Повышение эксплуатационной и технической надежности автомобилей на ООО "ИГАТП" (стр. 9 из 15)
1. Максимальная высота подъема воронки - 600 мм.
2. Максимальный вылет устройства - 1150 мм.
3. Угол поворота трапеции - 180 град.
4. Угол наклона воронки во фронтальной плоскости ± 30 град.
5. Минимальный диаметр проходного сечения маслопровода - 26 мм.
6. Емкость накопительного бака - 1000 л.
Данное устройство может использоваться как для слива отработанного масла, так и для промывки агрегатов транспортных средств и гидросистемы.
Принцип работы мобильного устройства для слива масла (см. ЭМ ДП.03.017.000.Д6).
При необходимости слива масла из агрегата транспортного средства автомобиль устанавливается на смотровую канаву. Выполнив все подготовительные работы, слесарь подбирает насадку под сливную пробку обслуживаемого агрегата, извлекает устройство из ниши направляющего желоба, перекатывает тележку к обслуживаемому агрегату, ставит насадку на вороток, незначительно ослабляет затяжку фиксирующих устройств и подводит воронку к сливной пробке, соединив насадку со сливной пробкой, фиксирует положение трапеции, одновременно удерживая воронку в исходном положении, дотягивает гайки фиксирующего устройства, отвинчивает воротком сливную пробку, опускает вороток до упора стопорного кольца воротка. Масло через сливное отверстие агрегата поступает в воронку под действием силы тяжести, далее по гибкому шлангу через поворотную стойку попадает в направляющий желоб, далее по желобу масло поступает в накопительный бак. После прекращения поступления масла в сливную воронку, слесарь с помощью воротка завинчивает сливную пробку, ослабляет фиксирующее устройство и убирает поворотную трапецию в нишу желоба, если отсутствует необходимость слива масла из других агрегатов автомобиля.
Преимуществом данного устройства является то, что обеспечивается возможность передвижения сливного устройства вдоль смотровой канавы с помощью подвижной тележки. За счет шарового шарнира в соединении воронки и поворотной трапеции имеется возможность отвинчивания сливных пробок оси, которых находятся под углом к горизонтальной и вертикальной плоскости, устройство занимает мало места, достаточно простое в эксплуатации и обслуживании.
3.4 Расчет конструкторской разработки
Рассчитываем на прочность наиболее нагруженные части и соединения, для определения надежности и работоспособности конструкции в целом. Принимаем, что трапеция находится в горизонтальном положении, и на неё действует сила Q = 100 H, с учетом неравномерно распределенной массы поворотного устройства 6,1 кг. В таком случае её можно заменить неподвижной балкой. Расчет ведем в наихудшем положении устройства, которое показано на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 – Схема действия сил на устройство, эпюры моментов
Т1` = Т1 sin α, (3.1)
тогда
Т1 = Т1`/ sin α. (3.2)
Для нахождения составляющей Т1` составляем уравнение моментов относительно точки В.
Σ МВ = 0 (3.3)
Q L– T1`H1 = 0, (3.4)
где: Q – наибольший вес маслоуловителя, Q = 100 H;
Н1 – расстояние от ушка до оси крепления обоймы, Н1 = 0,15 м;
T1` – вертикальная составляющая реакции Т1;
T1 – реакция в пружине, Н;
L – максимальный вылет трапеции с маслоуловителем, L = 1,15 м.
T1` = Q l/ H1 (3.5)
T1` = 100×1,15 /0,15 = 766,7 Н.
Т1 = 766,7 / sin 45 = 1084,4 Н.
Для нахождения реакции RB в оси обоймысоставляем уравнение моментов относительно точки C.
Σ МС = 0 (3.6)
Q(l – H1) + RB H1 = 0 (3.7)
RB = - Q(l – H1) / H1 (3.8)
RB = - 100×(1,15 – 0,15) / 0,15 = -666,7 Н.
