Пособие А.И. Кудрина

2.6На АТП монтируют тяговый тросовый конвейер для трехпостовой линии ТО-2 автомобилей КамАЗ-5320. Имеется редуктор червячный с передаточным числом 40 и выходным моментом 20 кН∙м. Можно ли его использовать для конвейера?

2.7На трехпостовой линии ТО-2 автомобилей ЗИЛ-431410 цепной несущий конвейер переделывают на несущий пластинчатый. Можно ли использовать прежний электродвигатель, если скорость конвейера можно уменьшить не более чем на 15%.

2.8Несущий пластинчатый конвейер четырехпостовой линии ТО-1 автомобилей ГАЗ-3102 с продольным расположением автомобилей переделали на такой же конвейер с поперечным расположением автомобилей. Изменится ли мощность приводного двигателя?

2.9Можно ли использовать основные агрегаты приводной станции тягового цепного конвейера трехпостовой линии ежедневного обслуживания автомобилей КамАЗ-5320 для тягового цепного конвейера трехпостовой линии ТО-1 автомобилей ГАЗ-3307?

2.10Какие мероприятия необходимо провести в процессе реконструкции тягового тросового конвейера, чтобы существенно уменьшить мощность электродвигателя приводной станции?

3.Гайковерты

3.1В инерционно-ударном гайковерте для гаек М18х1,5 длину вала ключа увеличили в 2 раза. Какие гайки можно будет заворачивать гайковертом после такой переделки?

3.2В инерционно-ударном гайковерте для гаек М16х1,5 лопнул маховик, имеющий форму кольца с наружным радиусом 0,2 м. Ширина кольца равна толщине кольца. Механик ОГМ предлагает заменить кольцеобразный маховик на сплошной. Определить размеры нового маховика. Как изменится его масса? Радиус маховика оставить прежним.

3.3Имеется червячный редуктор с передаточным числом 25 и выходным крутящим моментом 40 Н∙м. Можно ли использовать этот редуктор для электромеханического гайковерта? Каких размеров гайку можно будет завернуть с помощью этого гайковерта?

3.4Инерционно-ударный гайковерт (гайка М14х1,5) реконструировали, заменив кулачковую муфту на фрикционную дисковую с временем включения 0,5 с. Изменится ли от этой замены крутящий момент гайковерта?

3.5Электромеханический гайковерт непосредственного действия (резьба М20х2,5) переделывают под резьбу М30х2. Можно ли использовать прежний электродвигатель, если параметры редуктора гайковерта остались прежними?

3.6Гайковерт инерционно-ударного действия (резьба М14х1,5) необходимо переделать под резьбу М20х2. Какие изменения следует внести

вконструкцию гайковерта?

3.7В процессе транспортировки был утерян маховик инерционно - ударного гайковерта (гайка М12х1). Имеется маховик в виде диска диаметром 250 мм, толщиной 30 мм. Можно ли его использовать в гайковерте?

3.8Рационализатор ОГМ для упрощения конструкции ударноинерционного гайковерта (гайка М20х1.5) и уменьшения размеров маховика предлагает насадить маховик на вал электродвигателя, увеличив тем самым его частоту вращения с 350 об/мин до 1500 об/мин. Механик ОГМ утверждает, что при такой переделке параметры гайковерта сильно изменятся и он, вероятно, не будет работать. Кто из них прав и почему?

3.9Если маховик гайковерта инерционно-ударного действия изготовить из материала с большой плотностью, можно уменьшить его габариты. Рассчитать, выгодна ли эта замена с экономической точки зрения. В расчете принять следующие исходные данные: размер гайки М16х1,5; маховик

изготовлен из стали (1 вариант) и из свинца (2 вариант); плотность стали и свинца соответственно 7800 и 11400 кг/м3; стоимость стали и свинца соответственно 0,8 и 5 руб/кг; маховик выполнен в виде сплошного диска толщиной 40 мм.

3.10С помощью электромеханического гайковерта непосредственного действия завернули гайку М30х2. Можно ли с помощью этого же гайковерта отвернуть эту гайку? Ответ обосновать.

4.Домкраты и подъемники

4.1Винтовой домкрат грузоподъемностью 50 кН и ходом винта 200 мм решили использовать на посту замены колес, удлинив винт до 600 мм. Будет ли работать домкрат с винтом такой длины?

4.2В винтовом домкрате грузоподъемностью 40 кН износилась бронзовая гайка. Как изменятся параметры домкрата, если гайку изготовить из серого чугуна?

