CC BY
13ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
РАЗРАБОТКА ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ РАССУХАРИВАНИЯ КЛАПАНОВ ДЛЯ ООО
«АГРОСМАК» БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
Никулин Валерий Владимирович
к. т.н., доцент
кафедры Безопасность жизнедеятельности и инженерной экологии Брянский государственный аграрный университет,
Аннотация. В статье проведен анализ и предложена конструкция приспособления для сжатия пружин клапанов и освобождения сухарей с целью извлечения последних. Важнейшее условие безопасности труда на предприятии - установление причин, порождающих производственный травматизм, безопасное и здоровое рабочее место, в конечном итоге, является более эффективным и рентабельным.
Abstract. The article analyzes and proposes the design of the device for compression of valve springs and release of crackers in order to extract the last ones. The most important condition for occupational safety in the enterprise-the establishment of the causes of occupational injuries, safe and healthy workplace, in the end, is more efficient and cost-effective.
Ключевые слова: Рассухариватель, приспособления, клапаны, травматизм, охрана труда, скобы, винты, гайки, втулка.
Key words: Rassuharivatel, adaptations, valves, traumatism, labor protection, staples, screws, nuts, the sleeve.
Рассухариватели или приспособления (съемники) для сжатия пружин клапанов и освобождения сухарей с целью извлечения последних могут быть самых различных конструкций.
Так, для легковых автомобилей рекомендуются два приспособления: переносное A.60311/R и стационарное 02.7823.9505. Стационарное приспособление — это, по сути дела, стенд для разборки головки блока цилиндров. У приспособления A.60311/R одно преимущество — им можно рассухаривать клапаны, не снимая головку. При снятой головке использовать его не имеет смысла.
Известен и «ударный способ», когда, установив свечной (трубчатый) ключ на тарелку пружин, наносят по нему резкий удар молотком. Этот способ скорее напоминает фокус, который, к сожалению, не всегда удается. Наихудшие последствия — гнется клапан, обламывается тарелка. Кроме того, сухари могут «улететь», а удар прийтись по руке или головке блока. Рассухаривание при ударе должно происходить за счет инерции клапана, который не столь уж и массивен, а опоры у клапана в момент удара нет.
1 - скоба; 2 - опора; 3 - винт; 4 - гайка Рисунок 1 - Рассухариватель клапанов
1 - скоба; 2 - опора; 3 - винт (рис. 1); 4 - гайка (рис. 1) Рисунок 2 - Рассухариватель клапанов
Рассухаривание при снятой головке удобнее проводить винтовыми приспособлениями. По быстродействию эти рассухариватели уступают рычажным с эксцентриками, а вот по простоте конструкции и долговечности, что более существенно, значительно превосходят их. Разработаны и применяются четыре винтовых рассухаривателя (рис. 1, 2, 3, 4).
1 - скоба; 2 - пластина; 3 - упор: 4 - винт (рис. 1); 5 - гайка (рис.1) Рисунок 3 - Рассухариватель клапанов
1 - скоба; 2 - втулка; 3 - болт М6-10; 4 - упор; 5 - винт (рисунок 1); 6 - гайка (рисунок 1) Рисунок 4 - Универсальный рассухариватель клапанов со сменными упорами
Все рассухариватели используются и для двигателей иномарок с клапанными механизмами, имеющими рычаги (рокеры) или без рычагов с цилиндрическими толкателями, на которые непосредственно воздействуют кулачки распределительного вала.
Скобы рассухаривателей позволяют, как правило, располагать их с двух сторон головки блока. При этом можно не отсоединять от головки впускные трубопроводы и выпускные коллекторы.
У всех рассухаривателей одинаковые винты и гайки. Гайки (рисунок 1...4) привариваются к скобам, для их ориентации используются пазы. Приваривая упоры (см. рис. 1,2), пластину с упором (рисунок 3), втулку (рисунок 4), необходимо обеспечить соосность соответствующих деталей.
Например, у рассухаривателя, показанного на рис. 1, цилиндрические поверхности (018, 044 мм) упора 1 должны быть соосны с резьбой (М16) и цилиндрической поверхностью (030 мм) гайки 4.
При рассухаривании необходимо следить за тем, чтобы винт опирался на центр тарелки клапана и не смещался к ее краям. (Были случаи, когда при небрежной работе край тарелки клапана отламывался.)
