3 Конструктивная разработка стенд для клепки ведомых дисков сцепления
Предлагаемая конструкторская разработка предназначена для клепки дисков муфт сцепления автомобиля ВАЗ в условиях СТО.
Стенд состоит из станины 1, корпуса 2, гидроцилиндра 18, с рычагами 3. 4, клепальной головки 7, с бойком 5 и каретки 8.
На станине так же располагается гидравлическое оборудование, состоящее из гидроцилиндра 18, насоса 14, гидрораспределителя 17, маслобака 12, привода (электродвигатель) 13, и трубопроводов. Ведомый диск муфты сцепления с фрикционными накладками устанавливают ступицей на сменную втулку каретки, которая служит для размещения на ней склепываемого диска и подачи его в зону склепки, совмещают их отверстия и вставляют заклепки. Нажатием педали 10 пуансон головки приподымают и диск вводят в зону клепки так, чтобы одно из отверстий верхней фрикционной накладки совместилось с бойком. При отпускании педали подпружиненный пуансон фиксирует диски в положении клепки.
Рукояткой управления включают в работу гидроцилиндр, верхний его рычаг нажимает клепальную головку, сжимая фрикционные накладки с диском и досылая клепку в отверстие до упора.
При дальнейшем движении гидроцилиндра усилие передается через направляющую к нижнему рычагу. Он воздействует на боек, который формирует нижнюю головку заклепки.
Рисунок 3.1 Стенд для клепки ведомых дисков сцепления
1- станина, 2- корпус, 3,4- рычаги, 5- боек, 6- направляющая,
7- клепальная головка, 8- каретка, 9- диск сцепления, 10педаль,
11- пневмоблок, 12- маслобак, 13- эл.двигатель, 14- насос, 15- муфта
16- пульт управления, 17- гидрораспределитель, 19- гидроцилиндр.
Расчет усилия клепки
При подборе оборудования для процесса клепки дисков муфт сцепления необходимо рассчитать усилие, прилагаемое для заклепывания, которое определим по формуле;
где f – коэффициент трения при клепке деталей, f=0,15
d – диаметр запрессовываемой детали
- длина запрессовываемой детали
- удельное давление на концентрирующие
поверхности в кг/мм2
где
- расчетный (максимальный) натяг;
=0,1мм
Е1
,
Е2
– модуль упругости охватываемой деталь
в кг/мм2,
где d1 –внутренний диаметр охватывающей детали,(для сплошной детали = 0)
d2 - наружный диаметр охватывающей детали, d2= 10мм
-
коэффициенты Пуассона для охватываемой
и охватывающей деталей, 0,24
Усилие клепки
где k – коэффициент, зависящий от материала соединения деталей k=1,2
Расчет и подбор гидрооборудования
Давление в гидросистеме равно 10МПа. Определим диаметр цилиндра по формуле
,
где 
-
кпд гидроцилиндра, η=0,95
D – Требуемый диаметр
,
где А площадь поршня
,
где F усилие на штоке гидроцилиндра.
Исходя из полученных данных и конструктивных соображений выбираем гидроцилиндр Ц-55 по ГОСТУ 8755-98 со следующими параметрами:
-диаметр
цилиндра -
-
55мм,
-диаметр
штока -
-
30мм,
-ход штока - - 200мм,
-давление - - 10МПа,
-усилие
на штоке -
-20000Н.
Используемое масло МГ-30 ТУ33-101150-79
Кинематическая
вязкость масла
,
плотность
Принимаем время подъема t =5сек и кпд =0,8 определяем производительность насоса
где - ход штока гидроцилиндра
По каталогу выбираем насос НШ-32У по ГОСТ 8753-98 со следующими данными:
Частота вращения h- 1500мин-1,
Номинальная производительность 47,3л/мин,
Давление -10МПа,
Кпд -0,92,
Используемое масло МГ-30.
Задаваясь
скоростью движения жидкости
-
м/с находим внутренний диаметр
нагнетательного трубопровода
Для участка нагнетательной магистрали принимаем диаметр
Трубопровода
-
8мм. так как скорость движения масла во
всасывающей и сливной магистралях
меньше чем в нагнетательной то их
внутренний диаметр назначаем равным
т.е.
Для распределения потока жидкости используем распределитель
Р-75 ГОСТ8754-98
Действительный объемный кпд привода с учетом:
кпд
гидрораспределителя -
=0,99,
кпд
гидроцилиндра -
=0,98,
тогда
фактическая скорость движения штока гидроцилиндра
,
где Z- количество гидроцилиндров, т.е. меньше максимально
допустимого [Vm]= 0,5м/с
давление, развиваемое насосом
,
где 
-
потеря давления в трубопроводах
где 
-
коэффициент сопротивления в трубе
- объемная плотность используемого масла. Для масла марки МГ-30
р = 860кг/м3
L- длина трубопроводов
Принимаем что, длина трубопроводов нагнетания и сброса одинакова т.е. 3м
V1- скорость жидкости в нагнетательных трубопроводах принимается 3-5м/с,
тогда 
скорость жидкости в нагнетательных трубопроводах
Общая потеря давления в трубопроводах
Fш- усилие на штоке 20000Н
Fпр- сила противодействия
где 
-
диаметр штока гидроцилиндра
=30мм
Сила
инерции в момент пуска при времени пуска
Тогда давление создаваемое насосом
т.е. работоспособность гидроцилиндра обеспечена
Определим максимальную мощность, потребляемую насосом по формуле:
Исходя из полученных данных, выбираем электродвигатель 4А100SУУ3 ГОСТ 19523-94 мощностью 3 кВт с диаметром выходного конца вала – 28мм.
Расчет маслобака
При установки в системе гидроцилиндра объем системы остается практически постоянным. Уровень масла в баке будет изменятся не значительно. Принимаем объем бака равным половине минутной производительности насоса.
.
Расчет и подбор муфты
Для соединения электродвигателя и гидронасоса принимаем фланцевую открытую муфту по ГОСТ 20761-75.
Диаметр выходного конца вала гидронасоса dн=25мм
Муфту выбираем исходя из передаваемого крутящего момента
где N- передаваемая мощность, N=3кВm
-
угловая скорость вращения вала двигателя
Выбираем фланцевую открытую муфту с номинальным крутящим моментом
Материал фланцев – сталь 40 ГОСТ 1050-74
Наружный диаметр муфты D-100мм
Толщина
фланцев
Диаметр окружности проходит через центр отверстия D1=75мм
Определяем диаметр соединительных болтов муфты принимая их число Z=4
Определяем усилие, действующее на один болт
Рисунок 3.2 Схема болтового соединения
Принимаем болты нормальной точности, из стали ст3, устанавливаем в отверстия без зазора. В этом случае диаметр болта определяется
из условия на срез
,
где 
допустимое напряжение на срез. Для стали
ст3
=25мПа
.
Исходя из конструктивных соображений по ГОСТ 7798-90 принимаем Болт М8.
Расчет шпоночного соединения
Длина
фланцевой полумуфты
.
Расчет ведем для вала электродвигателя
Ø=28мм
по ГОСТ 23360-75 параметры шпонки 8х7х60
Призматические шпонки рассчитываются на срез сжатие
Рисунок 3.3 Схема шпоночного соединения
Прочностной расчет на сжатие
где Мкр- крутящий момент передаваемый муфтой, Мкр=19нм
-
рабочая длина шпонки
-
допустимые напряжения на сжатие.
для стали 40 =160МПа
Проверочный расчет по срезу
где 
-
допустимое напряжение на срез для стали
40
=60МПа