4.3Имеется пруток из материала «Сталь 20» диаметром 16 мм. Можно ли использовать в качестве рукоятки для винтового домкрата грузоподъемностью 50 кН?

4.4Водитель после болезни может развивать усилие на рукоятке домкрата не более 200 кН. Сможет ли он заменить передние колеса автомобиля ЗИЛ431410 пользуясь винтовым домкратом грузоподъемностью 50 кН и монтировкой (в качестве рукоятки) длиной 0,4 м?

4.5В двухстоечном электромеханическом подъемнике грузоподъемностью 100 кН износился грузовой винт. Можно ли для его изготовления использовать заготовку из материала «Сталь 45» диаметром 40 мм?

4.6В двухстоечном электромеханическом подъемнике грузоподъемностью 100 кН и скоростью подъема 1,5 м/мин сгорел электродвигатель. Имеется электродвигатель мощностью 3,5 кВт при 1500 об/мин. Можно ли использовать его в подъемнике?

4.7В гидравлическом домкрате грузоподъемностью 50 кН деформировался

шток. Можно ли для его изготовления использовать стальную заготовку диаметром 55 мм?

4.8Рассчитать какое давление развивается во внутренней полости гидравлического домкрата грузоподъемностью 75 кН?

4.9Можно ли в качестве рукоятки гидравлического домкрата грузоподъемностью 60 кН использовать монтировку из материала «Сталь 45» диаметром 15 мм и длиной 0,5 м?

4.10В гидравлическом одноплунжерном подъемнике грузоподъемностью 100 кН и скоростью подъема 2 м/мин сгорел электродвигатель насоса. Можно ли вместо сгоревшего установить электродвигатель мощностью 1,2 кВт?

4.11Предприятие изготавливает собственными силами одностоечный

гидравлический подъемник грузоподъемностью 75 кН со скоростью подъема 1,8 м/мин. Имеется насос производительностью 0,03 м3/с. Можно ли использовать его в подъемнике?

4.12Рассчитать давление, развиваемое в нагнетательной магистрали одноплунжерного подъемника грузоподъемностью 150 кН.

4.13Имеется масляный бак с размерами 0,8х0,6х1,2 м. Можно ли его использовать в одноплунжерном гидроподъемнике грузоподъемностью 100 кН и высотой подъема 2 м?

4.14В цилиндре одноплунжерного гидроподъемника грузоподъемностью 100 кН появилась трещина. Предлагается закрыть ее заглушкой с резьбой М12х0,75 Выдержит ли резьба заглушки давление в цилиндре?

4.15Один рабочий поднимает задний мост автомобиля ЗИЛ-431410 с помощью гидравлического домкрата, а другой – задний мост автомобиля ГАЗ-3102 с помощью винтового домкрата. В каком случае будет затрачена большая работа, если высота подъема одинакова и составляет 0,15 м?

5.Съемники

5.1Рассчитать диаметр винта винтового съемника для выпрессовки бронзовой втулки верхней головки шатуна двигателя внутреннего сгорания. Внутренний диаметр 0,03 м, ее длина 0,04 м, а толщина ее стенки 0,003 м. Наружный диаметр головки шатуна 0,05 м. Посадка втулки – прессовая.

5.2Определить условие запрессовки шарикового подшипника № 307 в отверстие крышки.

5.3Рассчитать диаметр винта, ручку воротка и сечение поперечной планки съемника по рис. 5.8. Усилие выпрессовки изделия 2 кН. Другие исходные данные принять самостоятельно.

5.4Бронзовая втулка длиной 0,06 м с внутренним диаметром 0,02 м запрессована по посадке Н7/r6 в глухое отверстие стальной плиты. Наружный диаметр втулки 0,05 м. Для выпрессовки втулки в ее отверстие заливается масло и вводится плунжер с манжетой. Рассчитать усилие давления на плунжер, необходимое для выпрессовки втулки.

5.5Боек молотка при ударе развивает максимальное усилие 4,5 кН.

Рассчитать, достаточно ли этого усилия запрессовки стального стержня диаметром 0,02 м в стальную плиту на глубину 0,1 м. Номинальный натяг соединения – 25,0 мкм.

5.6Нагретый до +6500С венец моховика толщиной 0,015 м и шириной 0,02

мнадели без зазора на моховик. Какое усилие должен развивать пресс для снятия венца после его охлаждения.