При работе с универсальным рассухаривателем (рисунок 4) первоначально «пройдитесь» упором 4 по клапанам и убедитесь, что упор нормально становится на тарелке пружин. Если упор не встал в исходное положение (мешают ребра, приливы головки), винт будет стремиться соскользнуть с тарелки клапана. Возможно, для правильной установки на упорах придется снять соответствующие фаски.
Разработанное приспособления
1 - направляющая; 2 - пластина (приварена к ползуну); 3 - ползун; 4 - штанга; 5, 8 - стопорные винты;
6 - винт рассухаривателя; 7 - гайка; 9 - ось поворотной гайки; 10 - поворотная гайка;
11 - рассухариватель Рисунок 5 - Рассухариватель
Работа приспособления
Ползун со штангой (рисунок 5) предназначен для рассухаривания клапанов или для извлечения сухарей и снятия клапанных пружин. Ползун 3 перемещается по направляющей 1. В ползуне может перемещаться штанга 4. Фиксация штанги в ползуне осуществляется стопорным винтом 5. На конце штанги установлена поворотная гайка 10 с винтом 6. Поворотная гайка крепится на штанге 4 при помощи деталей 7 и 9. Стопорение поворотной гайки в нужном положении осуществляется винтом 8. Перемещением ползуна 3 по направляющей 1 штанги 4 в ползуне и поворотом гайки 10 винт 6 устанавливаем соосно с соответствующим клапаном. Сжатие пружин клапана и освобождение сухарей осуществляем винтом 6 через рассухариватель 11. Клапан при необходимости придерживаем рукой.
Штанги (рисунок 5) изготавливаем две — длиной 300 и 405 мм. Длинная штанга используется только для рассухаривания выпускных клапанов головки блока цилиндров.
Прочностные расчеты
Расчет сил зажима приспособления
Основным недостатком резьбовых соединений является - концентрация напряжений в резьбе, снижающая их прочность, особенно при циклических нагрузках.
Причиной выхода из строя резьбового соединения является, как правило, разрушение стержня болта или резьбы.
Расчёт болтов зависит от характера нагружения и технологических особенностей сборки резьбового соединения
Принимаем следующие исходные данные для расчёта:
Нагрузка соответствует усилию сжатия пружины - Q=300 Н;
Материал винта рассухаривателя - Сталь 45 ГОСТ 1050 - 88.
Для принятого материала оси резьбовой [Тср] = 650 МПа и [Св] = 630 - 680 МПа, [От ] = 410 - 440 МПа.
Усилие зажима Ж, Н, определяется по формуле
ф =_—__К
Гср ■ Щ(а + у) зап (1)
где Q - сила зажима на рукоятке, прикладываемая рабочим, р=300Н;
I - расстояние от оси болта до точки приложения силы, мм;
Гср - средний радиус резьбы винта, мм;
а - угол подъёма витка резьбы, а=30; Ф - приведённый угол трения в резьбовой паре, ф=6040'; К3ап - коэффициент запаса по усилию. Коэффициент запаса Кзап определяется по формуле
К = К ■ К ■ К ■ К ■ К ■ К ■ К
Кзап К 0 К1 К 2 К 3 К 4 К 5 К 6 ^
где Ко =1,5 - const;
Кг =1,1 - коэффициент состояния поверхности детали; К2 =1,0 - коэффициент изменения силы зажима; Кз =1,2 - поправочный коэффициент; К4 =0,9 - коэффициент вида привода;
К5=1,0 - коэффициент расположение рукоятки (для ручных приводов);
К6=1,2 - коэффициент моментов, стремящихся повернуть деталь на определённый угол.
Тогда:
Кза„ = 1,5 ■ 1,1 ■ 1,0 ■ 1,2 ■ 0,9 ■ 1,0 ■ 1,2 = 2,138
Полученное значение подставляем в формулу (1) и получаем
W = 300 420 ч-2,138 = 6432Я 10 ■ tg (3 + 6,7)
В зависимости от требуемой силы зажима W, определяем номинальный диаметр резьбы ^езьбы, мм, по формуле
d резьбы
W
°,5- W (3)
где [Св] - допускаемое напряжение на растяжение материала оси резьбовой, МПа [6]. Тогда:
d резьбы
V
64325 , .
= 14мм
0,5 ■ 650
По конструктивным соображениям принимаем диаметр резьбы оси ^езьбы=14 мм, т.е метрическую резьбу М14.
