Модернизация пожарной техники дипломные работы

метки: Пожарный, Модернизация, Техник, Дипломный, Работа, Цистерна, Расчет, Мощность

Сегодня Государственная противопожарная служба (ГПС) — в составе МЧС

это оперативная, мощная служба России, имеющая проффесиональных

сотрудников, отличной техникой.

Опыт тушения пожаров растет с каждым днем. В данный период

конструировались элементарные средства, упрощающие борьбу с пожарами,

возникла необходимость коллективного противостояния огню.

В 2018 году при пожарах, авариях, катастрофах и чрезвычайных ситуациях

спасены более 258 тысяч человек. Произошло 274 чрезвычайные ситуации,

свыше 121 тыс. техногенных пожаров, более 3,6 тыс. происшествий на водных

объектах, ликвидированы последствия почти 118 тысяч дорожно транспортных происшествий. МЧС России обнаружили и уничтожили 106

тысяч пиротехнических взрывоопасных предметов, в том числе 662

авиабомбы. Подразделения военизированных горноспасательных частей

ликвидировали 37 аварий, на которых спасли 2564человека.

Приоритетом на 2019 год станут моделирование, прогнозирование и

мониторинг складывающейся обстановки.

Реализация основ государственной политики Российской Федерации в

области гражданской обороны, пожарной безопасности, защиты населения и

территорий от чрезвычайных ситуаций на период до 2030 года — вторая

приоритетная задача.

Так же, в дальнейшем, планируется оснащение подразделений МЧС

России современной, высокоэффективной и многофункциональной техникой,

имуществом и оборудованием.

Цель моего дипломного проекта: Модернизация пожарного автомобиля с

пластиковой цистерной.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 7

Использование стеклопластиковой цистерны, большего объема, увеличит

ее долговечность, вес автомобиля и его проходимость. Применение данной

модификации, позволит пожарному автомобилю добраться до места пожара и

устранить причину возгорания.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 8

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

1.1 Назначение и описание проектируемого автомобиля

Пожарная техника — это автомобили тушения пожара, сохранения людей

и материальных ценностей от него. В настоящее время пожарная техника

имеет большой запас различных возможностей: установки пожаротушения,

начальные средства пожаротушения, связи. Ряд дополнительных работ

Автомобиль газового водяного тушения

... батарей двадцати четырёх вольтовых аккумуляторов, смонтированных на автомобиле. После запуска турбореактивного двигателя питание всех ток ... Схема турбореактивного двигателя и график изменения параметров воздушно-газовой среды в ней приведены на отдельное чертеже № ... к зданиям ограничивают возможность применения турбореактивной установки для тушения "пожара" в некоторых подвальных помещениях. В целях ...

осуществляются перед началом ликвидации пожаров: обследование пожара,

вскрытие конструкций, исключение продуктов горения из аудиторий,

спасание людей и т.д.

Пожарные достаточно надежны и максимально адаптированы к

отечественным условиям эксплуатации. На сегодняшний день завод изготовитель предлагает довольно крупный модельный ряд базовых платформ

для использования в различных сферах. Не стало исключением и

конструирование пожарных автомобилей КамАЗ, которые в зависимости от

технических характеристик могут быть задействованы при тушении пожаров

различных категорий.

Рис. 1.1 — Автоцистерна пожарная (АЦП) на базе автомобиль КАМАЗ

43118:

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 9

1-кабина боевого расчета; 2-цистерна для воды; 3-пенобак; 4-отсек для

ПТВ; 5-насосный отсек; 6-крупногабаритное ПТВ; 7-окраска.

Автоцистерны пожарные (АЦП, АЦ) служат для проведения ликвидации

пожара, а также быстрой доставки пожарного расчета, запаса воды и пожарно технического оборудования и специнвентаря. В соотношении от области

использования все автоцистерны делятся на 3 группы:

 основные – для ликвидации пожаров в городах, населенных пунктах, на

природе;

 целевого назначения, служат для ликвидации пожаров в аэропортах,

нефтяных и газовых месторождениях, объектах химической,

лесоперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Для производства функций пожарные надстройки АЦ включают цистерны

для воды и баки для пенообразователя, пожарные насосы с трансмиссиями к

ним, водопенные коммуникации и приводы управления механизмами.

Цистерны эксплуатируются как индивидуальная боевая единица с подачей

по сути дела жидкости. Способна также предоставлять пену, используя

пенообразователь как из бака АЦ, так и из другого источника.

Все основы пожарных надстроек находятся в кузовах, установленных на

шасси автомобиля.

В зависимости от типа автомобиля, на основе которого сконструирована

пожарная автоцистерна, количество экипажа может изменяться от 3 до 7

человек, включая водителя.

Пожарно-техническое вооружение располагается в специальных отсеках,

кабине боевого расчета и на крыше автоцистерны, при необходимости на

крыше устанавливается пожарный лафет. В состав пожарно-технического

вооружения входят головки соединительные, стволы, лестницы, рукава

всасывающие, распылители, кувалды, багры, ломы, топоры, лопаты и

ножовки. Для лучшей заметности все пожарные автомобили красят в красный

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 10

цвет, оборудованы проблесковыми маячками синего цвета, громкоговорящей

установкой, рацией сиренами.

В зависимости от своего предназначения пожарные автомобили

подразделяются на три группы:

 основные (автоцистерны пожарные, аэродромные автоцистерны,

пожарные насосные станции);

 специальные (автовышки, пожарные авто лестницы, пожарный

Эксплуатация пожарных автомобилей

... пожара личного состава и пожарно-технического вооружения ПТВ. Относится к основным пожарным автомобилям. Отличаются вместимостью цистерны для воды, вместимостью пенобака, числу осей и колесной формуле, используемом топливе. Пожарные автоцистерны ... охране труда, окружающей среды и обеспечению пожарной безопасности при эксплуатации пожарной техники; организует строительство, реконструкцию и капитальный ...

рукавный автомобиль, штабные автомобили);

 вспомогательные (автобусы, передвижные ремонтные

мастерские, топливозаправщики, трактора).

В зависимости от числа осей и колесной формулы пожарные автомобили

разделяются на полноприводные с колесными формулами 4х4, 6х6, 8х8, и

неполноприводные: 4х2, 6х4, 8х4. В настоящее время производится выпуск

пожарных автоцистерн на шасси грузовых автомобилей КАМАЗ, УРАЛ, ЗИЛ,

ГАЗ.

Эффективность использования пожарных автоцистерн особенно актуальны

при выезде на тушение пожаров в безводные районы или при возникновении

возгорания в загородной местности, при отсутствии источников

водоснабжения или водозабора.

Все пожарные автоцистерны можно разделить на три основных класса по

объему цистерны: легкие (до 2 м3), средние (от 2 до 4 м3), тяжелые с объемом

более 4 м3.

Внутренняя часть цистерны изготавливается из углеродистой или

нержавеющей стали и покрывается антикоррозийным составом, для

предотвращения замерзания воды в зимний период. Цистерны оборудуются

подогревом отработанными газами или электрическим обогревателем.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11

Заводы также изготовляют цистерны из стеклопластика. Такие цистерны

не требуют защиты от коррозии, способны перевозить различные жидкости.

Они легче цистерн из углеродистой стали. Кроме того, характеризуются

хорошими теплозащитными свойствами.

