Модернизация установки для замены жидкости в системе охлаждения на основе модели Сорокин 11.71 / Записка СТОА Чернявский АВТ-172
.pdf
Рисунок 3.2 – Описание конструктивных элементов технологического оборудования Техно Импульс SL-033M.
Установка для очистки системы охлаждения Техно Импульс SL-033M выполняет следующие технологические операции.
-замена старой охлаждающей жидкости на новую, без завоздушивания си-
стемы
-удаление жидкости из расширительного бачка или радиатора;
-заливка в систему охлаждения двигателя промывочной жидкости;
-забор новой жидкости из любой внешней емкости;
-полное удаление воздуха из подсоединенных адаптеров;
-проверка системы охлаждения двигателя на герметичность;
-проверка работоспособности клапана избыточного давления на крышке радиатора или расширительного бачка;
-заправка охлаждающей жидкости из внешней емкости;
-замены охлаждающей жидкости;
-проверка охлаждающей системы на герметичность.
Особенностью данной установки является использование трех различных емкостей для различных типов охлаждающей жидкости.
Установка для очистки системы охлаждения двигателей автомобилей предназначена для диагностики, промывки и очистки системы охлаждения двигателя автомобилей.
Установка применяется на автотранспортных организациях, на организациях автомобильного сервиса при проведении технического обслуживания и ремонта автомобилей, станциях диагностики автомобилей.
Описание конструктивных элементов технологического оборудования Launch SL-037M представлено на рисунке 3.3.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
12 |
|
Рисунок 3.3 – Описание конструктивных элементов технологического оборудования Launch SL-037M.
Установка для очистки системы охлаждения LAUNCH SL-037M выполняет следующие технологические операции.
-полная высококачественная замена старой охлаждающей жидкости, без завоздушивания системы.
-возможность очистки радиаторов, посредством подачи импульсами воздуха под давлением, совместно с промывочной жидкостью.
-проверка системы охлаждения двигателя на герметичность.
-проверка работоспособности клапана избыточного давления на крышке радиатора или расширительного бачка.
-контроль давления в системе охлаждения двигателя.
-очистка жидкости, поступающей в установку, с помощью съёмного филь-
тра.
-предварительная откачка старого антифриза, из верхней части радиатора, для предотвращения разлива жидкости при подключении адаптеров.
Особенностью установки для очистки системы охлаждения LAUNCH SL037M является использование одной емкости для новой охлаждающей жидкости и слив отработанной жидкости в переносную емкость. Установка специализируется на промывке системы охлаждения путем циклической подачи жидкости.
Описание конструктивных элементов технологического оборудования СИВИК КС-121 представлено на рисунке 3.4.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
13 |
|
Рисунок 3.4 – Описание конструктивных элементов технологического оборудования СИВИК КС-121.
Установка для очистки системы охлаждения СИВИК КС-121 выполняет следующие технологические операции.
-замена старой охлаждающей жидкости на новую, без завоздушивания си-
стемы
-удаление жидкости из расширительного бачка или радиатора;
-заливка в систему охлаждения двигателя промывочной жидкости;
-забор новой жидкости из любой внешней емкости;
-полное удаление воздуха из подсоединенных адаптеров;
-проверка системы охлаждения двигателя на герметичность;
-проверка работоспособности клапана избыточного давления на крышке радиатора или расширительного бачка;
-проверка работоспособности термостата;
-проверка реальной температуры жидкости в системе охлаждения двигателя;
-проверка температурных датчиков;
-проверка напряжения аккумулятора и генератора автомобиля;
-контроль давления в системе охлаждения двигателя.
Особенностью установки для очистки системы охлаждения СИВИК КС-121 является использование двух сменных резервуаров для новой жидкости и отработавшей. Широкий спектр выполняемых операций при проведении обслуживании системы охлаждения.
Описание конструктивных элементов технологического оборудования EXCHANGER CJ-450 представлено на рисунке 3.5.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
14 |
|
Рисунок 3.5 – Описание конструктивных элементов технологического оборудования EXCHANGER CJ-450.