Исходя из условия прочности на смятие, определяем длину Ь резьбовой части оси в опасном сечении:
ь, *
d- [<Тс„ ] (4)
Тогда:
Ь ^ 64325 _ 26мм. 6-420
По конструктивным соображениям принимаем Ь=30 мм. Расчет на прочность штанги (поз. 4)
Необходимо произвести расчет на прочность при изгибе штанги, так как усилие пружины подвергает её изгибу.
Материал штанги сталь 45 ГОСТ 1050 - 88, твёрдость 1800 Н/мм2, [с„] = 780 МПа, [с ] = 520 МПа, [Си] = 230 МПа.
Ыг2
Ж = Ыг> (5)
Ми = С • I, (6)
Ми = 300 • 225 = 67.5кН • мм,
67500 6 Н
аи =-- = 45 —-.
и 10302 мм2
Рассчитаем запас прочности штанги (поз 4).
По условию прочности аи < [аи]; 45 < 230 штанга удовлетворяет данному условию.
Таким образом, для снижения трудоемкости разборочно-сборочных работ при ремонте газораспределительного механизма предлагается использовать конструкцию приспособления для рассухаривания клапанов. Разработаны рабочие чертежи деталей, проведенные прочностные расчеты показывают, что материал и размеры приспособления соответствуют инженерным требованиям.
Для определения экономической эффективности внедрения в производство конструкторской разработки необходимо рассчитать затраты на модернизацию рабочего органа.
Технико-экономическая оценка конструктивной разработки определяется следующим выражением
СК = СМ + СКЛ +СН+ЗП (7)
где С- — стоимость конструкции, руб.;
СМ — стоимость израсходованного материала, руб.;
СКл — стоимость комплектующих изделий, руб.;
СН — накладные расходы, руб.;
ЗП — заработная плата, руб.
Стоимость израсходованного материала рассчитываем с учетом потерь при обработке на чистый вес конструкции по формуле
См = К. М. С (8)
где К = 1,6 — поправочный коэффициент, учитывающий потери материала при изготовлении детали;
М — чистый вес детали, кг. для модернизации рабочего органа снегоочистителя необходима сталь Ст 45 - 250 кг;
См — стоимость единицы веса материала, руб./кг. Ст 45 - 31,2 руб.; Стоимость материалов взята согласно ценам фирмы «Металлист».
См = 1,6 X (250 X 31,2 = 12480,0 руб.
Стоимость комплектующих изделий
Скл = 22000,0 руб.
Заработная плата рабочего при модернизации рабочего шиномонтажного стенда рассчитывается по формуле
ЗП = ТД ■ СЧ (9)
где Т д — трудоемкость изделия, чел./ч. Т д = 300 чел/ч;
СЧ — часовой тариф ремонтных рабочих.
ЗМЕС — среднемесячная заработанная зарплата рабочего на предприятии, Змес—24500,0 рублей. Средняя дневная зарплата в АПК «Автомобилист» =1113,3 руб.
Су = 24500,0/22/8 = 139,2 руб.
Зп = 300x139,2 - 41760,0 руб.
Накладные расходы в предприятии начисляются по процентам к прямым затратам: общепроизводственные - 15 ... 18%, общехозяйственные - 4.. .6% Принимаем 19% накладных расходов.
Сн = 0,19(12480,0 + 22000,0 + 41760,0) = 14485,6 руб. Ск = 12480,0 + 22000,0 + 41760,0 +14485,6 = 90725,6 руб.
Рассчитаем общие затраты на внедрение нашей конструкторской разработки для ООО «Агросмак».
ЗР = N - Ск , (10)
где ЗР — затраты на конструкторскую разработку, руб. Ск — стоимость одной конструкции, руб., N — количество корчевателей для предприятия, N = 1
ЗР = 1X 90725,6 = 90725,6 руб.
Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда и их экономическая эффективность в мастерских предприятия представлены в таблице 1
Таблица 1
Перечень мероприятий Стоимость,
Демонтаж существующей системы отопления и монтаж новой 136200,0
Разводка осветительной сети в соответствии с расчетом 117000,0
Разметка проходов и проездов, окраска тепловых и воздушных сетей Закупка недостающих средств индивидуальной защиты, спецодежды, средств пожаротушения. Монтаж защитных ограждений 11800,0 65000,0 9000,0
Разработка инструкций для рабочих специальностей 9500,0
Обучение работающих безопасным приемам труда 15000,0
Приобретение учебно-методической литературы по охране труда 13500,0
Приобретение плакатов, памяток, предупреждающих надписей 15000,0
Разработка приспособления 90725,6
Сумма затрат на мероприятия по охране труда Мот 382500,0
Общие затраты на ОТ 473225,6
Экономическая эффективность мероприятий
Ущерб от травматизма и заболеваний, руб. 73534,5
Сокращение потерь от травматизма и заболеваний, руб. 5147,4
Экономическая эффективность от повышения производительности труда и улучшения охраны труда, руб. 95159,0
Затраты на внедрение мероприятий по: - улучшению условий труда по мастерской, руб.; - по разработке, руб. 382500,0 90725,6
Годовая эффективность, руб. 308410,4
Срок окупаемости, лет 1,53
Таким образом, срок окупаемости мероприятий по улучшению условий и охраны труда составит полтора года.
Полученный срок окупаемости меньше нормативного (ТН = 7лет), следовательно, проводимые мероприятия можно считать эффективными и выгодными для предприятия.
Список используемой литературы
1. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие/коллектив авторов; под ред. А.И. Сидорова. - 2 - е изд. перераб. и доп. - М.: КНОРУС, 2012. - 552 с.
2. Глебова Е.В. Производственная санитария и гигиена труда: Учеб. пособие для вузов / Е.В.Глебова. - М.: Высш. шк., 2005. - 383 с.
3. ГОСТ 13776-86 Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 3 из стали круглого сечения.
4. ГОСТ 13764-86 Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения.
5. Дунаев П.Ф, Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин, учеб. пособие для техн. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1998. - 447 с.7.
6. Дроздов А. Н. Строительные машины и оборудование: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / А.Н.Дроздов. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. - 448 с. - (Сер. Бакалавриат).
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ПОСТРОЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТВЕРДЫМИ ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРИМЕРЕ ТИПОВОГО ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Парамонова Оксана Николаевна
канд. техн. наук, доцент, Донской государственный технический университет 344022, РФ, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая 162
Штенске Ксения Сергеевна магистрант, Донской государственный технический университет 344022, РФ, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая 162
Мищенко Александра Николаевна ассистент, Донской государственный технический университет 344022, РФ, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая 162
ANALYSIS OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS AND CONSTRUCTION OF A PHYSICAL MODEL OF THE PROCESS OF ENVIRONMENTAL POLLUTION BY SOLID WASTE PRODUCTION ON THE EXAMPLE OF A TYPICAL CASTING FOUNDRY
Paramonova Oksana Nikolaevna
candidate of Technical Sciences, associate Professor, Don State Technical University 344022, Russia, Rostov Region, Rostov-on-Don, Sotsialisticheskaya str. 162
Shtenske Ksenia Sergeevna master,Don State Technical University 344022, Russia, Rostov Region, Rostov-on-Don, Sotsialisticheskaya str. 162
Mitshenko Alexandra Nikolaevna
assistant, Don State Technical University 344022, Russia, Rostov Region, Rostov-on-Don, Sotsialisticheskaya str. 162
Аннотация. В данной статье представлены результаты анализа технологических особенностей литейного производства с точки зрения загрязнения окружающей среды (ОС).
Построена балансовая схема материальных потоков, позволившая выявить наиболее негативно воздействующий на ОС источник загрязнения.
Анализ балансовой схемы материальных потоков лег в основу построения физической модели процесса загрязнения ОС, детальное изучение которого отраженно в построении самой модели и позволило авторам выявить перспективные направления для снижения загрязнения ОС.
Abstract. In this article, the authors analyzed the technological features of the foundry industry in terms of environmental pollution. Built circuit carrying the material flow, which allowed to identify the source of pollution that have the most negative impact.
Analysis circuits carrying the material flow formed the basis for constructing a physical model of the process of environmental pollution.
A detailed study of pollution of the environment of the process by the authors, based on the process of building a physical model of the process of pollution, allowed to identify the most promising areas to reduce environmental pollution.
Ключевые слова: литейное производство, твердые отходы производства, окружающая среда, балансовая схема материальных потоков, физическая модель процесса загрязнения окружающей среды.
Keywords: foundry, solid waste production, environment, carrying the material flow diagram, a physical model of the process of environmental pollution.