К конструкциям цистерн предъявляется ряд требований. Для осмотра и

технического обслуживания цистерны должны иметь люки диаметром более

450 мм. Внутри цистерн должны устанавливаться волноломы, для гашения

колебаний жидкости. Цистерны должны быть приспособлены для заполнения

водой насосом АЦ. В них необходимы устройства, предотвращающие

создание избыточного давления при их заполнении, обеспечивающие

непрерывный или дискретный контроль за их заполнением, а также полным

сливом воды.

В поперечном сечении цистерны имеют эллиптическую форму или форму,

близкую к квадратной, но с закругленными углами. На пожарные автомобили

на шасси ГАЗ и др. устанавливают цистерну с эллиптической формой сечения.

Установка таких цистерн позволяет полно использовать ширину шасси и

способствует снижению центра массы автомобиля.

деталей крепления и т.д., но все же они имеют много общего. На

рис. 1.2 показано устройство цистерны на пожарных автомобилях

АЦ-40(131)137, АЦ-40(130)63Б и др. Обечайка 15 с обеих сторон закрыта

приваренными днищами. Над верхней частью обечайки из отверстия выходит

установленная в цистерне контрольная труба 2. Сверху она закрыта крышкой

1. При переполнении цистерны лишняя вода по этой трубе будет выливаться.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 12

Рис. 1.2 — Цистерна из стеклопластика:

1, 4 – крышки; 2 – контрольная труба; 3 – горловина; 5 – кронштейн; 6 –

труба; 7 – штуцер; 8 – заборная труба; 9 – отстойник; 10 – рычаг; 11 – кран; 12

• стремянка;
• 13 – волнолом;
• 14 – крышка горизонтального люка;
• 15 –

обечайка; 16 – передняя опора; 17, 20 – амортизаторы; 18 – болт; 19 – задняя

Значение воды в жизни растений. Водный баланс растений

... осмотическим и тургорным давлением. Растение непрерывно испаряет воду через устьица. Этим создается возможность нового притока воды к листьям. Присасывающее действие испарения играет большую роль в передвижении воды по растению. Устьица могут раскрываться и ...

опора; 21 – брусок; 22 – гидроконтакт

На верхней части цистерны имеется горловина 3. Она обеспечивает доступ

внутрь цистерны для ее осмотра и ремонта. Горловина закрывается крышкой 4

с резиновым уплотнением. В днище имеется отстойник 9. Слив отстоя

производится через кран 11, который открывается с помощью рычага 10.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 13

Забор воды осуществляется по трубе 8. На заднем днище цистерны на

кронштейне 5 установлен тахометр. Штуцер 7 и труба 6 служат для

подсоединения водопенных коммуникаций. В переднем днище имеется

горловина горизонтального люка 14. Для уменьшения силы удара жидкости о

стенки цистерны при изменении скорости движения автомобиля установлены

волноломы. Для измерения уровня заполнения цистерны водой установлены

гидроконтакты 22. Цистерна закрепляется в трех точках. В передней части

опора 16 шарнирная, к ней болтами 18 закреплены амортизаторы 17. В задней

части двумя опорами 19 через амортизаторы 20 на брусках 21 цистерна

устанавливается на раму и крепится стремянками 12.

Рис. 1.3 — Цистерна из стеклопластика для АЦ на шасси КамАЗ:

1-рама шасси; 2-кронштейн; 3-хомут; 4-цистерна; 5-ребро цистерны; 6 люк; 7-зажимной патрубок; 8-датчик уровня воды; 9-патрубок для соединения

с насосом; 10-сливной патрубок; 11-конец сливной трубы.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 14

Цистернами такого типа оборудованы многие АЦ на шасси ЗИЛ, Урал и

др.

Другой тип цистерн используется на АЦ-3-40(4326), АЦ-5-40(4925) и др.

Основой их является (рис. 1.3) корпус 4 с ребрами жесткости 5 со

скругленными углами. В верхней части цистерны имеется люк 6,

предназначенный для осмотра и очистки внутренней полости. Люк

закрывается крышкой 6, к которой приварен патрубок 7 для наполнения

цистерны водой.

В нижней части цистерны имеется патрубок 9 для соединения ее с насосом,

сливной патрубок 10 и нижний конец сливной трубы 11.

Цистерна имеет пять датчиков 8 уровня воды, представляющих собой

пластмассовую пробку с впаянными в нее электродами. При достижении воды

уровня датчиков происходит замыкание электрической цепи и на щите

приборов загорается соответствующий светодиод. Световоды сигнализации

уровня воды в цистерне расположены на панелях приборов, установленных в

насосном отсеке и кабине водителя.

Цистерна 4 установлена на кронштейнах 2, прикрепленных к балкам рамы

шасси 1. Крепление цистерны осуществляется хомутами 3, закрепленными

болтами с гайками на кронштейнах 2.

1.2 Анализ производителей

1.2.1 УСПТК (г.Миасс)

Пожарная автоцистерна АЦ-9,0-40 (4320), рис. 1.4;

• Оснащена высоко-проходимым и мощным шасси УРАЛ-4320. Цистерна

для воды, имея большой объем, подходит для использования автомобиля в

районах с труднодоступным водоснабжением. Возможно изготовление

цистерны из нержавеющей стали.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 15

 Современный, эргономичный автомобиль с мощным,

Разработка технологии и процесса ремонта двигателей автомобиля КамАЗ 5320 на АТП

... и его условия списания. 1.2.2 Перечень технологических воздействий на Двигатель автомобиль, включая системы охлаждения, смазки: выполняемые, работы при первом техническом обслуживании 1. осмотром Проверить герметичность систем смазки, питания и ...

высокопроходимым шасси УРАЛ-4320.

 Кабина боевого расчета оборудована индивидуальными

комфортабельными сиденьями для экипажа с интегрированным в них

креплением дыхательных аппаратов со сжатым воздухом (ДАСВ).

 Уникальная автоматическая система управления насосом

Рис. 1.4 — Пожарная автоцистерна АЦ-9,0-40 на базе автомобиля УРАЛ 4320

Применяется как самостоятельная боевая единица или как насосная

установка при работе в «перекачку» с одной или несколькими автоцистернами

при тушении пожаров водой, воздушно-механической пеной в населенных

пунктах и на промышленных объектах. Может эксплуатироваться, как по

бездорожью и дорогам общего пользования, так и в районах умеренного

климата с годовым перепадом температур в пределах от -45С до + 40С.

Откидные двери отсеков выполнены с телескопическими опорами для

подъема. В задней части кузова откидные подножки. Лафетный ствол может

располагаться на кабине боевого расчета или крыше кузова. Пожарно техническое вооружение размещено на крыше кузова и в отсеках с учетом

удобного доступа и быстрого съема. Надежно закреплено специальными

зажимами и другими элементами крепления.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 16

 Кузов состоит из 3-х частей: переднего отсека для ПТВ, цистерны для

воды, отсека для ПТВ совмещенного с насосным отсеком.

 От серийной коробки отбора мощности осуществляется привод насоса.

 Двухрядная кабина боевого расчета цельносварная (салонного типа).

Дополнительный обогрев – автономный дизельный отопитель.

 Обогрев насосного отсека – автономный дизельный отопитель.

По требованию заказчика завод может выполнить следующее:

 Изготовить цистерну для воды из нержавеющей стали.

 Утепление пенополиуретаном как цистерны, так и пенобака.

 Подогрев: топливозаборников, топливопроводов, фильтра тонкой

очистки и фильтра грубой очистки.

 Утепление аккумуляторного отсека.