Установка для очистки системы охлаждения EXCHANGER CJ450 выполняет следующие технологические операции.
-промывка системы охлаждения;
-заправка в систему охлаждения двух типов охлаждающей жидкости из раздельных емкостей;
-заправка охлаждающей жидкости из внешней емкости;
-замены охлаждающей жидкости;
-проверка охлаждающей системы на герметичность.
Особенностью данной установки является использование трех различных емкостей для различных типов охлаждающей жидкости.
Установки для очистки системы охлаждения двигателей автомобилей имеют различные конструктивные и функциональные особенности. В зависимости от своего оснащения могут оснащаться различным спектром оборудования и приспособлений.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
15 |
|
4 Обоснование исходных данных для выполнения модернизации технологического оборудования
Исходные данные для проектирования представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Исходные данные для проектирования
Параметр |
Обозначение |
Значение |
|
|
|
Объем емкости, дм3 |
V |
60 |
Тип установки |
– |
Передвижной |
|
|
|
Мощность, кВт |
N |
1,2 |
|
|
|
Давление подачи, МПа |
P1 |
0.8 |
|
|
|
Давление забора, МПа |
P2 |
0.25 |
|
|
|
Питание, В/Гц |
– |
220/50 |
|
|
|
Привод |
– |
Электрический |
|
|
|
Выбор исходных данных для проектирования основан на данных модернизируемой модели установки, а именно Сорокин 11.71, и данных, указанных в задании.
4.1 Выбор и обоснование данных для выполнения расчета по модернизации оборудования Сорокин 11.71
Выполним проектирование и расчет насоса и фильтра.
Жидкостной насос служит для обеспечения подачи жидкости и откачку жидкости в систему охлаждения двигателя.
Объем цикловой подачи:
Vц |
Q |
|
5,5 |
0,0029м3 / с . |
(4.1) |
|
P |
2,1 900 |
|||||
|
|
|
|
где Q – напор жидкости, развиваемый насосом, дм3/мин; P – давление, развиваемое насосом, кПа;
ρ – плотность жидкости, кг/м4.
Циркуляционный расход с учетом стабилизации давления в системе
|
3 |
(4.2) |
V |
2 Vц 2 0,0029 0,0058м / с . |
Объемный коэффициент подачи: н 0,8 . Расчетная производительность насоса
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
16 |
|
Vр |
V |
|
0,0058 |
0,00725м |
3 |
/ с . |
|
|
|||||
н |
0,8 |
|
||||
|
|
|
|
|
Модуль зацепления зуба: m 5мм 0,005м . Высота зуба: h 2 m 2 5 10мм 0,01м . Число зубьев шестерни: z 8 .
Диаметр начальной окружности шестерни
D0 z m 0,008 0,005 0,04м .
Диаметр внешней окружности шестерни
|
D m (z 2) 5(8 2) / 1000 0,05м . |
||||||||||||||||||
Окружная скорость на внешнем диаметре: uн |
|
8м / с . |
|||||||||||||||||
Частота вращения шестерни (насоса) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
n |
|
|
uн 60 |
|
8 60 |
3057мин 1 . |
|||||||||||
|
|
н |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
D |
|
3.14 0.05 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Длина зуба шестерни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
60 Vр |
|
|
|
|
|
60 0,00079 |
|
0,012м . |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
2 m2 z nн |
2 3,14 0,0052 |
8 3057 |
|||||||||||||||||
Механический КПД насоса: м.н 0,85 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Мощность, затрачиваемая насосом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
V |
р |
|
|
|
|
0,000435 50 |
10 |
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Nн |
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0, 255кВт . |
||||
м.н. 10 |
3 |
|
0,85 10 |
3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
(4.3)
(4.4)
(4.5)
(4.6)
(4.7)
(4.8)
Фильтр представляет собой центробежный фильтр тонкой очистки жидкостей от механических примесей.
