ7805-70 1 13 Матеріали 14 15 16 005 Паливо дизельне Л-0,2-40 ДСТУ 3868-99 кг 1 17 18 015 Масло 1 020 Рідкий азот кг кг 10 4 1 5 19 015 Гас кг 1 1 КК Комплектовочна Карта форма 1 Дубл. Зам. Ориг. Розроб. Перев. Ткач Коваленко Н контр. Бельський ВСП ПФК НУК Кришка робочого циліндру Код, найменування А 01 133.431.24.21.04.00.00 СК 015 Складальна Позначення документа ІТБ 1376-08 Код, найменування обладнання Верстак АМ-0494 Код, позначення Тд Б 02 ОВ ОН ОВП КВ Найменування деталі, ск. одиниці або матеріалу к/м Р О 03 Охолодити направляючу втулку клапана і сідло в рідкому азоті(за окремим технологічним процесом) і запресувати їх у відповідні гнізда кришки, після запресовкм торець 04 T 05 сідла клапана повинен щільно прилягати до гнізда вогневого днища. Допускається проходження щупа 0,03мм на дузі не більше 180. СЛ-молоток 500г ГОСТ 2310-77, оправки сідла і направляючої втулки, щуп 0-1 ГОСТ 1789-87. 06 О 07 Розвернути направляючу втулку розгорткою діаметром 18Н7. Прошарошити робочу фаску клапана до ширини 4мм. T 08 СЛ-розгортка 18Н7 ГОСТ 1456-81, шарошка. 09 O 10 Охолодити клапан в рідкому азоті(за окремим технологічним процесом) і напресувати на нього насадку товщою частиною лопаті насадки до головки. T 11 СЛ-молоток, насадка. 12 O 13 14 T 15 Притерти впускний, випускний клапани. Ширина притертого пояска не менше 3мм. Якість притирання перевірити наливом в канали гасу з витримкою 10хв. Каплепадіння гасу недопускається. ПР-пристосування для притирання клапанів. 16 ОК Операційна Карта МВ То Н витр. форма 1а Дубл. Зам. Ориг. 133.431.24.21.04.00.00 СК к/м Р Найменування деталі, ск. одиниці або матеріалу Код, позначення ОВП ОВ ОН КВ Н витр. О 01 У гніздо випускного клапану із сторони пружин встановити упорний підшипник в нижню тарілку внутрішну і зовнішню пружини, верхню тарілку, попередньо 02 встановивши випускний клапан. Стиснути пружини і встановити замки клапана. Такі ж операції повторити і для впускного клапану за виключенням упорного 03 підшипника. Т 04 ПР-пристосування для стискання пружин. 05 О 06 Установити технологічні кришки водяних порожнин. Момент затяжки болтів 3 Н*м. Перемістити на стенд для випробування, заглушити вихідні канали води, підвести 07 воду тиском 588+19,6 кПа на протязі 5хв. Протікання води не допускається. T 08 ПР-стенд для гідровипробування, консольний кран. 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ОК Операційна Карта