5.7В осевом турбокомпрессоре при максимальной частоте вращения турбины на нее действует сила 250 кН направляемая вдоль оси вращения. Для достижения минимального дисбаланса турбина крепится на валу без дополнительных деталей с помощью посадке Н7/r6. Диаметр вала 0,025 м. Рассчитать длину ступице, при которой гарантируется неподвижность соединения с трех кратным запасом.

5.8Тормозной барабан автомобиля центрируется на ступице с помощью посадки Н7/р6. Для снятия барабана предлагается использовать два болта, которые заворачиваются в резьбовые отверстия барабана и упираются во фланец ступицы. Рассчитать диаметр и шаг резьбы болтов, если известно, что барабан чугунный, посадочный диаметр 0,06 м, длина посадки 0,008 м, ступица сплошная, выполненная из стали.

6.Роликовые стенды для диагностирования автомобилей

6.1В стенде проверки мощности двигателей ГАЗ-3102 сгорел электротормоз. На складе имеется тормоз с наибольшим моментом 400 Н∙м

вдиапазоне частот вращения вала 500-2000 об/мин. Можно ли этот тормоз использовать на стенде? Диаметр роликов принять самостоятельно.

6.2Приобретен стенд роликовый. Инструкция отсутствует. Ролики диаметром 318 мм, линейная скорость роликов 4,5 км/ч. Электродвигатель блока роликов стенда имеет мощность 12 кВт. Определить назначение стенда. Какие автомобили можно контролировать на этом стенде?

6.3Предприятие располагает инерционной массой радиусом 0,25 м и шириной 0,15 м. Максимально-допустимая частота вращения массы 3000 об/мин. Можно ли эту массу использовать в стенде проверки мощности автомобиля ГАЗ-3307.

6.4Предприятие располагает двумя инерционными массами радиусом 0,25 м и шириной 0,2 м каждая. Максимально допустимая частота вращения массы 3200 об/мин. Можно ли эти массы использовать при изготовлении инерционного стенда проверки тормозов автомобиля ЗИЛ-431410.

6.5Предложено в стенде проверки мощности автомобилей ВАЗ-2109 использовать колодочный механический тормоз, который имеет внешнюю

характеристику вида М = а + bn, где М – тормозной момент, Н∙м; n – частота вращения вала тормоза, об/мин; а=3; b=4*10-3. Будет ли работать стенд с этим тормозом?

6.6В инерционном стенде для диагностирования автомобилей ГАЗ-3102

по мощностным показателям диаметр роликов увеличили с 240 до 318 мм. Как изменится инерционная масса стенда, если в первом случае ролики были сплошными, а во втором – трубчатые с толщиной стенки 30 мм? Инерционная масса приводится во вращение через ускоряющую передачу с отношением 2:1. Время разгона автомобиля должно оставаться без изменений.

6.7Можно ли вихревой тормоз, используемый для нагружения автомобилей ГАЗ-3307 на стенде проверки мощности, применить в стенде проверки мощности полноприводных автомобилей Урал-4320? В кинематической схеме стенда принято, что колеса средней оси автомобиля опираются на ролики стенда, а под колесами передней и задней осей расположены поддерживающие ролики.

6.8Для повышения метрологических показателей стенда проверки тормозов автомобилей ЗИЛ-431410 силовым методом предложено на поверхности роликов сделать насечку. В результате этого коэффициент сцепления колес с роликами возрастает с 0,55 до 0,75. Будет ли стенд сохранять работоспособность? Если нет, то какие изменения необходимо внести в конструкцию стенда для восстановления работоспособности?

6.9На предприятии собственными силами изготавливают стенд определения мощности по параметрам разгона. Имеется инерционная масса радиусом 0,3 м и шириной 0,12 м. При каких параметрах стенда эту массу можно использовать? Радиус роликов стенда принять 0,15 м; автомобиль ЗИЛ-431410.

6.10В стенде проверки мощности двигателей автомобилей ГАЗ-3102 диаметр роликов изменили с 318 мм до 240 мм. Можно ли в стенде использовать прежний нагружатель?

6.11Можно ли силовой стенд проверки тормозов автомобилей ЗИЛ431410 использовать для диагностирования тормозов автомобилей КамАЗ5320? Если нет, то какие изменения необходимо внести в конструкцию стенда?