Наибольшее распространение получили инерционные фильтры. Действие этого фильтра основано на использование реакций потока жидкости, протекающей через фильтр.
Расчет фильтра заключается в определение необходимого давления жидкости перед фильтром и частоты вращения его ротора.
Циркуляционный расход жидкости в системе
Vц |
QТ |
|
|
|
597 |
0,000156 м |
3 |
/ с |
(4.9) |
С Т |
Т |
|
2,094 343 900 |
|
|||||
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
ИзмЛист № докум. Подп. Дата |
756/21-ПЗ |
17 |
|
Производительность насоса
V |
0, 2V |
0, 2 0,0028 0,00056 м |
3 |
/ с. |
|
||||
p.ц |
ц |
|
|
|
(4.10)
Плотность топлива: ρ =900кг/ м |
3 |
; |
|
Коэффициент сжатия струи топлива 1,0
Диаметр сопла фильтра dc |
2мм 0,002м |
Площадь отверстия сопла |
|
|
d2 |
3,14 0,002 |
|
|
|
|
F |
c |
|
|
3,14 106 |
м2 |
|
|
|
|
||||
c |
4 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расстояние от оси сопла до оси вращения ротора R 0,04м |
|
|||||
|
|
|
|
|
3 |
Н |
Момент сопротивления в начале вращения ротора а 1 10 |
||||||
|
|
|
|
6 |
H м / |
|
Скорость нарастания момента сопротивления b 6 10 |
||||||
Радиус оси ротора r 0,008м Коэффициент потока жидкости 0,82
Коэффициент гидравлических потер 0,15 Давление жидкости перед фильтром
(4.11)
м |
|
мин |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3,14 1418 |
2 |
0,04 |
|
|
|
|
|
082 |
|
|
|
|
|||||
|
|
0,0000634 |
2 |
4 |
|
2 |
0,08 |
2 |
2 |
3.14 |
10 |
6 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
P |
|
900 |
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
M |
|
|
|
|
0,822 |
|
10 6 |
2 |
0,15 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
8 |
|
3,14 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0,063МПа
(4.12)
В ходе расчета был спроектирован шестеренчатый насос и фильтр. Выполним расчет на прочность вала переключения позиций гидрораспреде-
лителя.
Условие прочности изгибе определяются по формуле:
|
|
|
М |
х |
[ ] |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
W |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
x |
|
где Мх- момент действующий. Мх=1,5Н×м;
Wх- осевой момент сопротивления сечения, мм3; [σ]- допускаемое напряжение, [σ]=900МПа
(4.13)
|
|
|
|
b h2 |
103.72 602 |
|
||||
|
|
W |
|
|
|
|
|
6223.2мм3 |
(4.14) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
x |
|
6 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1500 |
|
0,241 241МПа [ ] 900МПа |
(4.15) |
||||
max |
|
|
||||||||
|
6223,2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
18 |
|
Условие прочности при изгибе выполняется.
Условие прочности при кручении определяется по формуле:
|
|
|
М |
х |
[ ] |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
W |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где Мх- момент, действующий в местах соединений Мх=1,5 Н×м; Wp-полярный момент сопротивления, мм4.
[τ] – допускаемое напряжение при кручении, [τ]=1000 МПа.
|
|
d |
3 |
|
3.14 0.10372 |
3 |
|
|
Wp |
|
|
|
0.00022 м3 |
||||
16 |
16 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
max |
|
1,5 |
|
681,82 [ ] 1000 |
Мн/м3 |
|||
|
|
|
|
|||||
|
0,00022 |
|
|
|||||
Так образом, условие прочности выполняется. Выполним расчет на точность.