3.4.1 Расчет обоймы на прочность
Необходимо выполнение условия прочности:
, (3.9)где [σ] – допускаемое напряжение, МПа, [σ] = 120 МПа;
WZ – полярный момент сопротивления, м3;
– максимальный изгибающий момент, Нм.Максимальный изгибающий момент:
(3.10) 
НмПолярный момент сопротивления
(3.11)где d – наружный диаметр обоймы, d = 32,5 мм;
d1 – внутренний диаметр обоймы, d1 = 17,5 мм.
.Тогда
2,02 МПа ≤ 120 МПа
Условие прочности выполняется.
3.4.2 Расчет пружины
Пружина работает в условиях кручения и сдвига. Схема действия сил и крутящих моментов на проволоку пружины показана на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Схема действия сил и крутящих моментов на проволоку пружины
Должно выполняться условие прочности:
(3.12)где
– напряжение на сдвиг, МПа; 
– напряжение на кручение, МПа; 
– максимально допустимое напряжение, МПа.Напряжение на сдвиг определим по формуле:
(3.13)где F – площадь поперечного сечения проволоки пружины, м2.
(3.14)где d – диаметр проволоки пружины, м2.
Напряжение на кручение определим по формуле:
(3.15)где Мк – крутящий момент, Нм;
Wр – полярный момент сопротивления, м3.
Крутящий момент равен
(3.16)где R – радиус пружины, м, R = 0,013 м.
Полярный момент найдем по формуле:
(3.17) 
Напряжение на кручение
(3.18)где
– предел текучести стали, для пружинной стали 
Тогда
.Условие прочности выполняется.
3.4.3 Расчет осей роликов на срез
Чтобы рассчитать диаметр осей роликов, необходимо задаться максимально возможной действующей на них в процессе работы нагрузкой.
Максимальная сила будет действовать на оси в крайнем, (горизонтальном) положении поворотной трапеции и действующей на неё силой.
На рисунке 3.6 изображена схема сил действующих на балку в крайнем положении.
Рисунок 3.6 – Схема сил, действующих на балку в крайнем положении.
Необходимо определить реакцию А действующую на ось в опасном сечении, так называемую перерезывающую силу.
Чтобы определить реакцию А необходимо составить уравнение моментов относительно точки В.
SМ (В) Q · ( а + б ) - А · б = 0(3.19)
А= Р · ( а + б ) / б.
А = (100 · (1,15 + 0,12))/0,12 = 1058,3 Н.
Определим напряжение среза оси ролика.
Напряжение среза определяется по формуле:
τср = Q / F,(3.20)
где Q – действующая внешняя нагрузка, Н;
F – площадь сечения среза, м².
F = π ∙ d2 / 4 ,(3.21)
где d – диаметр среза.
По конструктивным соображениям принимаем ось диаметром 12 мм.
F = 3,14 · 0,012² / 4 =113 · 10-6 м2.
В конструкции необходимо 4 оси, поэтому полученное значение необходимо увеличить в 4 раза.
F = 113 · 10-6 ·4 = 452 ·10-6 м2.
τср = 1058,3 / 452 ·10-6 = 2,34 МПа.
Условие прочности на срез [4];
τср = А / F ≤ [τср],(3.22)
где [τср] - максимальное допускаемое напряжение на срез, МПа
[τср] = (0,2…0,3) [σт],(3.23)
где [σт] – предел текучести стали.
Для изготовления оси выбираем сталь 25, [σт] = 290 МПа
тогда, [τср] = 0,2 · 290 = 58 МПа
2,34 МПа < 58 МПа.
Условие прочности на срез выполняется.
3.4.4 Расчет ушка на отрыв и сдвиг
Ушко находится в точке С (рисунок 3.4). Сначала рассчитаем ушко на отрыв. Необходимо выполнение условия:
(3.24)где [σ] – допускаемое напряжение, МПа, [σ] = 120 МПа;
F – площадь поперечного сечения ушка, м2.
Площадь поперечного сечения ушка найдем по формуле:
(3.25)где d – диаметр ушка, м2.