Таблица 1.1 — Технические характеристики АЦ-9,0-40 на базе автомобиля

УРАЛ-4320

Базовое шасси УРАЛ-4320

Колесная формула 6х6

Двигатель ЯМЗ-53642-10

Номинальная мощность, л.с. 285

Скорость максимальная, км/час. 80

Объем цистерны, л. 9000

Объем пенобака, л. 540

Полная масса пожарного автомобиля,

20300

кг.

Боевой расчет, включая водителя, чел. 6

Габаритные размеры (длинна х

9,5х2,5х3,6

ширина х высота), м.

Материал цистерны Углеродистая сталь

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 17

1.2.2 Приоритет (г. Миасс)

Рис. 1.5 — Автоцистерна пожарная АЦ-9,0-70 на шасси Урал-4320

Автоцистерна пожарная АЦ-9,0-70, на рис. 1.5, на шасси Урал-4320

В заднем отсеке оборудован насосом, с производительность 70 л/с и

напором до 100 м, вмещает боевой расчет из 3 человек. Обеспечивает доставку

9000 л воды к месту пожара, пенообразователя (вместимость бака 450 л) и

Технологический процесс восстановления крышки подшипника ведущего ...

... м. Арк. № докум. Підп. Дата 1 Исходные данные Крышка подшипника первичного вала, деталь № 53-1701040, изготавливается из серого чугуна СЧ 18 ГОСТ 1412-85. Деталь является крышкой шарикового подшипника первичного вала коробки передач ...

пожарно-технического оборудования.

Таблица 1.2 — Технические характеристики АЦ-9,0-70 на шасси УРАЛ-4320

Базовое шасси УРАЛ-4320

Колесная формула 6х6

Двигатель ЯМЗ-6565

Номинальная мощность, л.с. 230

Скорость максимальная, км/час. 80

Объем цистерны, л. 9000

Объем пенобака, л. 450

Полная масса пожарного автомобиля,

21300

кг

Габаритные размеры (длинна х

9.5х2.5х3.6

ширина х высота), м.

Боевой расчет, включая водителя, чел. 3

Материал цистерны Нержавеющая сталь

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 18

1.2.3 Урал-Пожтехника (г. Миасс)

Автоцистерна пожарная объемом 9 куб. м. на шасси КАМАЗ-43118, рис.

1.6.

Рис. 1.6 — Автоцистерна пожарная АЦ-9,0-40 на базе автомобиля КАМАЗ 43118

Предназначена для доставки к месту пожара боевого расчета, запаса воды

9000л и пенообразрвателя, пожарно-технического вооружения.

Таблица 1.3 — Технические характеристики АЦ-9,0-40 на базе автомобиля

КАМАЗ-43118

Базовое шасси КАМАЗ-43118-46

Колесная формула 6х6

Двигатель КАМАЗ-740.662-300

Номинальная мощность, кВт (л.с.) 290

Скорость максимальная, км/час. 90

Объем цистерны, л. 9000

Объем пенобака, л. 540

Полная масса пожарного автомобиля, 21200

кг.

Боевой расчет, включая водителя, чел. 3

Габаритные размеры (длинна х 8,9х2,5х3,6

ширина х высота), м.

Материал цистерны Нержавеющая сталь

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 19

Применяется как боевая единица или как насосная установка при работе в

«перекачку» с одной автоцистерной при тушении пожаров водой, воздушно механической пеной в населенных пунктах. Может эксплуатироваться в

районах умеренного климата с годовым перепадом температур в пределах от 45С до + 40С по дорогам всех видов и бездорожью.

Конструктивные особенности

Откидные двери отсеков выполнены с телескопическими опорами для

подъема. В задней части кузова — откидные подножки. Лафетный ствол

располагается на крыше кузова. Пожарно-техническое вооружение — на крыше

кузова и в отсеках с учетом удобного доступа и быстрого съема. Закреплено

специальными механизмами, зажимами и другими элементами крепления.

 Кузов выполнен по модульной схеме и состоит из 3-х частей: переднего

отсека для ПТВ, цистерны для воды, отсека для ПТВ совмещенного с

насосным отсеком.

 Привод насоса осуществляется от серийной коробки отбора мощности.

 Обогрев насосного отсека обеспечивает автономный дизельный

отопитель ПЛАНАР.

По требованию заказчика завод может выполнить следующее:

 Изготовить цистерну для воды из нержавеющей стали.

 Утепление цистерны и пенобака пенополиуретаном.

 Подогрев: топливозаборников, топливопроводов, фильтра тонкой

очистки и фильтра грубой очистки.

 Утепление аккумуляторного отсека.

 Установить шторные двери отсеков.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 20

1.2.4 Unimod Group (г. Миасс)

Пожарная автоцистерна АЦ-9,0-80 на базе автомобиля КАМАЗ-43118, рис.

1.7.

Разработка технологического процесса восстановления деталей рулевого ...

... На автомобиле ГАЗ-3307 установлено рулевое управление с рулевым механизмом ... курсовом проекте я постараюсь найти дефекты рулевого механизма и более приемлемые методы устранения этих дефектов, а также расскажу про технику безопасности при проведении ремонтных работ. ... рулевого колеса в ту или другую сторону зазор постепенно увеличивается. В крайних положениях ролика зазор имеет наибольшее значение. ...

Рис. 1.7 — АЦ-9,0-80 на базе автомобиля КАМАЗ-43118

Автоцистерна пожарная АЦ-9,0-80 на шасси КамАЗ 43118 предназначена

для тушения пожаров и проведения спасательных работ. Служит для доставки

к месту пожара личного состава в количестве 3 человек, огнетушащих средств,

ПТВ и аварийно-спасательного инструмента.

Преимущества данной модели:

 Уникальная технология изготовления кузова из сборных алюминиевых

профилей с применением скрытого крепежа, который устойчив к статическим

и динамическим нагрузкам. Это позволяет добиться высокой стойкости к

коррозии;

•  Возможность модификации кузова даже во время эксплуатации;

 Емкости для воды и пенообразователя изготовлены из стеклопластика,

что позволяет добиться высокой стойкости к коррозии, проходимость в трудно

доступных местах, в связи с уменьшением веса;

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 21

 Использование собственных сэндвич-панелей для поддержания уровня

тепла и изоляции от шума, а также для комфорта;

 Есть опциональная возможность изменения параметров кабины боевого

расчета, увеличения высоты, сидений и тд;

•  Есть опциональная возможность изменения параметров кузова;
•  Использование энергосберегающего LED освещения;
•  Надежная система крепежа оборудования;
•  Надежная система управления пожарным автомобилем;

 Применение композитных материалов для увеличения срока службы

автомобиля;

•  Удобная компоновка автомобиля.

Таблица 1.4 — Технические характеристики АЦ-9,0-80 на базе автомобиля

КАМАЗ-43118

Базовое шасси КАМАЗ-43118-46

Колесная формула 6х6

Двигатель КАМАЗ-740.662-300

Номинальная мощность, кВт (л.с.) 221 (300)

Скорость максимальная, км/час. 80

Объем цистерны, л. 9000

Объем пенобака, л. 500

Полная масса пожарного автомобиля,

21 600

кг.

Боевой расчет, включая водителя, чел. 3

Габаритные размеры (длинна х

9,2х2,5х3,3

ширина х высота), м.

Материал цистерны Стеклопластик

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 22

1.2.5 Обоснование установки стеклопластиковой цистерны на пожарный

автомобиль

В ходе приведенного анализа можно сделать вывод, что производители

пожарных цистерн, из нержавеющей стали, предпочтительнее устанавливают

на разрабатываемые автомобили, а также цистерны из углеродистой стали, это

обосновывается тем, что данная конструкция проста и надежна, а также

значительно дешевле аналогов такого объема.

