3.3. Описание конструкторской разработки

Тип стенда - мобильный; универсальный.

Габаритные размеры - 1440х850х797 Масса стенда - 300 кг.

Стенд обслуживается одним человеком.

Устройство конструируемого стенда представлено на рис.1

Рисунок 1. Принципиальная схема стенда.

1- рама, 2- электродвигатель, 3- гидроцилиндр, 4- колесо, 5- подвеска, 6,7- прихваты, 8 –поддон

Стенд представляет собой сварную раму 1, на которой устанавливается электродвигатель 2, масляный насос, распределитель, и гидроцилиндр 3.

Ремонтируемый двигатель спереди и сзади крепится прихватами 7 и 6 к подвеске 5. Так как у разных двигателей разные габариты, то подвеску выполняем раздвижной. Для слива масла предусмотрен поддон 8.

Работа на стенде осуществляется следующим образом:

Двигатель после наружной мойки устанавливается на подвеску стенда с помощью кран-балки и закрепляется при помощи прихватов 6, 7 к подвеске 5.

Разборка и сборка происходит согласно технологическому процессу.

При необходимости поворота двигателя включается электродвигатель приводится и вступает в работу масляный насос, который через распределитель нагнетает масло в одну из полостей гидроцилиндра, при этом двигатель может вращаться на определённый угол в ту или другую сторону.

3.4. Расчет гидропривода стенда

Наибольший вес двигателя А-41 разбираемый на стенде равен 7000 Н. В процессе разборки возникает необходимость вращать двигатель в горизонтальной плоскости, вследствии этого возникает крутящий момент, вызываемый массой разбираемого двигателя.

Крутящий момент на валу будет равен:

М_к =Р^.Lсм, (3.1)

где М_к - крутящий момент, H^.м;

Р – сила тяжести разбираемого двигателя, Н;

Lсм – смещение центра тяжести относительно центра поворота, м.

М_к=7000^.0,165= 1155 H^.м.

Усилие на штоке гидроцилиндра будет равно:

F_шт=M_k/L, (3.2)

L- расстояние между осью штока гидроцилиндра и осью вращения вала стенда, м.

F_шт=1155/0,27=4278 Н.

Рассчитаем выходную мощность гидропривода

P_г=F_ш^.v_ш (3.3)

где v_ш – ориентировочная скорость перемещения штока гидроцилиндра

v_ш=l/t, l-ход штока , t-время операции. Принимаем время операции равное 10 секунд. Ход штока цилиндра при повороте двигателя на 90⁰ равен 560 мм. v_ш=0,56/10=0,056 м/с.

P_г=4278^. 0,056=239,6 Вт.

Возможные потери давления и расхода при предварительном расчёте предусматриваются коэффициентом запаса по усилию К_з.у, учитывающим потери давления на трение в трубопроводах и между деталями и инерционные силы, а также коэффициентом запаса по скорости К_з.с, учитывающим утечки в соединениях и уменьшение производительности гидронасоса из-за перегрузки двигателя. Таким образом расчетная мощность определяется из выражения:

Р_гр= К_з.у^. К_з.с^.Р_г (3.4)

Принимаем значение К_з.у=1,2, К_з.с=1,3

Р_гр= 1,2^. 1,3^.239,6=373,7 Вт.

По полученной мощности задаются давлением насосной станции, ориентировочно номинальное рабочее давление можно выбрать по мощности гидропривода. Выбираем номинальное рабочее давление 2 МПа.[7]

Полезную площадь гидроцилиндра рассчитываем по формуле:

, (3.5)

где К_з.у-коэффициент запаса по усилию;

F_ш- усилие на штоке гидроцилиндра, Н; р_ном – номинальное рабочее давление, Па.

Диаметр цилиндра:

(3.6)

м.

Диаметр штока цилиндра выбираем исходя из усилия на штоке и давления в гидроцилиндре. Принимаем диаметр штока равный 30мм. [7]

Необходимая подача насоса равна:

Q=К_з.у^.А_ц^.v_ш (3.7)

Q=1,2^.0,00257^.0,056=0,0001727 м³/с.

0,1727 дм³/с.

Полученное значение подачи насоса округляем до ближайшего из ряда номинальных расходов 0,167 (10 л/мин). [7].

Значения диаметров цилиндра и штока приводят в соответствие с рядом геометрических размеров силовых гидроцилиндров: диаметр цилиндра (поршня) 0,063м, диаметр штока 0,025м, ход поршня 0,56 м.

По необходимому давлению и подаче выбираем насос марки НШ-10-Е

Давление нагнетания 14 МПа

Номинальная подача 0,29 дм³/с

Частота вращения при номинальном давлении 960 – 1920 мин^-1

Мощность 4 кВт. Масса насоса 2,5 кг.

Рисунок 3.2. Масляный насос НШ-10-Е