Проект 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання розподілювача повітря з розробкою його конструкції

Відокремлений структурний підрозділ «ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова» Відділення «Двигуни та автомобілі» Циклова комісія «Обслуговування автомобілів та виробництва двигунів» Допущений до захисту Голова циклової комісії _________ Василь МАНЗЮК « ___» ___________ 2025 р. Пояснювальна записка до кваліфікаційної роботи (дипломного проекту) фаховий молодший бакалавр (освітньо-кваліфікаційний ступінь) на тему: Проект 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання розподілювача повітря з розробкою його конструкції Виконав: здобувач освіти 4 курсу, групи 431-ВД-21 Галузь знань: 13 Механічна інженерія Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування Освітньо-професійна програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння _______________________________ (підпис) Керівник _________ (підпис) Олександр МАСНИЙ (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) Павло МАЛЮТІН (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Оцінка за захист ____________________ Первомайськ – 2025 року Відокремлений структурний підрозділ «ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова» Відділення: «Двигуни та автомобілі» Циклова комісія: «Обслуговування автомобілів та виробництва 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» _________________ Василь МАНЗЮК “____” _________________ 2025 року З А В Д А Н Н Я НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ (ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ) ЗДОБУВАЧЕВІ ОСВІТИ Олександру МАСНОМУ (ім’я,ПРІЗВИЩЕ) 1.Тема проєкту: Проєкт 4 тактного дизельного двигуна та дільниці складання розподілювача повітря з розробкою його конструкції керівник проєкту: Бельський Ф.В. затверджені наказом вищого навчального закладу від “06” березня 2025 р. № 44-у 2. Строк подання здобувачем проєкту: 13.06.2025 р. 3. Вихідні дані до проєкту: Потужність Ре = 396 кВт, Частота обертання колінчастого валу n = 500 хв-1, ступень стиску Е = 12 Розробити технологічний процес складання: розподілювача повітря Річне завдання 2100 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 сил динаміки 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 Повздовжній розріз двигуна 6ЧН 25/34 ф. А1 Аркуш 2 Складальне креслення розподілювача повітря 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: 21.04.2025 р. КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН Назва етапів дипломного проєкту № з/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Строк виконання етапів проєкту Розділ 1 29.04.2025 р. Розділ 2 05.05.2025 р. Розділ 3 09.05.2025 р. 14.05.2025 р. Розділ 4 Перевірка проєкту на плагіат 20.05.2025 р. 26.05.2025 р. 02.06.2025 р. Оформлення проєкту 11.06.2025 р. Аркуш 1 Аркуш 2 Здобувач освіти _____________ Олександр МАСНИЙ Керівник проєкту _____________ Федір БЕЛЬСЬКИЙ ( 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 16 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна та прототипу 24 1.4 Динамічний розрахунок двигуна 25 1.5 Розробка конструкції розподілювача повітря 29 1.5.1 Призначення, описування та обґрунтування розподілювача повітря 29 1.5.2 Розрахунок розподілювача повітря 30 1.5.3 Пропозиції по удосконаленню розподілювача повітря 32 2. Технологічний розділ 33 2.1 Вибір обладнання, пристроїв та інструменту 33 2.2 Визначення технічної норми часу 33 3. Організаційно-економічний розділ 35 3.1 Визначення потрібної кількості працюючих і площі дільниці 35 4. Організація охорони праці та протипожежний захист 38 4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання 38 4.2 Розрахунок освітлення на дільниці складання 39 Література 41 ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Розроб. Масний О. Перевір. Бельський Ф.В. Н. Контр. Коваленко І.М. Затверд. Манзюк В.М. Підпис Дата Літ. Пояснювальна записка Арк. Аркушів 2 41 431-ВД-21 ДОДАТКИ Додаток А Креслення «Двигун 6ЧН 25/34» Додаток Б Специфікація «Двигун 6ЧН 25/34» Додаток В Креслення «Розподілювач повітря» Додаток Г Специфікація «Розподілювач повітря» Додаток Д «Технологічний процес складання розподілювача повітря» Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 3 1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна Умова завдання: - ефективна потужність 𝑃𝑒 = 396 кВт - частота обертання колінчастого валу 𝑛 = 500 хв−1 - ступінь стиску 𝜀 = 13 - число циліндрів 𝑖=6 Вихідні дані теплового розрахунку: - коефіцієнт надлишку повітря 𝛼 = 2,1 - тиск наддуву 𝑃в = 0,158 МПа - тиск навколишнього середовища 𝑃а = 0,103 МПа - температура навколишнього середовища 𝑇а = 293 К - підігрів свіжого заряду Δ𝑇 = 5 К - ступінь підвищення тиску 𝜆 = 1,6 - температура залишкових газів 𝑇г = 700 К - тиск залишкових газів 𝑃г = 0,152 МПа - коефіцієнт використання теплоти в точці “Z” 𝜉𝑧 = 0,89 - коефіцієнт повноти індикаторної діаграми 𝜉 = 0,98 - Молекулярна маса дизпалива 𝑚𝑟 = 115 кг⁄моль - Найнижча теплота згорання палива 𝑄н = 42500кДж/кг Параметри робочого тіла. Елементарний склад палива: - вуглець С = 0,86 - гідроген Н = 0,13 - кисень О = 0,01 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 4 Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг палива: 𝐿о = 𝐿о = 1 𝐶 𝐻 𝑂 × ( + − ) , кмоль/кг 0,21 12 4 32 (1.1) 1 0,86 0,13 0,01 ×( + − ) = 0,495 кмоль/кг 0,21 12 4 32 𝑙о = 28,95 × 𝐿о , кг (1.2) 𝑙о = 28,95 × 0,495 = 14,33 кг Загальна кількість продуктів свіжого заряду: 𝑀1 = 𝛼 × 𝐿о , кмоль/кг (1.3) 𝑀1 = 2,1 × 0,495 = 1,039 кмоль/кг Кількість окремих компонентів продуктів згоряння: - двоокис вуглицю 𝐶𝑂2 : 𝑀𝐶𝑂2 = 𝑀𝐶𝑂2 = - (1.4) 0,86 = 0,072 кмоль/кг 12 водяної пари 𝐻2 𝑂: 𝑀𝐻2 𝑂 = 𝑀𝐻2 𝑂 = - 𝐶 , кмоль/кг 12 𝐻 , кмоль/кг 2 (1.5) 0,13 = 0,065 кмоль/кг 2 кисню 𝑂2 : 𝑀𝑂2 = 0,21 × (𝛼 − 1) × 𝐿о , кмоль/кг (1.6) 𝑀𝑂2 = 0,21 × (2,1 − 1) × 0,495 = 0,114 кмоль/кг Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 5 - азоту 𝑁2 : 𝑀𝑁2 = 0,79 × 𝛼 × 𝐿о , кмоль/кг (1.7) 𝑀𝑁2 = 0,79 × 2,1 × 0,495 = 0,821 кмоль/кг Загальна кількість продуктів згоряння: 𝑀2 = 𝑀𝐶𝑂2 + 𝑀𝐻2 𝑂 + 𝑀𝑂2 + 𝑀𝑁2 , кмоль/кг (1.8) 𝑀2 = 0,072 + 0,065 + 0,114 + 0,821 = 1,072 кмоль/кг Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни: 𝛽о = 𝛽о = 𝑀2 𝑀1 (1.9) 1,072 = 1,031 1,039 Параметри процесу газообміну. Температура повітря після нагнітача: 𝑛к −1 𝑃в 𝑛к 𝑇в = 𝑇𝑎 × ( ) ,К 𝑃𝑎 (1.10) де nk = 1,6 – показник політропи стиску повітря в нагнітачі; 1,6−1 0,158 1,6 𝑇в = 293 × ( = 344 К ) 0,103 Тиск в кінці впуску: 𝑃𝑑 = (0,85 ÷ 1,1) × 𝑃в , МПа (1.11) 𝑃𝑑 = 0,95 × 0,158 = 0,15 МПа Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 6 Ступінь охолодження повітря: Δ𝑇1 = (30 ÷ 70) = 30 К Коефіцієнт залишкових газів: 𝛾г = 𝛾г = 𝑇в − 𝛥𝑇1 + 𝛥𝑇 𝑃г × 𝑇г 𝜀 × 𝑃𝑑 − 𝑃г (1.12) 344 − 30 + 5 0,152 × = 0,038 700 13 × 0,15 − 0,152 Температура в кінці впуску: 𝑇𝑑 = 𝑇𝑑 = 𝑇в − 𝛥𝑇1 + Δ𝑇 + 𝛾г × 𝑇г ,К 1 + 𝛾г (1.13) 344 − 30 + 5 + 0,038 × 700 = 333,12 К 1 + 0,038 Коефіцієнт наповнення: Фс = Фс = 𝜀 𝑃𝑑 𝑇в − 𝛥𝑇1 × × 𝜀 − 1 𝑃в 𝑇𝑑 (1 + 𝛾г ) (1.14) 13 0,15 344 − 30 × × = 0,934 13 − 1 0,158 333,12(1 + 0,038) Густина заряду на впуску: 𝑃в × 106 𝜌в = , кг/м3 𝑅п × (𝑇в − 𝛥𝑇1 ) (1.15) 0,158 × 106 𝜌в = = 1,753 кг/м3 (344 287 × − 30) де 𝑅п = 287 Дж/кг × К – універсальна газова стала для повітря; Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 7 Параметри процесу газообміну. Показник політропи стиску (Вибираємо по номограмі): 𝑛1 = 1,366 Тиск в кінці стиску: 𝑃с = 𝑃𝑑 × 𝜀 𝑛1 , МПа (1.16) 𝑃с = 0,15 × 131,366 = 4,989 МПа Температура в кінці стиску: 𝑇с = 𝑇𝑑 × 𝜀 𝑛1−1 , К (1.17) 𝑇с = 333,12 × 131,366−1 = 851,73 К Середня мольна теплоємкість повітря: 𝑚𝐶𝑣 ′ = 20,6 + 0,002638 × 𝑇с , кДж/кмоль × К (1.18) 𝑚𝐶𝑣 ′ = 20,6 + 0,002638 × 851,73 = 22,127 кДж/кмоль × К Параметри процесу згоряння. Дійсний коєфіцієнт молекулярної зміни: 𝛽= 𝛽= 𝛽о + 𝛾г 1 + 𝛾г (1.19) 1,031 + 0,038 = 1,03 1 + 0,038 Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих газів при сталому об’ємі: - для 𝑂2 : 𝑚𝐶𝑣𝑂′′2 = 23,723 + 0,00155 × 𝑇𝑧 - для 𝑁2 : 𝑚𝐶𝑣𝑁′′2 = 21,951 + 0,001457 × 𝑇𝑧 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 8 - ′′ для 𝐶𝑂2 : 𝑚𝐶𝑣𝐶𝑂 = 39,123 + 0,003349 × 𝑇𝑧 2 - для 𝐻2 𝑂: 𝑚𝐶𝑣𝐻′′2 𝑂 = 26,67 + 0,004438 × 𝑇𝑧 Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому об’ємі: ′′ ) + 𝑀𝐻2 𝑂 × (𝑚𝐶𝑣𝐻′′2𝑂 ) + кДж 1 𝑀𝐶𝑂2 × (𝑚𝐶𝑣𝐶𝑂 2 𝑚𝐶𝑣 = × К (1.20) [ ], 𝑀2 кмоль +𝑀𝑂2 × (𝑚𝐶𝑣𝑂′′2 ) + 𝑀𝑁2 × (𝑚𝐶𝑣𝑁′′2 ) ′′ Після підстановки одержимо рівняння: 𝑚𝐶𝑣 ′′ = 