Компания Unimod Group пошла по иному пути, на модели пожарного

автомобиля серии АЦ устанавливаются стеклопластиковые цистерны объемом

9000 литров, собственного производства.

Таблица 1.5 — Сравнительная характеристика пожарных цистерн

Урал УСПТК Приоритет Unimod Group

Пожтехника

УРАЛ- КАМАЗ- КАМАЗ Базовое шасси Урал-4320

4320 43118-46 43118-46

Колесная

6х6 6х6 6х6 6х6

Техническая эксплуатация автомобиля

... размещается в производственном корпусе. После выполнения работ по ежедневному обслуживанию, в зависимости от необходимости, автомобили направляются на стоянку, или в зону технического обслуживания, или текущего ремонта.. Территория ...

формула

Двигатель ЯМЗ- ЯМЗ-6565 КАМАЗ- КАМАЗ 53642-10 740.662-300 740.662-300

Номинальная

285 230 290 300

мощность, л.с.

Максимальная

80 80 90 80

скорость, км/ч

Материал углеродист нержавеющая нержавеющая

стеклопластик

цистерны ая сталь сталь сталь

Объем

9 000 9 000 9 000 9 000

цистерны, л.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 23

Продолжение таблицы 1.5

Масса

1 580 1 590 1 590 480

цистерны, кг.

Общая масса

пожарного 21 250 21 300 21 200 21 600

автомобиля, кг.

Стоимость

материала для 415 650 430 560 430 560 65 460

цистерны, руб.

Стоимость

изготовления 660 000 690 000 695 000 725 000

цистерны, руб.

Стоимость

пожарного

6 250 000 6 325 000 6 676 000 6 725 000

автомобиля,

руб.

Как видно по таблице 1.5, цистерна компании Unimod Group, не смотря на

высокую стоимость пожарного автомобиля, легче своих аналогов в 3 раза,

имеет высокую прочность и выигрывает в стоимости закупаемого материала

для производства емкости.

Пожарные цистерны из стеклопластика просты в обслуживании,

устойчивы к электрохимической коррозии, способны перевозить различные

жидкости и имеют срок обслуживания 30 — 50 лет.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 24

Вывод по разделу один

В данном разделе дипломного проекта был проведен анализ

производителей пожарных автомобилей серии АЦ. В ходе анализа были

выявлены основные типы устанавливаемых цистерн, на основании

предложена установка более легкой и прочной емкости из стеклопластика.

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 25

2. ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1 Расчет тяговых и динамических характеристик автомобиля

Задачей тягово-динамического расчета — определение характеристик

двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные

свойства пожарного автомобиля и его топливную экономичность в заданных

условиях эксплуатации. Расчет проводится для пожарной автоцистерны. Для

примера взят КАМАЗ-43118 с колесной формулой 6х6, двигателем КАМАЗ

740.705-300 и коробкой передач ZF 9S1310.

Таблица 2.1 Исходные данные

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 26

Продолжение таблицы 2.1

2.1.2 Статический радиус

rс — расстояние от центра неподвижного колеса до опорной поверхности,

нагруженного только нормальной силой, , находится по формуле:

rс = 0,5 dш + Нш λ, (2.1)

где dш — посадочный диаметр шины, м;

• Нш = 0,01WBш = 0.01ˑ85ˑ425 = 0,36125 высота профиля шины, м

λ = 0,9 — для шин грузовых автомобилей с внутренним давлением 0,15 — 0,4

МПа. В дальнейших расчетах принято, что rк = rс

Подставляем в формулу:

rс = 0,5 ˑ 0,5334 + 0,36125 ˑ 0,9 = 0,5918 м

2.1.3 Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя

Таблица 2.2 Результаты расчета внешней скоростной характеристики

двигателя

Таблица 2.3

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 27

Техническая эксплуатация автомобилей (2)

... предприятий, предпринимателей, физических лиц - владельцев автотранспортных средств. Техническая эксплуатация автомобилей, выполняя свои задачи (изложенные выше), способствует повышению эффективности ... состоянии. Техническое состояние автомобиля (агрегата, механизма, соединения) определяется совокупностью изменяющихся свойств его элементов, характеризуемых текущим значением конструктивных параметров ...

2.1.4 Расчет передаточных чисел элементов трансмиссии

Минимальное общее передаточное число трансмиссии uTmin

рассчитывается как обеспечения заданной максимальной скорости автомобиля

по формуле:

где nv – частота вращения коленчатого вала, соответствующая

максимальной скорости, об/мин; rk – радиус колеса, м.

Для указанных передаточных чисел должно выполняться соотношение:

(2.2)

где u0 – передаточное число главной передачи; uкв=1 – передаточное число

высшей передачи; uдв=1 — передаточное число высшей передачи

дополнительной (раздаточной) коробки.

Определяем значение передаточного числа главной передачи по формуле:

Максимальное передаточное число uTmin рассчитывается как преодоление

заданного максимального сопротивления дороги, характеризующегося

суммарным коэффициентом сопротивления ψImax:

(2.3)

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 28

MKmax=1185 Н*м – максимальный крутящий момент двигателя.

Значение максимального передаточного числа трансмиссии, по условию

сцепления колес с дорогой, удовлетворяет неравенству:

(2.4)

где Gсц – сцепной вес автомобиля; φx=0,8 – продольный коэффициент

сцепления колес с дорогой.

Сцепной вес полно приводного автомобиля ,

где – вес приходящийся на задние колеса; kp2

• коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие задние колеса.

где L=3,8 м – база автомобиля; hЦТ=1 м – высота центра тяжести

автомобиля; α – максимальный угол подъема, преодолеваемого автомобилем.

Максимальный угол подъема

(2.5)

где f=0,015 – коэффициент сопротивления качению,

(2.4)

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 29

Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач

рассчитываются, как общий ряд передаточных чисел коробки передач

образует геометрическую прогрессию. Передаточные числа промежуточных

ступеней определяются по формуле:

(2.6)

Лист

23.05.01.2019.720 ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата 30

Таблица 2.4 Сравнение передаточных чисел №передачи 1(пониж.) 1 2 3 4 5 6 7 8 Расчетные передаточные 8,45 6,47 4,95 3,79 2,9 2,22 1,7 1,5 1

числа Передаточные

числа ZF

9,48 6,58 4,68 3,48 2,62 1,89 1,35 1 0,75 Ecomid 9 S

1310 TO

Коробка передач ZF Ecomid 9 S 1310 TO имеет приблизительно такие же передаточные числа. В дальнейших расчетах применим передаточные числа, заявленные заводом – изготовителем.

2.1.5 Расчет скорости движения автомобиля

Для всех ступеней коробки передач и дополнительной коробки рассчитываем значения скорости движения автомобиля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Расчет ведется по формуле:

(2.7)

где v – скорость автомобиля, км/ч; n — частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; rк – радиус колеса, м; u0 – передаточное число главной передачи; uк — передаточное число рассчитываемой ступени; uд — передаточное число рассчитываемой ступени дополнительной коробки.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 31 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

2.1.6 Тяговая характеристика и тяговый баланс автомобиля

Тяговая характеристика — зависимость силы тяги автомобиля от скорости движения по передачам. Значения силы тяги PT рассчитываем в отдельных точках по формуле:

(2.8)

где Мк – крутящий момент двигателя, Н*м; ηТМ – КПД трансмиссии.

Остальные значения PT рассчитаны в Excel.