6.12В процессе модернизации стенда для контроля тормозов автомобиля ГАЗ-3102 силовым методом произвели следующие изменения: а) покрыли ролики порошком окиси кремния в связке с фенолформальдегидной смолой, вследствие чего коэффициент сцепления колес с роликами возрос с 0,55 до 0,9, а коэффициент трения качения – с 0,03 до 0,05; б) заменили редуктор, что повлекло за собой изменение линейной скорости вращения роликов с 5,5 до 4,5 км/ч. Будет ли работать стенд после такой модернизации?

6.13Рассчитать статические нагрузки на подшипники ролика стенда для контроля автомобилей ГАЗ-3102. Ролики сплошные, диаметром 250 мм. Торможение роликов при выезде автомобиля осуществляется специальным тормозом, связанным с выталкивателем колес. Колодки тормоза имеют фрикционные накладки.

6.14Пневмоподушки подвески автобусов «Икарус» имеют ход 125 мм и внутренний диаметр торцевой части 120 мм. Можно ли эти пневмоподушки использовать в качестве выталкивателей колес автомобилей КамАЗ – 5320

при их выезде с роликового стенда? Выталкиватели объединены конструктивно с тормозами, стопорящими ролики в момент наезда. Допускается в одном выталкивателе использовать не более двух пневмоподушек. Давление в пневмомагистрали стенда составляет 0,7МПа.

6.15 Предприятие, эксплуатирующие автомобили ГАЗ – 3307 приобрело автомобили КамАЗ – 5320. Определить затраты на переделку инерционного стенда проверки тормозов под новые автомобили при следующих расценках: стоимость стали – 0,8 руб./кг; стоимость ремонтных работ – 20 руб./чел. – ч; накладные расходы – 75 %. Трудоемкость работ оценить, руководствуясь собственным опытом. Исходные данные, касающиеся конструкции стенда, принять самостоятельно.

Приложение 2

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Приведенные примеры решения задач иллюстрируют этапы выполнения курсовой работы, отдельные фрагменты которой представлены задачами приложения 1 пособия.

Для экономии места расчетные формулы опущены. Они приведены в основной части пособия, а в настоящем приложении даны толь ссылки на них.

Аналогичные ссылки даны на рисунки и таблицы. В отличии от упомянутых, ссылки на рисунки в приложении. даны в сквозной нумерации.

ПРИМЕР 1.Расчитать струйно – щеточную установку для мойки автомобилей ЗИЛ – 431410. Установка имеет боковые щетки, сверху и снизу

– моющие рамки, одну рамку смачивания и одну рамку ополаскивания. Давление воды в моющих рамках – 1,6 МПа, в рамках смачивания, ополаскивания и в консолях для подвода жидкости к щеткам – 0,1 МПа. Угол между струей и омываемой поверхностью 900. Все насадки распылителей конической формы диаметром 0,004 м. Наибольший диаметр трубопроводов 0,12 м, наименьший – 0,06м.

1.1. Из табл. 1.1 для насадка конической формы коэффициент расхода

0,94, а коэффициент скорости 0,963.

1.2.По формуле (1.5) начальная скорость потока на выходе из насадков моющих рамок

V	XMP	0,963	196 9,8 1,6 53,3

м/с,

а на выходе из насадков рамок смачивания и ополаскивания

VXСО 0,963196 9,8 0,1 13,3 м/с.

1.3. В соответствии с рис. 1.14 среднее расстояние от насадков до

омываемой поверхности

Х 100 450 d	н	300 0,004 1,2

м.

1.4. Площадь сечения струи в момент ее соприкосновения с омываемой поверхностью (1.9)

F 3,14 0,174 1,2 13,4 0,004 2 2 10 2 м2.

х	4
1.5. Площадь отверстие насадка (1.9)

			3,14 0,004	2
	F			1,25 10	5
	н		4

м2.

1.6. Коэффициент аэрации струи

	К	2 10	2		1600.
		1,25 10		5

1.7. Средняя плотность жидкости на расстояние Х от насадка (1.8)

				1000	0,625
		х		1600

кг/м3.

1.8. Гидродинамическое давление (1.3)

Р	х

0,625 53,3	2

1775

Н/м2.

1.9. Максимальная сила сцепления между частицами загрязнений (1.2) со

средним диаметром	D 50 10	6	м.

F		3,14 0,073			1		9168
			6			1
м		2 50 10			0,2

Н/м2.

1.10. Условие удаления загрязнений (1.1)

Рх Fм.