𝑎 + 𝑏 × 𝑇𝑧 , де 𝑎 = 𝑏= кДж ×К кмоль (1.21) 0,072 × 39,123 + 0,065 × 26,670 + ×( ) = 23,117 1,072 +0,114 × 23,723 + 0,821 × 21,951 1 0,072 × 0,003349 + 0,065 × 0,004438 + ×( ) = 0,0018 1,072 +0,114 × 0,00155 + 0,821 × 0,001457 1 Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому тиску: 𝑚𝐶𝑣 ′′ = 𝑚𝐶𝑣 ′′ + 8,314, кДж ×К кмоль (1.22) Після підстановки одержимо рівняння: де 𝑎 = 23,117 + 8,314 = 31,251 кДж/кмоль × К 𝑏 = 0,0018 Максимальний тиск згоряння: 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝜆 × 𝑃с , МПа (1.23) 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 1,6 × 4,989 = 7,98 МПа Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 9 Максимальна температура процесу згоряння: 𝜉𝑧 × 𝑄н + (𝑚𝐶𝑣 ′ + 8,314 × 𝜆) × 𝑇с = 𝛽(𝑚𝐶 ′′ 𝑝) × 𝑇𝑧 𝑀1 × (1 + 𝛾г ) (1.24) Після підстановки одержимо квадратне рівняння: 𝐴 × 𝑇𝑧2 + 𝐵 × 𝑇𝑧 − 𝐶 = 0 (1.25) де 𝐴 = 𝛽 × 𝑏 = 1,03 × 0,0018 = 0,0018 𝐵 = 𝛽 × 𝑎 = 1,03 × 31,251 = 32,198 𝐶 = 64970 звідки: 𝑇𝑧 = −𝐵 + √𝐵2 + 4 × 𝐴 × 𝐶 ,К 2×𝐴 (1.26) −32,198 + √32,1982 + 4 × 0,0018 × 64970 𝑇𝑧 = = 1828,1 К 2 × 0,0018 Параметри процесу розширення. Ступінь попереднього розширення: 𝜌= 𝜌= 𝛽 × 𝑇𝑧 𝜆 × 𝑇с (1.27) 1,03 × 1828,1 = 1,382 1,6 × 851,73 Ступінь подальшого розширення: 𝛿= 𝜀 𝜌 (1.28) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 10 𝛿= 13 = 9,406 1,382 Середній показник політропи розширення (Визначаємо за номограмою): 𝑛2 = 1,25 Тиск в кінці розширення: 𝑃в = 𝑃в = 𝑃𝑚𝑎𝑥 , МПа 𝛿 𝑛2 (1.29) 7,98 = 0,484 МПа 9,4061,25 Температура в кінці розширення: 𝑇в = 𝑇в = 𝑇𝑧 𝛿 𝑛2−1 ,К (1.30) 1828,1 = 1044 К 9,4061,25−1 Індикаторні показники робочого тіла. Середній теоретичний індикаторний тиск: ′ 𝑃𝑚і = 𝜉 × 𝑃с 𝜆×𝜌 1 × (1 − 𝑛 −1 ) [𝜆 × (𝜌 − 1) + 𝜀−1 𝑛2 − 1 𝛿 2 − 1 × 𝑛1 − 1 × (1 − 1 𝜀 𝑛1−1 )] , МПа (1.31) Середній теоретичний індикаторний тиск (Формула 1.31): Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 11 (1,6 × 1,382) × 0,98 × 4,989 1,25 − 1 ′ 𝑃𝑚і = = 1 1 1 13 − 1 × (1 − × (1 − 1,366−1 ) )− [ ] 9,4061,25−1 1,366 − 1 13 1,6 × (1,382 − 1) + = 1,14 МПа Дійсний середній індикаторний тиск: 𝑃𝑚і = 𝜉 × 𝑃ті′ , МПа (1.32) 𝑃𝑚і = 0,98 × 1,14 = 1,117 МПа Індикаторний ККД: 𝑃𝑚𝑖 × 𝑙о × 𝛼 𝑄н × 𝜌в × Фс × 10−3 𝜂і = 𝜂і = (1.33) 1,117 × 14,33 × 2,1 = 0,483 42500 × 1,753 × 0,934 × 10−3 Питома індикаторна витрата палива: 𝑏і = 𝑏і = 3600 , кг⁄кВт × год 𝑄н × 𝜂і (1.34) 3600 = 0,170 кг/кВт × год 42500 × 0,483 Ефективні показники робочого циклу. Хід поршня двигуна-прототипу: 𝑆пр = 0,34 м Середня швидкість поршня: 𝑉п.ср. = 𝑆пр × 𝑛 м , 30 с (1.35) Середня швидкість поршня (Формула 1.35): Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 12 𝑉п.ср. = 0,34 × 500 = 5,667 м/с 30 Середній тиск механічних втрат: 𝑃м = 0,088 + 0,0118 × 𝑉п.ср. , МПа (1.36) 𝑃м = 0,088 + 0,0118 × 5,667 = 0,156 МПа Середній ефективний тиск: 𝑃𝑚е = 𝑃𝑚і − 𝑃м , МПа (1.37) 𝑃𝑚е = 1,117 − 0,156 = 0,962 МПа Механічний ККД: 𝜂м = 𝜂м = 𝑃𝑚е 𝑃𝑚і (1.38) 0,962 = 0,861 1,117 Ефективний ККД: 𝜂е = 𝜂і × 𝜂м (1.39) 𝜂е = 0,483 × 0,861 = 0,416 Питома ефективна витрата палива: 𝑏е = 𝑏е = 3600 , кг⁄кВт × год 𝑄н × 𝜂е (1.40) 3600 = 0,2036 кг/кВт × год 42500 × 0,416 Годинна витрата палива: В = 𝑏е × 𝑃е , кг год (1.41) В = 0,2036 × 400 = 81,51 кг/год Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 13 Основні розміри циліндра і двигуна. Літраж двигуна: 𝑉𝑠𝑡 = 30 × 𝑧 × 𝑉𝑠𝑡 = 30 × 4 × 𝑃е ,л 𝑃те × 𝑛 (1.42) 400 = 99,845 л 0,962 × 500 Робочий об’эм циліндра: 𝑉𝑠 = 𝑉𝑠 = 𝑉𝑠𝑡 ,л 𝑖 (1.43) 99,845 = 16,641 л 6 Діаметр циліндра двигуна-прототипа: 𝑑пр = 250 мм Хід поршня двигуна-прототипа: 𝑆пр = 340 мм Відношення: 𝑚= 𝑚= 𝑆пр 𝑑пр (1.44) 0,25 = 1,36 0,34 Діаметр циліндра: 𝑑 = 100 × √ 4 × 𝑉𝑠 , мм 𝜋×𝑚 (1.45) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 14 𝑑 = 100 × √ 4 × 16,641 = 249,8 мм 3,14 × 1,36 Хід поршня: 𝑆 = 𝑚 × 𝑑, мм (1.46) 𝑆 = 1,36 × 249,8 = 339,73 мм Уточнені розміри циліндра і двигуна. Діаметр циліндра: 𝑑 = 250 мм Хід поршня: 𝑆 = 340 мм Літраж двигуна: 𝜋 × 𝑑2 × 𝑆 × 𝑖 𝑉𝑠𝑡 = ,л 4 × 106 (1.47) 3,14 × 2502 × 340 × 6 𝑉𝑠𝑡 = = 100,09 л 4 × 106 Ефективна розрахункова потужність двигуна 𝑃ер = 𝑃ер = 𝑃те × 𝑉𝑠𝑡 × 𝑛 , кВт 30 × 𝑧 (1.48) 0,962 × 100,09 × 500 = 401 кВт 30 × 4 Середня потужність двигуна: 𝑃еср = 𝑃ер + 𝑃е , кВт 2 (1.49) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 15 𝑃еср = 401 + 396 = 398,5 кВт 2 Отримана величина 𝑃ер відрізняється від заданої на: ∆𝑃е = ∆𝑃е = |𝑃ер − 𝑃е | × 100, % 𝑃еср (1.50) |401 − 396| × 100 = 1,0% 498,5 Розбіжність заданої та розрахункової потужностей ∆𝑃е менше 5%, отже розрахунок робочого процесу виконаний вірно. 