Результаты расчета заносятся в таблицу и по ним строятся графики зависимости

Тяговый баланс двигателя описывается уравнением тягового и силового баланса:

(2.9)

где Рт – сила тяги автомобиля, Н; Рд – суммарная сила сопротивления дороги, Н; Рв – сила сопротивления воздушной среды, Н; Ри – сила инерции автомобиля, Н.

Величина Рд определяется по выражению:

(2.10)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 32 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

где Ga – полный вес автомобиля, Н; ψ – суммарный коэффициент сопротивления дороги.

Сила сопротивления воздушной среды Рв:

(2.11)

где kв – коэффициент обтекаемости, кг/м3; F – лобовая площадь автомобиля, м2; vв – скорость воздушного потока относительно автомобиля, км/ч.

Скорость воздушного потока равна скорости движения автомобиля.

Остальные значения Pв рассчитаны в Excel.

Сила инерции автомобиля Pи, после расчета Pд и Pв -определена как замыкающее слагаемое силового баланса.

(2.12)

=72030,7 Н

2.1.7 Расчет и построение динамической характеристики

Динамическая характеристика — зависимость динамического фактора автомобиля от скорости на разных передачах.

В каждой расчетной точке на каждой передаче динамический фактор D рассчитываем по формуле:

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 33 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

(2.13)

Остальные значения D рассчитаны в Excel, и представлены на диаграмме.

Динамическая характеристика позволяет анализировать движение автомобиля в заданных дорожных условиях (при различных значениях ψ).

При этом следует помнить, что движение автомобиля без замедления возможно только в том случае, когда динамический фактор по своей величине меньше суммарного коэффициента сопротивления дороги, т.е. при D>ψ.

2.1.8 Расчет ускорения и величины, обратной ускорению

Ускорение автомобиля j в каждой расчетной точке определяется по формуле:

(2.14)

Где g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2); δвр – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс, ψ принимаем равным 0,31.

Остальные значения j рассчитаны в Excel.

Коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля, может быть рассчитан по формуле:

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 34 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

(2.15)

Где uк – передаточное число рассматриваемой ступени коробки передач; uд — передаточное число рассматриваемой ступени дополнительной коробки передач; a=0,045 – постоянная для данного автомобиля величина.

Коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля на первой (пониж.) передаче: δвр1пониж.=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(9,48*1)2=5,07

Коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля на передаче:

δвр1=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(6,58*1)2=2,97

δвр2=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(4,68*1)2=2,01

δвр3=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(3,48*1)2=1,57

δвр4=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(2,62*1)2=1,33

δвр5=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(1,89*1)2=1,19

δвр6=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(1,35*1)2=1,11

δвр7=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(1*1)2=1,075

δвр8=1,03+a(uк1+uд)2=1,03+0,045(0,15*1)2=1,05

2.1.9 Мощностной баланс автомобиля

Уравнение мощностного баланса автомобиля получено из уравнения силового баланса автомобиля почленным умножением его на скорость автомобиля.

В общем случае уравнение мощностного баланса имеет вид:

(2.16)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 35 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Где NТ – мощность, подводимая к колесам, кВт; NK – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт; NП – мощность, затрачиваемая на преодоления сопротивления подъема, кВт; NВ – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, кВт; NИ – мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Если обозначить NК+NП=NД, то уравнение примет вид:

(2.17)

Величина мощности, подводимой к колесам:

(2.18)

Остальные значения NД рассчитаны в Excel.

Где Ne – мощность в соответствующей точке ВСХ двигателя, кВт.

Затрачиваемая на преодоление суммарного сопротивления дороги, мощность рассчитывается по формуле:

(2.19)

Остальные значения NД рассчитаны в Excel.

Рассчитанные значения заносим в таблицу.

Затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, мощность рассчитывается по формуле:

(2.20)

Остальные значения NВ рассчитаны в Excel.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 36 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рассчитанные значения заносим в таблицу.

Затрачиваемая на разгон автомобиля, мощность рассчитана, как замыкающее слагаемое мощностного баланса:

(2.21)

Остальные значения NИ рассчитаны в Excel.

Рассчитанные значения заносим в таблицу.

2.2.1 Расчет и построение графика времени разгона

Время разгона автомобиля в конечном интервале изменения скоростей от v1 до v2 выражается как определенный интеграл:

(2.22)

Для вычисления этого интеграла применим графоаналитический метод. В нем используется построенный ранее график величины, обратной ускорению.

(2.23)

(2.24)

(2.25)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 37 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

(2.26)

+

2.2.2 Расчет и построение графика пути разгона

Методика расчета и построения графика пути разгона аналогична той, которая использовалась для расчета времени разгона.

Путь разгона определяется как:

(2.27)

(2.28)

2.2.3 Расчет и построение характеристики топливной экономичности

Характеристика топливной экономичности представляет зависимость путевого расхода топлива Qs в литрах на 100 км пробега от скорости движения в заданных дорожных условиях. В дипломном проекте эта характеристика строится для одной высшей передачи переднего хода и трех вариантов дорожных условий, характеризуемых значениями суммарного коэффициента сопротивления дороги: ψ1; ψ2; ψ3.

Принимаем: ψ1= ψv=0,15; ψ2=0,5*(0,85*0,045+0,15)=0,094; ψ3=0.8*0.045=0,036.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 38 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Путевой расход топлива Qs рассчитывается по формуле:

(2.29)

Где gен=310 г/(кВт*ч) – удельный эффективный расход топлива двигателем на номинальном режиме; – коэффициент, учитывающий изменение эффективного расхода топлива от номинального в зависимости от относительной частоты вращения;

• коэффициент, учитывающий изменение эффективного расхода топлива от номинального в зависимости от относительной нагрузки;
• v – скорость автомобиля, км/ч;
• кг/л – плотность топлива.

Поправочные коэффициенты kω и ku являются функциями относительной частоты вращения n/nN и относительной нагрузки u, которая определяется по формуле:

(2.30)

Где Ne – мощность двигателя по внешней скоростной характеристике при частоте вращения, соответствующей рассматриваемому значению скорости, кВт.

Остальные значения рассчитаны в Excel.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 39 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Значения поправочных коэффициентов могут быть определены по аналитическим зависимостям, составленным на основе обработки и обобщения данных испытаний многих двигателей. Один из вариантов таких зависимостей приведен ниже:

(2.31)

Остальные значения рассчитаны в Excel.

(2.32)

Остальные значения рассчитаны в Excel.

Кроме значений QS, рассчитывается также величина предельного для данной скорости значения расхода топлива QS’ в л/100 км в предположении, что двигатель работает по внешней скоростной характеристике:

(2.33)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 40 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Таблица 2.5 Топливная экономичность

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 41 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 2.1 — Внешняя скоростная характеристика двигателя.

Рисунок 2.2 — Тяговая характеристика автомобиля

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 42 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 2.3 — Мощностный баланс автомобиля

Рисунок 2.4 — Динамический фактор

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 43 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 2.5 — Ускорение автомобиля

Рисунок 2.6 — Время и путь разгона

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 44 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 2.7 – Топливная экономичность

Рисунок 2.8 – Максимальный угол подъема автомобиля по тяге

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 45 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Выводы по разделу два

В данном разделе дипломного проекта были определены основные тягово динамические показатели автомобиля КАМАЗ-43118, максимальный угол подъема, а также время и путь его разгона.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 46 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание конструкции стеклопластиковой цистерны

Разрабатываемая цистерна, устанавливаемая на пожарный автомобиль КАМАЗ-43118, состоит из трех основных компонентов связанных друг с другом:

•  Надрамник;
•  Стеклопластиковая цистерна.