Расчет на точность ведем. Суммарная погрешность
|
|
|
y об |
пр |
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
2 |
где у - погрешность размеров вала; |
|
|
|
|
|||||
обр – допустимая погрешность; |
|
|
|
|
|||||
пр - расчетная погрешность |
|
|
|
|
|||||
Определяем погрешность изготовления вала |
|
||||||||
|
|
|
|
у |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
б |
з.о |
||||
Погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 ITd |
|
1 |
|||
|
|
б |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
sin / 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0,5 0.3 |
1 |
|
212мкм |
||||
б |
|
0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
sin 45 |
|
|
|
Основная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
з.о |
|
зI |
2 |
зII |
2 зIII 2 |
||||
756/21-ПЗ
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
(4.16)
(4.17)
(4.18)
(4.19)
(4.20)
(4.21)
19
где
I
з
=
0 - погрешность закрепления из-за непостоянства силы
закрепления; |
|
з |
|
II |
|
|
- погрешность закрепления из-за неоднородности шероховатости |
базы заготовок;
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
a |
|
|
|
||
II |
|
|
10 0 |
3 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||||
з |
|
|
1,1 g |
|
|
|
|
|
|
|
g |
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
sin |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Wз Rzo |
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
(4.22)
где g= 350 н/см - суммарная линейная нагрузка, действующая по нормам к рабочим поверхностям вала
0 = 2 и 3 = 1,94 - безразмерные параметры опорной кривой;
К1 = 0,62; a1= 0,55 - коэффициенты Wз = 3 мкм – величина изгиба вала;
Rzo= 1,1 мкм и Rzз= 3,8 мкм - длина поверхности опор; Таким образом
3 |
|
|
II |
0,45]) · 2,5= 0,57 мкм |
|
|
= (1,1·3501/[10 (2+1,94)]·0,62·0,55/[sin45о (1+3+1,1+3,8) |
|
Тогда
з.о
=
0,57 |
2 |
|
|
0,352
= 0,67 мкм
Следовательно
у =
212 |
2 |
0,67 |
2 |
212 |
|
|
мкм
Таким образом, точность полученная при расчете удовлетворительна.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
20 |
|
5 Анализ полученных результатов и разработка конструкторских решений по модернизации оборудования
В целом проведенные исследования помогли определить целесообразность работы и сократить расходы на реализацию разработки участка ТО и ТР станции технического обслуживания автомобилей, с модернизацией установки для замены жидкости в системе охлаждения, что, в свою очередь, приведёт к увеличению производительности и рентабельности работы предприятия. И самое главное, предложенные нами мероприятия по модернизации установки для замены жидкости в системе охлаждения на основе модели Сорокин 11.71 выгоднее для предприятия, так как они дешевле оборудования с такими же техническими возможностями.
5.1 Варианты проработанных конструкторских решений по модернизации оборудования
Вустановке основную систему составляет гидравлическая схема установки для очистки системы охлаждения двигателя. В гидравлическую схему входит резервуар для жидкости, фильтр по очистке жидкости, насос для перекачки жидкости, гидрораспределитель с регулятором давления.
Всистеме имеется основные части, от которых зависит перечень операций, выполняемых установкой. Все основные функции выполняют насос и гидрораспределитель со встроенным регулятором давления.
К достоинствам насоса возможно отнести: - его высокую производительность;
- возможность развивать постоянное давление; -низкая потребляемая мощность.
К недостаткам насоса возможно отнести: - высокая стоимость изготовления; - износ деталей; - высокая стоимость ремонта;
Сегодня существует большой выбор типовых моделей насосов, что позволяет подобрать насос необходимой производительности и развиваемого давления.
Всистеме применяется также гидрораспределитель со встроенным регулятором давления. Гидрораспределитель управляет потоками жидкости, что позволяет выполнить необходимую операцию при проведении промывки системы охлаждения двигателя и выполнить регулировку давления подачи жидкости и скорость тока жидкости.
Гидрораспределитель как любая деталь имеет свои достоинства и недостатки, как в конструкции, так и в технологическом исполнении. К достоинствам гидрораспределителя возможно отнести:
- высокую функциональность; - компактность;
- возможность применения электронного управления.
ИзмЛист № докум. Подп. Дата
756/21-ПЗ |
21 |
|