1.2 Розрахунок індикаторної діаграми Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми. Вихідні дані: - Середній індикаторний тиск 𝑃𝑚і = 1,117 МПа - Тиск в кінці впуску 𝑃𝑑 = 0,15 МПа - Показник політропи стиску 𝑛1 = 1,366 - Ступінь стиску 𝜀 = 13 - Максимальний тиск в циліндрі 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 7,98 МПа - Показник політропи розширення 𝑛2 = 1,25 - Cтупінь попереднього розширення 𝜌 = 1,382 - Mасштаб по вісі стиску 𝑚𝑝 = 0,04 МПа мм Розрахунок лінії стиску виконуємо по формулі: 𝑃𝑑 × 𝜀 𝑛1 𝑃ст = , МПа (𝑉 ⁄𝑉𝑐 )𝑛1 (1.51) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 16 Розрахунок лінії розширення виконуємо по формулі: 𝑃𝑚𝑎𝑥 × 𝜌𝑛2 𝑃роз = , МПа 𝑛 (𝑉⁄𝑉𝑐 ) 2 (1.52) Результати розрахунків приведені в таблиці1.1 Таблиця 1.1 Результати розрахунку індикаторної діаграми. Pст, МПа Pст, мм Pроз, МПа Pроз, мм 1 4,989 122,45 - - 1,25 3,678 91,95 - - 1,382 3,213 80,32 7,980 199,2 1,5 2,867 71,67 7,203 180,07 1,75 2,323 58,07 5,941 148,52 2 1,936 48,4 5,027 125,67 3 1,112 27,8 3,028 75,7 4 0,751 18,77 2,114 52,85 5 0,554 13,85 1,599 39,97 6 0,432 10,57 1,273 31,82 7 0,349 8,72 1,050 26,25 8 0,290 7,25 0,888 22,2 9 0,248 6,2 0,767 19,17 10 0,215 5,37 0,672 16,8 11 0,188 4,7 0,597 14,92 12 0,167 4,17 0,535 13,37 13 0,150 3,75 0,484 12,1 V/Vc Об’єм камери згоряння: 𝑉с = 𝑉𝑠 , мм 𝜀−1 (1.53) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 17 𝑉с = 240 = 20 мм 13 − 1 де 𝑉𝑠 = [𝐴𝐵] = 240 мм − приведений робочий об′єм; Визначаємо середній індикаторний тиск по діаграмі: д 𝑃𝑚і = 𝐴д × 𝑚р , МПа [𝐴𝐵] (1.54) де 𝐴д = 6455 мм2 – площа індикаторної діаграми, мм2 ; [𝐴𝐵] = 240 мм – відстань від ВМТ до НМТ по діаграмі, мм; [𝐴𝐵] = 240 мм д 𝑃𝑚і = 6455 × 0,04 = 1,076 МПа 240 Знаходимо похибку середнього індикаторного тиску: ∆𝑃𝑚і = д |𝑃𝑚і − 𝑃𝑚і | ср 𝑃𝑚і × 100, % (1.55) ср де 𝑃𝑚і - середній індикаторний тиск; д 𝑃𝑚і + 𝑃𝑚і ср 𝑃𝑚і = , МПа 2 𝑃𝑚і = 1.117 + 1,076 = 1,0965 МПа 2 ∆𝑃𝑚і = |1.117 − 1,076| × 100 = 3,7% 1,0965 ср (1.56) Похибка не перевищує 5%. Розрахунок дійсної індикаторної діаграми. 𝐶 ′ , до ВМТ – точка подачі палива; 𝑓, до ВМТ – точка початку згорання палива; Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 18 ∆𝜑2 , після ВМТ – точка після ВМТ де тиск максимальний; 𝑏 ′ , після ВМТ – точка відкриття випускного клапана; 𝑟 ′ , до ВМТ – точка відкриття впускного клапана; 𝑟 ′′ , після ВМТ – точка закриття випускного клапана; 𝑑 ′ , до ВМТ – точка закриття впускного клапана. Вихідні дані: - кривошипно-шатунне відношення 𝜆𝐿 = 0,25 - відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі [𝐴𝐵] = 240 мм - кут затримки згорання ∆𝜑1 = 4о - тиск залишкових газів 𝑃г = 0,152 МПа - масштаб тиску 𝑚р = 0,04 МПа/мм - хід поршня 𝑆 = 340 мм - тиск в кінці стиску 𝑃с = 4,989 МПа - максимальний тиск 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 7,98 МПа Таблиця 1.2 Розрахунок дійсної індикаторної діаграми Позначка точки 𝜑 о , пкв Положення точки відносно ВМТ 𝜑 о , пкв 𝐶 ′ , до ВМТ 𝑓, до ВМТ ∆𝜑2 , після ВМТ 𝑏 ′ , після ВМТ 𝑟 ′ , до ВМТ 𝑟 ′′ , після ВМТ 𝑑 ′ , до ВМТ 14 10 15 130 70 50 150 Постійна 𝑋 = (1 − cos 𝜑) + 𝜆𝐿 + × (1 4 − 𝑐𝑜𝑠2𝜑) 0,037 0,019 0,042 1,716 0,768 0,43 1,897 Відстань від ВМТ до точки 𝑋 × [𝐴𝐵] , мм 2 4,4 2,2 5,1 205,94 92,2 51,6 226,3 Визначаємо ординату точки «r»: 𝑟= 𝑃г , мм 𝑚𝑝 (1.57) Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 19 0,152 = 3,234 мм 0,047 𝑟= Дійсний тиск газів в ВМТ: 𝑃с′′ = (1,15 ÷ 1,25) × 𝑃с , МПа (1.58) 𝑃с′′ = 1,15 × 4,989 = 5,737 МПа де 1,15 – число з інтервалу; 𝑃с′′ = 𝑃с′′ , мм 𝑚р (1.59) 5,737 = 143,43 мм 0,04 𝑃с′′ = Максимальний тиск згоряння: 𝑃𝑧𝑑 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 7,98 МПа 𝑃𝑧𝑑 = 𝑃𝑧𝑑 = 𝑃𝑧𝑑 , мм 𝑚р (1.60) 7,98 = 199,5 мм 0,04 Поправка Брікса: 𝑂𝑂′ = 𝑅 × 𝜆𝐿 , мм 2 (1.61) 𝑆 Де 𝑅 = , мм – радіус кривошипа; 2 340 = 170 мм 2 170 × 0,25 𝑂𝑂′ = = 21,25 мм 2 𝑅= (1.62) Масштаб переміщення: 𝑀𝑠 = 𝑀𝑠 = 𝑆 [𝐴𝐵] (1.63) 340 = 1,417 мм 240 Поправка Брікса в масштабі переміщення : Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 20 𝑂𝑂′ 𝑂𝑂1 = , мм 𝑀𝑠 𝑂𝑂1 = 21 = 14,789 мм 1,417 (1.64) На основі розрахованих даних будуємо теоретичну та дійсну індикаторні діаграми, які зображенні на рисунку 1 та розгорнуту дійсну індикаторну діаграму – на рисунку 2. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 21 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна й прототипу Таблиця 1.3 Порівняльна таблиця ефективних показників двигунів Назва Позначення Проектований Двигундвигун прототип Ефективна потужність, кВт Pe 401 345 Частота обертання n 500 500 Pmax 7,98 7,5 Тиск наддуву, МПа Pb 0,158 0,143 Діаметр поршня, мм d 250 250 Хід поршня, мм S 340 340 Число циліндрів i 6 6 Ступінь стиску ε 13 12,5 Питома ефективна витрата палива, кг⁄кВт × год be 0,2036 211±11 колінчастого валу, хв-1 Максимальний тиск згоряння, МПа Ефективну потужність, максимальний тиск згоряння двигуна підвищено за рахунок підвищення значень ступеня стиску і тиску наддуву. Значення питомої ефективної витрати палива менші від значень двигунапрототипу. Зменшення значень відбулось за рахунок вибору більш ефективних значень показників, які впливають на питому витрату палива. Значення частоти обертання, діаметра циліндру, ходу поршня та числа циліндрів залишилися як і у двигуна-прототипа. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 24 1.4 Динамічний розрахунок двигуна На деталі КШМ діють: - сили тиску газів: - 𝜋𝑑 2 𝐹г = Рц × ,𝐻 4 сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально: 𝐹𝑢 = −𝑚𝑠 𝑟𝜔2 (𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝜆𝐿 𝑐𝑜𝑠2𝜑), 𝐻 - - (1.65) (1.66) сумарна сила (дійсна): нормальна сила: радіальна сила: 𝐹𝑑 = 𝐹г ± 𝐹𝑢 , 𝐻 (1.67) 𝐹𝑛 = 𝐹𝑑 × 𝑡𝑔𝛽, 𝐻 (1.68) 𝐹𝑟 = 𝐹𝑑 cos (𝜑 + 𝛽) ,𝐻 𝑐𝑜𝑠𝛽 (1.69) 𝐹𝐾 = 𝐹𝑑 sin (𝜑 + 𝛽) ,𝐻 𝑐𝑜𝑠𝛽 (1.70) дотична сила: Вихідні дані: - діаметр поршня d = 0,25м - частота обертання колінчастого валу n = 500 хв-1 - максимальний тиск циклу Pmax = 7980 кПа - кривошипно-шатунне відношення λL= 0,25 - масштаб індикаторної діаграми mp = 40 кПа/мм - маса деталей, що рухаються ms= 79,5 кг - радіус кривошипа r = 0,170 м - кутова швидкість ω = 52,3 с-1 - масштаб сил mf = 2 кН/мм - площа поршня A= 0,049 м2 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 25 Таблиця 1.4 Результати динамічного розрахунку φо Рц Fг Fи Fd Fn Fr Fk Fг Fи Fd Fn Fr Fk пкв мм кПа кПа кПа кПа кПа кПа мм мм мм мм мм мм 0 3 0,91 -46,26 -45,35 0 -45,35 0 0,4 -23,1 -22,6 0 -22,6 0 30 3 0,91 -36,68 -35,76 -4,50 -28,72 -21,78 0,4 -18,3 -17 -2,2 -14,3 -10,8 60 3 0,91 -13,88 -12,96 -2,87 -3,99 -12,66 0,4 -6,9 -6,4 -1,4 -1,9 -6,3 90 3 0,91 9,25 10,17 2,62 -2,62 10,17 0,4 4,6 5.7 1,3 -1,3 5 120 3 0,91 23,13 24,05 5,33 -16,64 18,16 0,4 11,5 12 2,6 -8,3 9 150 4 2,87 27,42 30,30 3,81 -28,15 11,84 1,4 13,7 15,1 1,9 -14 5,9 180 4 2,87 27,76 30,64 13,8 15,3 0 -15,3 0 210 4 2,87 27,42 30,30 -3,81 -28,15 -11,84 1,4 13,7 15,1 -1,9 -14 -5,9 240 5 4,84 23,13 27,97 -6,20 -19,36 -21,12 2,4 11,5 13,9 -3,1 -9,6 -10,5 270 8 10,73 9,25 19,98 -5,15 -5,15 -19,98 5,3 4,6 9,9 -2,5 -2,5 -9,9 300 16 26,43 -13,88 12,54 -2,78 -6,9 6,2 -1,3 1,9 -6,1 330 51 95,11 -36,68 58,43 -7,36 46,92 -35,59 47,5 -18,3 29,2 -3,6 23,4 -17,7 360 143 275,66 -46,26 229,39 114,7 375 199 385,56 -43,76 341,8 22,16 324,41 109,87 192,7 -21,8 170,9 11 390 129 248,19 -36,68 211,5 26,64 169,84 128,83 124 -18,3 105,7 13,3 84,9 64,4 420 46 85,30 -13,88 71,42 15,83 21,99 69,77 42,6 -6,9 35,7 7,9 10,9 34,8 450 23 40,16 9,25 49,42 12,76 -12,76 49,42 4,6 24,7 6,3 -6,3 24,7 480 16 26,43 23,13 49,56 10,99 -34,30 37,42 13,2 11,5 24,7 5,4 -17,1 18,7 510 12 18,58 27,42 46,01 5,79 -42,74 17,98 9,2 13,7 23 2,8 -21,3 8,9 540 8 10,73 27,76 38,49 13,8 19,2 0 -19,2 0 570 4 2,87 27,42 30,30 -3,81 -28,15 -11,84 1,4 13,7 15,1 -1,9 -14 -5,9 600 4 2,87 23,13 26,01 -5,76 -18,00 -19,64 1,4 11,5 13 -2,8 -9 -9,8 630 3 0,91 9,25 10,17 -2,62 -2,62 -10,17 0,4 4,6 5 -1,3 -1,3 -5 660 3 0,91 -13,88 -12,96 2,87 -6,9 -6,4 1,4 -1,9 6,3 690 3 0,91 -36,68 -35,76 4,50 -28,72 21,78 0,4 -18,3 -17,8 2,2 -14,3 10,8 720 3 0,91 -46,26 -45,35 -23,1 -22,6 -22,6 0 0 0 0 -30,64 0 1,4 3,86 -12,26 13,2 229,39 -38,49 0 0 137,8 -23,1 114,7 0 20 5,3 -3,99 12,66 0,4 -45,35 0 0,4 0 0 162,2 54,9 0 Графіки сил, які діють на КШМ зображені на рисунку 3 та на рисунку 4. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 26 1.5 Розробка конструкції розподілювача повітря 1.5.1 Призначення, описування та обґрунтування розподілювача повітря Завданя пускової системи полягає в розкрученні колінчастого валу двигуна до обертів, при яких знячення тиску та температури повітря в циліндрах достатньє для спалаху палива, що впорскується в камеру згорання. Пуск суднових дизелів здійснюється за допомогою стисненого повітря, шляхом подачі його в циліндри на такті розширення згідно з порядком роботи циліндрів двигуна. Системи пуску стисненим повітрям бувають: механічні, повнопоточні і неповнопоточні. В механічних системах пуску управління відкритям і закриттям пускових клапанів здійснюється розподільчим валом, а в повнопоточних і неповнопоточних системах – розподілювачами повітря, які приводяться від гозорозподільчого валу. Повнопоточні системи пуску характеризуються тим, що весь потік стисненого повітря, яке поступає від головного пускового клапану, проходить через розподілювач повітря, відкриває пусковий клапан та надходить в циліндр. На відміну від повнопоточної системи, неповнопоточна система пуску має два повітря – пускове повітря і управляюче повітря. Управляюче повітря надходить до повітророзподільника, з відки потрапляє через трубопроводи до відповідного пускового клапана і відкриває його, а пускове повітря по відкритому клапану поступає в циліндр. Розподілювачі повітря бувають двух типів: дискові і золотникові. Розподілювач золотникового типу представляє собою корпус, в якому розміщені притерті до нього золотники, які рухаються в радіальному Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 29 напрямку. Золотники притискаються стисненим повітрям до пускового кулака з сигментним зрізом, який визначає тривалість відкриття пускового клапану. В корпусі розподілювача виконують отвори подачі повітря на пускові клапани та отвори, з’єднуючі робочу порожнину з атмосферою. 1.5.2 Розрахунок розподілювача повітря Діаметр отвору подачі повітря до пускового клапана: 𝐷1 = (0,02 ÷ 0,03)𝐷п , мм (1.71) де Dп = 250 мм – діамерт поршня двигуна; 𝐷1 = 0,03 × 250 = 7,5 мм Приймаємо 𝐷1 = 8 мм. Діаметр отвору подачі повітря до розподілювача повітря: 𝐷2 = (1,5 ÷ 1,7)𝐷1 , мм (1.72) 𝐷2 = 1,625 × 8 = 13 мм Ширина площини притерання диска до корпуса розподілювача: 𝐿 = 2 × 𝐷1 , мм (1.73) 𝐿 = 2 × 8 = 16 мм Щоб підібрати пружину стиску необхідно розрахувати силу від тиску повітря ( Fп ), яка буде діяти на диск при відкритті головного пускового клапана. Сила тиску повітря, яка діє на диск при відкритті головного пускового клапана: 𝜋𝐷д2 𝐹п = 𝑃п × , кН 4 × 103 (1.74) де 𝑃п = 3 МПа – тиск повітря в пусковій магістралі; Dд = 120 мм – діаметр диска розподільника; 3,14 × 1202 𝐹п = 3 × = 33,912 кН 4 × 1000 Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 30 Виходячи з розрахунку сили 𝐹п конструктивно приймаємо пружину стиску, яка має такі параметри: - зовнішній діаметр D1 = 29 мм - діаметр проволки d = 4 мм - середній діаметр D = 25 мм - внутрішній діамерт D2 = 21 мм - матеріал проволки по ГОСТ 14959-79 ст 51ХФА - кількість робочих витків n=6 - загальна кількість витків n 1= 8 - крок P = 5,7 мм - довжина пружини без навантаження L0 = 40 мм Розраховуємо жорткість пружини: 𝐺𝑑 4 𝐶= , Н/мм 8 × 𝐷3 𝑛 (1.75) де 𝐺 = 7,85 × 104 Мпа – модуль зсуву для пружинної сталі; 78500 × 44 𝐶= = 26,8 Н/мм 8 × 253 × 6 Сила пружини при попередній деформації: 𝐹1 = (𝐿0 − 𝐿1 ) × 𝐶, Н (1.76) де 𝐿1 = 37 мм – довжина пружини при попередньому затягуванні; 𝐹1 = (40 − 37) × 26,8 = 80,4 Н Сила пружини при робочій деформації: 𝐹2 = (𝐿0 − 𝐿2 ) × 𝐶, Н (1.77) де 𝐿2 = 36 мм – довжина пружини при робочій деформації; 𝐹2 = (40 − 36) × 26,8 = 107,2 Н Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 31 1.5.3 Пропозиції по удосконаленню розподілювача повітря Розподілювач повітря золотникового типу, що встановлюється на двигуні-прототипі має досить складу конструкцію. Щоб забезпечити ущільнення порожнин, в яких проходить повітря під тиском, шість золотників розподілювача притирають до відповідних втулок, розміщених в корпусі розподілювача. Даний процес притирання золотників робить менш технологічним і більш затратним процес виготовлення розподілювача повітря. Тому пропоную встановлювати розподілювач повітря дискового типу. Конструкція даного типу більш технологічна у виробництві та складанні. Перевага полягає у тому, що розподілювачі повітря дискового типу мають тільки одну деталь – диск з виконаними в ньому отворами і канавками, який необхідно притерти. Даний тип конструкції має ряд переваг над золотниковим: більш простіша конструкція, вища технологічність, надійність в експлуатації, менші витрати на виготовлення. Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 32 Рис. 1 Графіки сили газів, інерції та дійсної ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 27 Рис. 2 Графіки нормальної, дотичної та радіальної сили ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 28 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 розподілювача повітря обране наступне обладнання та інструмент. В першу чергу на дільниці повинен бути верстак, на якому буде виконуватись безпосередньо складання розподілювача повітря, верстат для притирання і стенд для пневмовипробування. Для продувки деталей використовуємо стиснуте повітря із заводської системи. Для зберігання інструментів, креслень, техпроцесів на дільниці установлюємо шафу. Для складання готових виробів можна обладнати дільницю одноярусним стилажем. 2.2 Визначення технічної норми часу Розрахунок штучного часу в умовах серійного виробництва вираховується згідно формули: 𝑇шт = ∑ Топ ∙ (1 + аобс + аоп ) , хв 100 (2.1) де Топ – оперативний час на операцію, хв.; аобс = 4% – відсоток часу від оперативного на обслуговування робочого місця; аоп =3% – відсоток часу від оперативного на особисті потреби; Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 33 Визначимо штучний час на кожну окрему операцію складання розподілювача повітря: - Підготовча операція 005: 𝑇005 = 9,5 × (1 + - Операція притирання 010: 𝑇010 = 19 × (1 + - 4+3 ) = 20 хв 100 Складальна операція 015: 𝑇015 = 14 × (1 + - 4+3 ) = 10 хв 100 4+3 ) = 15 хв 100 Пневмовипробування 020: 𝑇020 = 14 × (1 + 4+3 ) = 15 хв 100 Визначаємо загальний штучний час на складання: 𝑇шт = 𝑇005 + 𝑇010 + 𝑇015 + 𝑇020 , хв (2.2) 𝑇шт = 10 + 20 + 15 + 15 = 60 хв Арк. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 34 3 ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ 3.1 Визначення потрібної кількості о працюючих і площі дільниці Необхідну кількість робочих місць визначаємо: Ср = 𝑁 × 𝑇шт , роб. місць 60 × Феф (3.1) де N = 2100 шт. – річна программа випуску, шт.; Т005 = 10 хв – штучний час на підготовчу операцію; Т010 = 20 хв – штучний час на операцію притирання; Т015 = 15 хв – штучний час на складальну операцію; Т020 = 15 хв – штучний час на пневмовипробування; Феф – ефективний фонд часу роботи робочого місця протягом року. Феф = ( Дз − В − С) × Д × З × (1 −  100 ) , годин (3.2) де Дз = 365 дн. – кількість календарних днів у поточному році; В = 104 дн. – вихідні дні у 2025 році; С = 0 святкові дні (у період дії воєнного стану святкових днів в Україні немає); Д = 8 год. – тривалість зміни в годинах; З = 1 – кількість змін роботи на добу;  = 3% – відсоток втрат часу на регламентовані перерви. Феф = ( 365 − 104 − 0) × 8 × 1 × (1 − 3 ) = 2025,36 годин 100 Ср005 = 2100 × 10 = 0,17 роб. місць 60 × 2025,36 Ср010 = 2100 × 20 = 0,34 роб. місць 60 × 2025,36 ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 35 Необхідна кількість робочих місць (Формула 3.1): Ср015 = 2100 × 15 = 0,25 роб. місць 60 × 2025,36 Ср020 = 2100 × 15 = 0,25 роб. місць 60 × 2025,36 Для виконання операцій 005, 010, 015, 020, потрібне одне робоче місце. Визначаємо коефіцієнт завантаження робочого місця: Кз = 0,17 + 0,34 + 0,25 + 0,25 = 1,0 Розрахунок чисельності основних виробничих працівників: 𝑅𝑂1 = 𝑁 × ∑𝑇шт , чол. 60 × Феф × Кв (3.3) де Кв =1,02 – коефіцієнт виконання норми. 𝑅𝑂1 = На операції 2100 × 60 = 1,0 чол. 60 × 2025,36 × 1,02 005, 010, 015, 020 приймаємо одного робітника. Керівників, службовців і допоміжних робітників на дільниці немає. Зведена відомість працюючих на дільниці складання розподілювача повітря наведено в таблиці 3.1. Таблиця 3.1 Зведена відомість працюючих на дільниці складання розподілювача повітря Категорія працюючих Кількість, чол. Основні робітники Допоміжні робітники Керівники Всього По змінам 1 2 1 1 - В % від чисельності основних робітників 100 В % від загальної кількості - - - - - 1 1 - - 100 ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 100 Арк. 36 Виробничу площу для виконання складальних робіт визначимо по формулі: Авир. = 𝑅 × Кп , м2 (3.4) де R = 1 – чисельність робочих місць; Кп = 12 – питома площа на одне робоче місце. Авир. = 1 × 12 = 12 м2 Площа складання продукції включена у виробничу площу дільниці і складає Аск= 1,36 м2; Загальна площа дільниці: Аз = Авир. = 12 м2 Об’єм будови дільниці визначаємо по формулі: 𝑉б = Аз × ℎ, м3 (3.5) Де h = 8 м – висота будови дільниці складання; 𝑉б = 12 × 8 = 96 м3 ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 37 4 ОРГАНІЗАЦІЯ ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ НА ДІЛЬНИЦІ СКЛАДАННЯ 4.1 Техніка безпеки та протипожежний захист на дільниці складання Заходи з техніки безпеки на дільниці складання розподілювача повітря 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 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; - 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. Заходи з протипожежного захисту на дільниці складання розподілювача повітря також можливо розділити на організаційні та технічні. Організаційні заходи: навчання робітників дільниці правилам пожежної безпеки, проведення лекцій, бесід, друкування необхідних інструкцій, обладнання дільниці плакатами. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 38 З технічних заходів на дільниці потрібні: - обладнати складальний цех протипожежними щитами, які потрібно укомплектувати згідно вимог; - поряд з протипожежним щитом повинен знаходитися ящик з піском для тушіння вогню та 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 (4.1) де Е = 200лк - необхідна освітленість горизонтальної площини, відповідно до галузевих норм проектування штучного освітлення основних цехів промислових підприємств ВСН 196-83; А = 12 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 [8] для ламп ЛДЦ 40 – 4; n = 2 - кількість ламп в одному світильнику; Z = 1,1 коефіцієнт нерівномірності освітлення; ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 39 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) (4.2) де L = 4м – довжина дільниці складання; В = 3м – 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 = 4м – відстань від стелі до світильника. h =8 – 0,8 – 4 = 3,2м 𝑖= 4⋅3 = 0,53 3,2 ⋅ (4+3) Коефіцієнти відбивання стелі – 70%, стін – 30%, підлоги – 10% приймаємо згідно [8] Виходячи із значень коефіцієнтів та індексу приміщення U = 0,29 згідно таблиці 5 [8]. 𝑁= 200 ⋅ 1,3 ⋅ 12 ⋅ 1,1 = 2,9шт. 1995 ⋅ 0,29 ⋅ 2 Згідно розрахунку приймаємо на дільниці складання три світильникі з лампами ЛДЦ 40 – 4. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 40 ВСП ПФК НУК 133.431.23.18 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 44 ЛІТЕРАТУРА 1. 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. – 40с. 2. Методичні вказівки до виконання практичної роботи «Розрахунок та побудова індикаторної діаграми». Склав викладач Доценко С.М. – Первомайськ: ПК, 2000. – 24 с. 3. Коваленко І.М Конструкція та динаміка ДВЗ. Методичні вказівки до виконання динамічного розрахунку кривошипно-шатунного механізму. – Первомайськ, 2013. – 43 с. 4. Бельський Ф.В. Методичні вказівки до виконання технологічного розділу дипломного проекту з спеціальності 5.0505306 «Виробництво двигунів». – Первомайськ, 2012. – 15 с. 5. Русак О.Н. Справочная книга по охране труда в машиностроении. – Л.: Машиностроение, 1989. – 268 с. 6. 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. 7. Сологуб Н.В. Економіка, організація і планування виробництва ДВЗ. Методичні вказівки до виконання курсової роботи. –П, 2008. – 28 с. 8. Бельска М.В. Методичні вказівки до виконання розділу дипломного проекту «Організація охорони праці та протипожежний захист» для студентів спеціальності 5.05050306-«Виробництво двигунів». –Первомайськ .2013- 20 с. ВСП ПФК НУК 133.431.25.15 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 41