3.2 Стеклопластиковая цистерна

3.2.1 Конструкция стеклопластиковой цистерны

Стеклопластик формирует упругий, прочный и легкий, к различным нагрузкам, материал. Конструкция цистерн из стекловолокна способна заменить аналогичные емкости из нержавеющей и углеродистой стали.

Испытания показали, что удельный предел прочности, при растяжении выше, чем у большинства металлов.

Существует несколько способов формирования стеклопластиковых цистерн. Одним из них занимается компания Unimod Group — ручное формование. Оно основано на размещении материалов в открытой односторонней форме, являющейся матрицей для воспроизведения геометрии создаваемого изделия (рис. 3.1)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 47 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рис. 3.1 — Ручное формование изделий

Состоит из последовательного создания на внутренней поверхности матрицы следующих слоев:

• разделительный агент;
• гелькоут;
• слой жидкой полимерной смолы;
• армирующий слой в виде стекломата или стеклоткани.

Для получения необходимой толщины изделия используют валик, с помощью которого пропитывают армирующий слой.

При раскладке, кроме затрат времени на формирование стенок цистерны, требуется время на то, чтобы создаваемый слой затвердел и приобрел свойства готового изделия.

3.2.2 Свойства стеклопластиковых цистерн

В цистернах из стеклопластика можно перевозить в течение долгого времени различные жидкости, в том числе и щелочи, топливо, масла, кислоты

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 48 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм. и прочее. Стеклопластиковые автоцистерны отличаются высокой прочностью, долговечностью и устойчивостью к различным воздействиям. Данная емкость не подвергнется коррозии, гниению, не станет хрупкой. Выдерживает большие нагрузки. Стеклопластиковые цистерны являются прекрасной электроизоляционной конструкцией.

Ручное формование выгодно применять для изготовления пожарных цистерн.

3.2.3 Механические свойства стеклопластиковых цистерн

При небольшой плотности стеклопластик обладает высокими физико механическими характеристиками (Рис. 3.2)

Рис. 3.2 — Физико-механические свойства стеклопластика

3.2.4 Преимущества стеклопластиковых цистерн

Плюсы стеклопластиковых цистерн:

•  Срок службы от 30 до 50 лет;
•  Вес значительно меньше, чем у металлических емкостей;

 Отсутствие подогрева, так как жидкость не примерзает к

стеклопластику;

•  Высокая механическая прочность;
•  Высокая ремонтопригодность;
•  Высокая стойкость к электрохимической коррозии;

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 49 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

 Низкие затраты на пресс форму, инструмент;

•  Отвечает специфическим требованиям заказчика.

Конструкция стеклопластиковых цистерн выдерживает большие нагрузки во время движения, как по пересеченной местности, так и по дорогам общего пользования.

Согласно ГОСТ Р 53328-2009:

•  ширина надстройки пожарного автомобиля не должна превышать 2,5 м, а высота ПА в снаряженном состоянии 3,7 м;

•  высота несущей конструкции надстройки ПА не должна превышать 2,5м от уровня земли, т.к. на данный пожарный автомобиль будет установлен водо-пенный лафетный ствол габаритная высота которого находится в пределах 1,1м;

•  Вместимость бака для пенообразователя на автоцистернах пожарных должна быть не менее 6% от вместимости цистерны.

 Отклонение вместимости цистерны и бака для пенообразователя от номинальной не должно превышать:

•  от -2,0% до +5% — для вместимости до 2,0 м;
•  от -1,6% до +4% — для вместимости от 2,0 до 6,0 м;

•  от -1,0% до +3% — для вместимости свыше 6,0 м.

3.3 Проектирование цистерны

Исходя, начинаем проектировать стеклопластиковую цистерну.

Первым делом будет выполнена основание цистерны из стеклопластика:

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 50 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 3.3 –Емкость.

После изготавливаем волноломы:

Рисунок 3.4 – Волнолом

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 51 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 3.4.1 – Волнолом

Волноломы предают жесткость конструкции и гасят волны воды.

После того как были созданы волноломы, изготавливаем крышку цистерны:

Рисунок 3.5 – Крышка цистерны

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 52 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Далее все собирается в единое целое, с помощью способа — ручное формирование, используя приформовочные угольники из стеклопластика

Рисунок 3.6 –Емкость с волноломами

Устанавливаем крышку емкости

Рисунок 3.7 – Емкость в сборе

Использованию данного вида производства емкостей позволяет реализовать следующие качества:

•  Универсальность;

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 53 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

 Высокая ремонтопригодность;

•  Гибкость конструкции, маневренность;
•  Качество;
•  Долговечность конструкции;
•  Высокая стойкость к электрохимической коррозии;

 В три раза легче аналогичных цистерн из углеродистой и

нержавеющей стали;

•  Прочная конструкция;

 Стоимость закупаемого материала, для изготовления

стеклопластиковой цистерны, дешевле, чем у аналогов.

3.4 Расчет нагрузки на проектируемый автомобиль

В соответствии с ГОСТ Р 53328—2009:

Величина полной массы ПА не должна превышать 90 % величины максимальной массы, установленной для базового шасси.

Исходные данные для расчета :

Автомобиль КАМАЗ — 43118

• полная масса автомобиля – 21 600 кг;

Допустимые массы автомобиля приходящиеся на мосты:

• передний – 5 800 кг;
• задний – 15 600 кг;
• База автомобиля = 4.7 м

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 54 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рисунок 3.8 – Общий вид проектируемого автомобиля

Таблица 3.1 – Определение МЦХ проектируемого автомо1биля

Найдем нагрузку на переднюю и заднюю ось от надстройки:

(3.1)

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 55 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

(3.2)

Где m – суммарная масса надстройки.

Найдем действительную нагрузку на переднюю и заднюю ось автомобиля при полной массе:

Gп.о.= Rп.о. + mп.о (3.3)

Где mп.о – масса шасси приходящая на переднюю ось

Gп.о.= 2204+2516=4720 кг

,что не превышает допустимую нагрузку на переднюю ось автомобиля

4720 кг < 5800 кг.

Теперь определим нагрузку на заднюю ось автомобиля:

Gз.о.= Rз.т. + mз.о (3.4)

Где mз.о – масса шасси приходящая на заднюю ось

Gп.о.= 8966+5669= 14 635кг.

,что не превышает допустимую нагрузку на переднюю ось автомобиля

14635 кг < 15600 кг

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 56 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Таблица 3.2 – Результаты МЦХ проектируемого автомобиля

Исходя из полученных данных, выяснили, что величина полной массы автомобиля не превышает 90 % величины максимальной массы, установленной для базового шасси.

Выводы по разделу три

Была спроектирована цистерна. В ходе выполнения конструкторских расчетов была произведена проверка допустимой нагрузки на переднюю и заднюю ось проектируемого автомобиля.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 57 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Создание качественных машин невозможно без современных технологий изготовления, а автомобилестроение является одной из наиболее ѐмких отраслей народного хозяйства по уровню технологии и организации. Непрерывное совершенствование конструкции автомобиля влечѐт за собой увеличение производственных мощностей, техническое переоснащение цехов, внедрение новых технологических процессов, внедрение высокопроизводительных автоматических линий.

Технологический процесс является частью производственного цикла. Он непосредственно влияет на стабильность технических параметров и качество изделия.

Рационально выбранная технология обработки детали позволяет снизить еѐ себестоимость и улучшить качество продукции в целом.

4.1 Разработка технологического процесса

Технологический процесс — это последовательное изменение формы, размеров, свойств материала или полуфабриката, в целях получения детали или изделия в соответствии с заданными техническими требованиями.

Технологический процесс – часть производственного процесса, которая непосредственно связана с качественным изменением предметов природы. Технологический процесс состоит из технологических операций, выполняемых на одном рабочем месте непрерывно. В свою очередь, операция состоит из установа позиций, технологического перехода и рабочего хода.

Технологический процесс механической обработки является частью общего производственного процесса изготовления всего изделия. В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование черновых заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее оптимальных способов их обработки, т.е.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 58 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм. обработки с наибольшей производительностью и наименьшими отходами. Это направление требует непрерывного повышения точности заготовок и приближения их конструктивных форм и размеров к готовым деталям, что позволяет соответственно сократить объѐм обработки резанием, ограничивая еѐ в ряде случаев чистовыми, отделочными операциями. Снижение трудоѐмкости механической обработки заготовок, достигаемое рациональным выбором способа их изготовления, обеспечивает рост производства на тех же производственных площадях без существенного увеличения количества оборудования и технологической оснастки. Наряду с этим рациональный выбор способов изготовления заготовок применительно к различным производственным условиям определяет степень механизации и автоматизации производства.

Технологический процесс механической обработки должен проектироваться и выполняться таким образом, чтобы посредством более рациональных и экономичных способов обработки удовлетворялись требования к деталям (точность обработки и шероховатость поверхностей, взаимное расположение осей и поверхностей, правильность контуров и т. д.), обеспечивающие правильную работу собранного изделия.

На каждом этапе производственного процесса, по отдельным операциям технологического процесса осуществляется контроль над изготовлением деталей в соответствии с техническими условиями, предъявляемыми к детали для обеспечения должного качества готового изделия.

В данной части пояснительной записки приведено краткое описание технологического процесса изготовления выбранной детали.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 59 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

4.2 Выбор оборудования

4.2.1 Ножницы Пельс 16/3150

Ножницы данной серии надежны в работе, просты в эксплуатации, несложны в ремонте. Обеспечивают высокую точность отрезаемых заготовок, деталей. Система смазки и электрооборудования позволяет их эксплуатацию в условиях низких температур. Назначение и область применения: предназначены для резки листового металла с пределом прочности 500 МПа и с наибольшими размерами поперечного сечения 16х3150мм. Возможна также разрезка неметаллических листовых материалов, исключающих быстрое затупление режущих кромок ножей и растрескивание разрезаемого листа. Ножницы находят широкое применение в заготовительных цехах предприятий машиностроения, автотракторостроения, авиастроения, судостроения, сельхозмашиностроения и других отраслях промышленности.

Рис. 4.1 — Ножницы Пельс 16/3150

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 60 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Таблица 4.1 Технические характеристики Ножниц Пельс 16/3150

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 61 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

4.2.2 Пресс — PKZV — (III) 500 / 3150;

• Усилие в тоннах — 500;
• Количество ходов — 20;
• Регулировка хода от стола до ползуна вниз/вверх, мм. — 1200;
• Рис. 4.2 — Пресс PKZV — (III) 500 / 3150:

1- Нож; 2 — Стол; 3 — Основание.

Регулировка, мм. — 500;

• Размеры ползуна, мм. — 3150 * 2100;

Размеры плиты:

• длина, мм. — 3150;
• ширина, мм. — 2100;
• высота, мм. — 500.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 62 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

4.3 Описание технологического процесса изготовления детали

Деталью, для которой разрабатывается технологический процесс, является кронштейн крепления цистерны к надрамнику.

Кронштейн крепления цистерны к надрамнику для обеспечения крепления цистерны к лонжерону рамы.

Метод получения заготовки — обрубка проката (листа).

Данный метод получения заготовки позволяет добиться достаточной точности размеров заготовки при низкой себестоимости.

Материал: лист , толщиной 10 мм.

Реальная заготовка соответствует чертежу в отношении фактических припусков.

Последовательность операций установлена правильно, используемое оборудование рационально.

Технологический процесс изготовления кронштейна состоит из пяти операций. За основу взят технологический процесс на кронштейн поперечной балки.

По операциям технологический процесс в себя включает:

Операция 005 — Разрезка.

Используемое оборудование: ножницы Пельс 16/3150 N 04065. Включение кнопочное, двурукое, ход автоматический.

Переход 1: Разрезать лист на полосы, выдерживая размеры

140±0,5; 1000.

Приспособление: Ножи Бр — 21510.

Измерительный инструмент: Рулетка Р5УЗП ГОСТ 7502-98

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 63 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

2000

1000

140±0,5

Рис. 4.3 — Заготовка

Переход 2: Разрезать полосы на карты, выдерживая размеры

140±0,5; 1000.

Оборудование: Ножницы Пельс 10/2500 N 05526 N 15920;

• Приспособление: Ножи 17Бр — 170.

Время на обработку одной детали: 1,29 мин.

1000

100±0,5

Рис. 4.4 – Карта

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 64 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Расчѐт усилия пресса с параллельными режущими кромками:

Pср  2  L  S  ср 1,25 (4.1)

Pср

где — необходимое давление, Н;

• L — длина срезаемой стороны, мм;
• S — толщина заготовки, мм;

 ср

• сопротивление срезу, кгс/мм2.

Pср  2 100 10  431,25 107500Н

Время на обработку одной детали: 1,63 мин.

Операция 010 — Маркирование. ИОТ N3, Комплект СИЗ N10 СЕП 37.165.614-2002.

Инструменты и приспособления:

Ярлык МИГ УГТ 7.5 — 0.9.

Проволока 0,8 — 0 — 4 ГОСТ 3282 — 74.

Ручка шариковая ГОСТ 28937 — 91.

Оформить ярлык и закрепить на таре по МИГ УГТ 7.5 — 0.9.

Операция 015 Пробивка 2 отверстий.

Оборудование: Пресс PKZV 500/3150 (включение кнопочное, четырѐхрукое, ход одиночный).

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Рис. 4.5 — Заготовка с 2 отверстиями Ø 16,5 мм.

Инструменты и приспособления:

• Штамп Шб — 22407;
• Комплект НИ N3 СТП 37.165.614-2002;
• Штангенциркуль ШЦ--125-0,05 ГОСТ 166.

Пробить отверстия. Межцентровые размеры обеспечиваются оснасткой.

Расчѐт усилия для пробивки 2 отверстий Ø 16,5 мм:

Pср  Р  S  n  ср (4.2)

P

где — периметр отверстия, мм;

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 66 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

n — количество отверстий, шт.

Pср  3,14 16,510  2  43  44556Н  0,044 106 Н

Время на обработку одной детали: 1,29 мин.

Операция 025 Гибка угла 90º. Оборудование: Пресс PKZV 500/3150 N16316, N19481, N19547 (включение кнопочное, четырѐхрукое, ход одиночный).

Инструменты и приспособления:

• Штамп Шб — 22409;
• Комплект НИ N3 СТП 37.165.614-2002;
• Штангенциркуль ШЦ--125-0,05 ГОСТ 166;
• Радиусный шаблон Рш — 3, ГОСТ 4126 — 82.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 67 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.



Линия сгиба

87

Рис. 4.6 — Развертка

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 68 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

10*

R5

100

Рис. 4.7 — Гибка угла 900

Гнуть деталь. Размеры обеспечиваются оснасткой.

Расчѐт давления для односторонней угловой гибки:

Pср 1,25 S  B  В (4.3)

где B — длина линии гиба, мм.

 В — сопротивление разрыву, кгс/мм2.

Pср 1,2510 280 43 150500Н

Время на обработку одной детали: 1,48 мин.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 69 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Операция 030 Контроль.

1. Проверить требования согласно чертежу.

И.И. ШЦ-III-150-0,05 Штангенциркуль ГОСТ 166-89

2. Заусенцы снуть.

Операция 035 — Маркирование. ИОТ N3, Комплект СИЗ N10 СЕП 37.165.614-2002.

Инструменты и приспособления:

Ярлык МИГ УГТ 7.5 — 0.9.

Проволока 0,8 — 0 — 4 ГОСТ 3282 — 74.

Ручка шариковая ГОСТ 28937 — 91.

Оформить ярлык и закрепить на таре по МИГ УГТ 7.5 — 0.9.

Вывод по разделу четыре

В результате выполнения технологического расчета была разработана технология изготовления детали, выбрао необходимое оборудование, подобраны необходимые параментры и проведены необходимые расчеты.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 70 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

В данном разделе произведѐн расчѐт экономической эффективности компоновки пожарного автомобиля КАМАЗ-43118 и стеклопластиковой цистерны.

Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих затрат проектируемой модели по проекту.

Перечень устанавливаемого оборудования, включая стоимость шасси КАМАЗ-43118, приведѐн в таблице 5.1.

Таблица 5.1 — Основные материалы

Стоимость

Наименование Кол-во, Цена Стоимость, в т.ч.

без НДС,

агрегата шт. 1 шт., руб. руб. НДС

руб.

Надрамник

1 40 000 40 000 8 000 32 000

цистерны

Цистерна 9,0

1 725 000 725 000 145 000 580 000

стеклопластик

Автомобиль

1 2 200 000 2 200 000 440 000 1 760 000

КАМАЗ-43118

ИТОГО 2 965 000 593 000 2 372 000

Исходя из этого, материальные затраты на производство единицы продукции составляют 2 372 000 руб. без НДС.

Производственный процесс обслуживается бригадой из 10 человек (таблица 5.2).

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 71 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Таблица 5.2 — Рабочие, непосредственно занятые производством изделия

Часовая

Кол-во, тарифная

Наименование Разряд

чел. ставка,

руб./час

Слесарь механосборочных работ 5 5 190

Модельщик стеклопластиковых

• 3 220

изделий

Сварщик 5 2 200

Исходя из положения о составе затрат предприятия производится расчѐт затрат на оплату труда, результаты которого отображены в таблицах 5.3, 5.4.

Таблица 5.3 – Расчет заработной платы производственных рабочих

Показатель Ед. изм. Основные

1 Тариф на заработную плату Руб. за час 155

2 Отработанное время н/ч.(трудоемкость) 160

3 Заработная плата Руб. 24 800

4 Премия 10% Руб. 2 480

6 Район. надбавка 15% Руб. 3 720

7 Основная заработная плата Руб. 31 000

8 Отчисления ФСС 30% Руб. 9 300

9 Заработная плата без ФСС Руб. 21 700

Таблица 5.4 – Численность производственных рабочих, заработная плата и отчисления ФСС, руб.

Ед.

Наименование показателей 1год 2 год 3 год

измерен.

1 Численность рабочих, работающих по проекту, всего чел. 10 10 10

в том числе:

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 72 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Продолжение таблицы 5.4

1.1 Производственные

рабочие, непосредственно

чел. 10 10 10

занятые производством

продукции

2 Затраты на оплату труда

руб. 3 720 000 3 720 000 3 720 000

производственных рабочих:

2.1 заработная плата руб. 2 604 000 2 604 000 2 604 000

2.2 отчисления ФСС (30%) руб. 1 116 000 1 116 000 1 116 000

Исходя из вышерассчитанных норм расхода материалов в таблице 7.5 показана калькуляция на модернизацию троллейбуса.

Основные затраты — это затраты на материалы (таблица 5.1).

Транспортные расходы связаны с доставкой материалов и составляют 0,02% от стоимости материалов.

В состав статьи «Электроэнергия на технологические цели» входят расходы предприятия на различные виды топлива (жидкого, твердого и газообразного), а так же на все виды энергии (пар, воду, электроэнергию, сжатый воздух, холод и т.п.), как закупаемые предприятием, так и произведѐнные на самом предприятии, которые используются на технологические, а так же и другие нужды при производстве различных видов продукции в основном производстве и составляют 0,01% от стоимости основных материалов.

К статье «Общепроизводственные расходы» относятся затраты на организацию, содержание и управление производствами (основным, вспомогательным, обслуживающим) и составляют 5% от заработной платы производственных рабочих.

В эти затраты входят:

• стоимость используемых для обслуживания и ремонта производственного оборудования материалов, запчастей;

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 73 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

• расходы на оплату труда сотрудников, непосредственно занятых обслуживанием производства, с учѐтом отчислений на социальные нужды;
• амортизационные отчисления и затраты на ремонт основных средств и иного имущества, используемого в производстве;
• стоимость демонтажа оборудования, а так же затраты на материалы, детали, различных закупаемых полуфабрикатов, используемых при настройке оборудования;
• амортизация нематериальных активов, используемых в производстве;
• расходы, связанные с эксплуатацией основных средств, непосредственно связанных с производством;
• стоимость недостач, а так же потерь от простоев, порчи имущества в производстве и на складах и т. п.

В состав статьи «Общехозяйственные расходы» входят затраты, не связанные с производственным процессом непосредственно и составляют 8% от заработной платы производственных рабочих.

В состав этих затрат входят:

• административно-управленческие расходы;
• содержание общехозяйственного персонала;
• амортизация и расходы на ремонт основных средств управленческого и общехозяйственного назначения;
• плата за аренду помещений общехозяйственного назначения;
• расходы на оплату информационных, аудиторских, консультационных и других типов услуг;
• другие аналогичные по назначению управленческие расходы.

Затраты на оплату труда — это заработная плата рабочих.

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 74 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Отчисления ФСС – это обязательные страховые взносы в Фонды социального страхования (30% от заработной платы производственных рабочих).

В состав статьи «Коммерческие расходы» входят расходы, связанные с продажей продукции, товаров, работ, услуг и составляют 0,01% от производственной себестоимости.

К ним относятся расходы:

• на фасовку и упаковку;
• на доставку и погрузку;
• на комиссионные сборы (отчисления), уплачиваемые посредническим организациям;
• на аренду и содержание помещений, предназначенных для хранения и продажи продукции (товаров);
• на хранение товаров;
• на заработную плату продавцов;
• на рекламу;
• на представительские расходы;
• на другие аналогичные расходы.

Норма прибыли может определяться исходя из различных критериев, например, по относительному показателю – рентабельности продукции, либо исходя из соотношения спроса и предложения. Для упрощения расчетов норма прибыли установлена в размере 20% от полной себестоимости. [26]

Лист

23.05.01.2019.720.ПЗ 75 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Изм.

Таблица 5.5 – Калькуляция затрат на изготовление одного изделия

Статьи затрат Сумма (руб.)

Основные материалы 2 372 000

Транспортные расходы 47 440

Электроэнергия на технологические

цели

Расходы на оплату труда 372 000

Отчисления с заработной платы 111 600

Общепроизводственные расходы 18 600

Общехозяйственные расходы 29760

Производственная себестоимость 2 951 430

Коммерческие расходы 29514,3

Полная себестоимость 2 980 944

Прибыль 596 189

Цена 3 577 133