В данном случае это условие не выполняется, так как по расчетам: Рх =

1775 Н/м2, а Fм = 9168 Н/м2.

При заданных условиях задачи для удаления загрязнений можно предусмотреть следующие мероприятия:

1. Уменьшить расстояние Х от насадков до омываемой поверхности с тем,

чтобы увеличить плотность аэрированной жидкости а, следовательно, и гидродинамическое давление;

2.Увеличить средний диаметр частиц загрязнений, допустим, до 200 10 6 м, ухудшив тем самым в допустимых пределах качество мойки;

3.Уменьшить поверхностное натяжение моющей жидкости за счет ее подогрева и применения моющих средств.

В рассмотренном примере используем мероприятия 1 и 2, приняв

Х

250d	н

1

м, а

D 200 10	6

м.

Тогда, после повторных вычислений	по п.п. 1.3. – 1.9.
Рх = 2944 Н/м2, а Fм = 2292 Н/м2, т.е. условие Рх Fм – выполняется.
1.11. Толщина пограничного слоя (1.10) (рис	1.16)

S 0,346	1 10	6	1,0	47 10	6
	0,963 196		9,8 1,6

м.

1.12. Размер зоны действия касательных сил (1.11) (рис.1)

		0,004			0,4		53,3			0,02		1,0		0,03
R														0,18
	0,004 0,56 53,3		6					6
6		1 10					47 10					0,004

м.

1.13. Диаметр моющей зоны (рис.1)

D	м	2R	D,
		6

где

D 0,174Х 13,4dн , м

D	м

2 0,18 0,174 1,0 13,4 0,004 0,48

м.

Так как перекрытие площадей соседних зон должно быть в пределах(0,25 – 0,30) Dм, окончательно

D	м	0,48(1 0,28) 0,346

м.

1.14. Схема моющего узла установки составляется в соответствии с условием задачи (рис.2).

Автомобиль моется струями сверху и снизу. Следовательно, длина:

LPM=2,5 м.

Высота консолей НК для подачи воды к ротационным щеткам ровна высоте автомобиля: НК = 2,4 м.

Рамки смачивания и ополаскивания состоят из двух симметричных половин. Периметр смачиваемой поверхности РСМ равен периметру поперечного сечения автомобиля.

РСМ 2 2,5 2 2,4 9,8 м.

1.15. Число распылителей в моющей рамке

n			L	РМ			2,5	7
	М		D				0,346
					М

шт.

1.16. Число распылителей в консолях

	n			Н
		К		D

К М

		2,4	7
		0,346

шт.

1.17. Число распылителей в каждой рамке смачивания (ополаскивания)

n			Р			9,8	28
			СМ
	СМ		D			0,346
				М

шт.

1.18. Расход воды через моющую рамку (1.6)

			3,14 0,004	2
Q		1,2 7 0,94		196 9,8 1,6 5,21 10	3
	М		4

н

Х

б

м3/с.

Рис.1. Основные параметры струи:

dн – диаметр отверстия насадка; Х – расстояние до омываемой поверхности; S – толщина пограничного слоя; Rб – радиус действия касательных сил; D – диаметр основания конуса струи.

2	4
	3
1	2

5

3	5

Рис.2. Схема моющего узла установки:

1 – Рамка смачивания; 2 – щетка; 3 – рамка моющая; 4 – рамка ополаскивания; 5 – консоль

1.19. Расход воды через консоль

			3,14 0,004	2
Q		1,2 7 0,94		196 9,8 0,1 1,3 10	3
	К		4

м3/с.

1.20. Расход воды через рамки смачивания (ополаскивания)

			3,14 0,004	2
	Q	1,2 28 0,94		196 9,8 0,1 5,3 10	3
	СМ		4

м3/с.

1.21. Общий расход воды

Q 2Q	2Q	2Q	23,6 10	3
M	K	CM

м3/с.

1.22. Гидравлическая схема установки выбирается студентом самостоятельно. Для упрощения расчетов желательно, чтобы моющий узел был гидравлически симметричен. Пример гидравлической схемы показан на рис. 3.

В схеме принято: hв = 2 м; hн = 6 м; d1 = 0,12 м; l1 = 4 м; d2 = 0,12 м; l2 = 22

м; d3 = d4 = 0,06 м; l3 = 3 м; l4 = 1,25 м. Здесь di – диаметр трубопровода на i-

мучастке; li – длина трубопровода на i-м участке.

1.23.Потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений