Электроусилитель авто - курсовой

Содержание

Структура

Титульный лист

Задание на дипломный проект

Реферат

Оглавление

Введение

1 Анализ хозяйственной деятельности ОАО «Белебеевское АТП»

  1.2 Анализ трудовых ресурсов и их использование

  1.3 Анализ показателей рентабельности

2 Разработка электроусилителя

  2.1 Анализ существующих конструкций

  2.2 Описание разработки

  2.3 Расчет узлов

3 Расчет элементов рулевого управления

4 Технологическая часть (установка и ТО электроусилителя руля)

5 Безопасность и экологичность проекта

  5.1 Обеспечение условий безопасности труда в ОАО «Белебеевское АТП»

  5.2 Особенности обеспечения безопасности при эксплуатации трактора    Т-30-69 с электроусилителем, встраиваемый в рулевую колонку 

  5.3 Мероприятия по охране окружающей среды

  5.4 Мероприятия по защите населения и ценностей

в чрезвычайных ситуациях

6 Экономическая часть

Заключение

Список литературы 

Приложения

Графическая часть

1 Анализ хозяйственной деятельности

2 Анализ существующих конструкций

3 Функциональная схема (по разработке)

4 Сборочный чертеж

5 Деталировка

6 Монтажный чертеж

7 НИР (эргономический расчет)

8 Технологическая карта (установка электроусилителя)

9 Экономическая часть

1 АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОАО «Белебеевское АТП»

1.1 Местоположение и краткая характеристика хозяйства

Белебеевское АТП находится в г. Белебей в 190 км от республиканского центра. Предприятие начинает свою историю с 1939 года когда была сформирована транспортная артель, в 1950 году предприятие вошло в состав объединения «Башавтотранс». В 1972 году Белебеевское АТП объединилось с Приютовской автотранспортной колонной и продолжило свою деятельность под новым названием Белебеевская автотранспортная колонна № 1834.

Данное предприятие специализируется на выполнении следующих видов работ и услуг: обслуживание промышленного и дорожного строительства, перевозка людей по городским, пригородным, междугородним и межобластным маршрутам. 

Зона обслуживания предприятия обхватывает близлежайшие районы Ермекеевский, Бижбулякский, Белебеевский, осуществляются рейсы межобластного сообщения. Грузовой парк Белебеевского АТП также расширяет границы своей деятельности и кроме перевозок в границах республики осуществляет доставку грузов в г. Москва и Московскую обл., Новосибирск, Челябинск и Тюменскую область.

Основными конкурентами в выполнении работ и услуг в данной сфере являются Туймазинское АТП (г. Туймазы) и Октябрьское АТП (г. Октябрьский). 

Расположение предприятия благоприятно для предоставления рынка автотранспортных услуг (30 км от трассы Москва – Челябинск).  

В организационной системе управления автотранспортным предприятием можно выделить три самостоятельных блока управления: эксплуатационный, технический и экономический, каждый из которых подчиняется соответствующему руководителю

Финансовая и производственная деятельность предприятия осуществляется на основании текущих и перспективных планов, самостоятельно разрабатываемых и утверждаемых руководством Белебеевского АТП. Прибыль, остающаяся у предприятия после уплаты налогов и иных платежей в бюджет, поступает в полное распоряжение и использование предприятием самостоятельно.

 Анализ трудовых ресурсов и их использование

Выручку от выполняемых работ, среднесписочную численность работников и их среднегодовую заработную плату принимаем из годового бухгалтерского отчета.

Из полученных данных видно, что абсолютное отставание прироста заработной платы по сравнению с ростом производительности труда, за рассматриваемый период, составляет 130,8 %. Это говорит о том, что рост производительности труда при незначительном росте заработной платы ведет к повышению получаемой прибыли и уменьшению затрат по заработной плате на выполнение работ. В итоге улучшается финансовое положение предприятия.

 1.3 Анализ показателей рентабельности

Основные финансово-экономические показатели предприятия за три года  приведены в таблицах 1.3, 1.4.

Значения выручки, среднесписочной численности персонала и среднегодовые стоимости основных и оборотных фондов принимаем из годового бухгалтерского отчета предприятия за 2006 , 2007 и 2008 годы.

Разработка электроусилителя

2.1 Анализ существующих конструкций рулевых механизмов 

     

Рулевое управление  с механическим приводом (рисунок 2.1) представляет собой винтовую пару, размещенную в нижней части рулевой колонки. На конец рулевого вала, имеющего трапецеидальную резьбу, навинчивают фасонную гайку, соединенную шарнирно со спаренным рычагом. Рычаг установлен на валу сошки, на шлицевом конце которого последовательно закреплены сошка и продольная тяга привода рулевого управления. Вращение рулевого колеса через шлицевое соединение передается валу и гайке, благодаря чему обеспечивается поворот спаренного рычага и сошки. В верхней части рулевого вала имеется коническая ведущая шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней реверса руля. При реверсивном управлении рулевое колесо оборудуют на вале шестерни.

Рулевое управление  с гидроусилителем (рисунок 2.2) выполнен в одном агрегате с механизмом управления. Кроме гидроусилителя, в управление входят рулевой привод, а также привод рулевого механизма, соединяющего рулевое колесо с гидроусилителем. Привод рулевого механизма состоит из двух трубчатых валов, соединенных между собой шарнирной муфтой. Передний вал имеет шлицевую втулку, надетую на наружный конец червяка механизма рулевого управления. Задний вал, на котором оборудовано рулевое колесо, смонтирован в специальной стойке на двух втулках. Стойка рулевого вала закреплена на кронштейне рычагов управления гидросистемой. 

Механизм рулевого управления (двухзаходный червяк и косозубый сектор) установлен на корпусе. Внутренняя полость корпуса используется в качестве масляного бака гидроусилителя. Силовой цилиндр к гидроусилителю крепится крышками и четырьмя болтами. Поршень цилиндра уплотнен резиновыми и двумя кожаными кольцами. Сектор одновременно находится в зацеплении с червяком и рейкой штока. Зацепление червяк - сектор  регулируется поворотом эксцентричной регулировочной крышки втулки, зацепление рейка - сектор - изменением числа прокладок под фланцем упора. Сектор и сошка посажены на поворотный вал на конических прямоугольных шлицах. Золотник распределителя смонтирован на хвостовике червяка. Корпус распределителя закреплен болтами на корпусе усилителя. 

Центрирующие пружины удерживают золотник в нейтральном положении. Ползуны, на которые воздействуют пружины, с одной стороны упираются в корпус усилителя, с другой - в крышку распределителя и частично в упорные шайбы. В клапанной крышке размещен предохранительный клапан, ограничивающий давление масла в пределах 7580 кгс/см 2 . Предохранительный клапан состоит из шарика, седла, пружины, двух алюминиевых прокладок и регулировочной пробки. 

К особенностям работы рулевого управления с гидроусилителем относится возможность обеспечения им как механической, так и гидравлической связи между рулевым и направляющим колесами. Поворот направляющих колес при малых сопротивлениях повороту происходит без включения в работу гидроусилителя, потому что осевое усилие на червяке недостаточно для сжатия центрирующих пружин и перемещения золотника. В этом случае червяк поворачивает зубчатый сектор и поворотный вал, далее через сошку усилие передается на рулевую трапецию и направляющие колеса.

Если при больших сопротивлениях повороту осевое усилие на червяке превышает усилие предварительного сжатия пружин, центрирующих золотник распределителя, начинает действовать гидравлическая система. Осевой сдвиг вызывает перемещение золотника, обеспечивая подачу масла в соответствующую полость цилиндра. При повороте рулевого колеса червяк навинчивается на сектор или свинчивается с него до упора шайб в корпус и перемещает золотник, который открывает каналы распределителя. Масло, подаваемое насосом, под давлением поступает в одну из полостей силового цилиндра и перемещает поршень и шток. Шток, воздействуя через рейку на сектор, поворачивает вал и сошку в одну или другую сторону в зависимости от направления поворота рулевого колеса. При давлении выше 7580 кгс/см 2                                                

масло отжимает шариковый предохранительный клапан и, минуя распределитель, поступает в сливную полость гидроусилителя.

Двухконтурные схемы гидрообъёмного рулевого управления (рисунок 2.3) применяются для колесных тракторов тягового класса 3,0 и выше. В них масло от гидронасоса к исполнительному гидроцилиндру поступает по двум гидравлическим цепям. 

Усилитель потока управляет потоком масла, поступающим от насоса к гидроцилиндру в соответствии с направлением и величиной управляющего потока, задаваемого насосом - дозатором. Усилитель потока состоит из распределительного золотника, регулятора давления, малого и большого дросселей, регулятора потока и обратного клапана. Порядок работы рассматриваемой системы при повороте трактора состоит в следующем. При повороте рулевого колеса золотник насоса дозатора смещается из нейтрального положения в сторону, зависящую от направления через дозатор (мотор-насос) под соответствующий торец золотника и перемещает его в противоположное крайнее положение. При этом создается давление и под торцом регулятора давления. Масло от насоса-дозатора через малый дроссель и золотник поступает к соответствующей полости силового гидроцилиндра. Одновременно масло через обратный клапан, регулятор давления, большой дроссель и золотник также попадает в гидроцилиндр. Так как регулятор давления уравновешивает давление перед дросселями, расход масла будет пропорционален площадям их проходных сечений. Изменяя площадь проходного сечения дросселя, можно в достаточно широких пределах менять величину расхода масла.

При прекращении подачи масла от насос - дозатора золотник усилителя потока под действием пружин возвращается в нейтральное положение и запирает полости гидроцилиндра. Разгрузка гидронасоса на слив масла в бак происходит через регулятор потока и насос - дозатор.

При неработающем гидронасосе дозатор работает от рулевого колеса, а всасывание масла производится через два обратных клапана. При этом усилие на рулевом колесе существенно не возрастает, но значительно увеличивается число оборотов рулевого колеса для выполнения поворота трактора.        

Электрический усилитель руля (ЭУР) - электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. В конструкции современного автомобиля электроусилитель рулевого управления постепенно заменяет гидроусилитель руля.

Основными преимуществами электроусилителя руля в сравнении с гидроусилителем рулевого управления являются: 

- удобство регулирования характеристик рулевого управления; 

- высокая информативность рулевого управления; 

- высокая надежность в связи с отсутствием гидравлической системы; 

- топливная экономичность, обусловленная экономным расходованием энергии. 

Наиболее совершенным с точки зрения конструкции является электромеханический усилитель рулевого управления. Известными конструкциями такого усилителя являются:

- электромеханический усилитель руля с двумя шестернями (рисунок 2.4);

- электромеханический усилитель руля с параллельным приводом (рисунок 2.5).

Электромеханический усилитель рулевого управления имеет следующее устройство: 

- электродвигатель усилителя; 

- механическая передача; 

- система управления. 

Электроусилитель руля объединен с рулевым механизмом в одном блоке. В конструкции усилителя устанавливается, как правило, асинхронный электродвигатель. 

Механическая передача обеспечивает передачу крутящего момента от электродвигателя к рейке рулевого механизма. В электроусилителе с двумя шестернями одна шестерня передает крутящий момент на рейку рулевого механизма от рулевого колеса, другая – от электродвигателя усилителя. Для этого на рейке предусмотрены два участка зубьев, один из которых служит приводом усилителя. 

В электроусилителе с параллельным приводом усилие от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма с помощью ременной передачи и специального шариковинтового механизма. 

Система управления электроусилителем руля включает следующие элементы: 

- входные датчики; 

- электронный блок управления; 

- исполнительное устройство. 

К входным датчикам относятся датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента на рулевом колесе. Система управления электроусилителем руля также использует информацию, поступающую от блока управления ABS (датчик скорости автомобиля) и блока управления двигателем (датчик частоты коленчатого вала двигателя). 

Электронный блок управления обрабатывает сигналы датчиков. В соответствии с заложенной программой вырабатывается соответствующее управляющее воздействие на исполнительное устройство – электродвигатель усилителя. 

Электроусилитель руля обеспечивает работу рулевого управления автомобиля в следующих режимах: 

- поворот автомобиля; 

- поворот автомобиля на малой скорости; 

- поворот автомобиля на большой скорости; 

- активный возврат колес в среднее положение; 

- поддержание среднего положения колес. 

Поворот автомобиля осуществляется поворотом рулевого колеса. Крутящий момент от рулевого колеса передается через торсион на рулевой механизм. Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего момента, угол поворота рулевого колеса – датчиком угла поворота рулевого колеса. Информация от датчиков, а также информация о скорости автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, передаются в электронный блок управления. Блок управления рассчитывает необходимую величину крутящего момента электродвигателя усилителя и путем изменения величины силы тока обеспечивает ее на электродвигателе. Крутящий момент от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма и далее, через рулевые тяги, на ведущие колеса. 

Таким образом, поворот колес автомобиля осуществляется за счет объединения усилий, передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя усилителя. 

Поворот автомобиля на небольшой скорости обычно производится при парковке. Он характеризуется большими углами поворота рулевого колеса. Электронная система управления обеспечивает в данном случае максимальный крутящий момент электродвигателя (т.н. «легкий руль»). 

При повороте на высокой скорости, напротив электронная система управления обеспечивает наименьший крутящий момент (т.н. «тяжелый руль»). 

Система управления может увеличивать реактивное усилие, возникающее при повороте колес. Происходит т.н. активный возврат колес в среднее положение. 

При эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность в поддержании среднего положения колес (движение при боковом ветре, разном давлении в шинах). В этом случае система управления обеспечивает коррекцию среднего положения управляемых колес.

2.2 Описание разработки

Электромеханический усилитель руля (ЭМУР) представляет собой безредукторную электромеханическую систему с электронным управлением, предназначенную для уменьшения усилия, прикладываемого к рулевому колесу водителем, и повышения быстродействия выполнения команды на изменение направления движения.           

Электроусилитель рулевого управления, встраиваемый в рулевую колонку трактора, содержит корпус, датчик момента в составе торсиона и измерителя угла скручивания торсиона, вал рулевого управления, состоящий из входного вала и выходного, электромеханизм компенсирующего момента в составе электродвигателя с полым ротором, связанным с выходным валом и установленным на двух подшипниках. Выходной вал охвачен установленным на нем полым ротором. Корпус выполнен состоящим из двух объемов с разновеликими радиальными размерами относительно оси рулевого вала. В первом объеме, являющимся корпусом электродвигателя, размещаются частично входной вал с полым участком, торсион и частично выходной вал с полым участком, на котором закреплен охватывающий его ротор, а во втором объеме – измеритель угла скручивания торсиона и, частично, входной и выходной валы. Первый объем содержит две торцевые сверху, как правило, содержащие продольные цилиндрические участки, с основаниями в виде сегмента круга.

Часть выходного вала, расположенная вне первого объёма корпуса, содержит концевую шлицевую часть, на которой крепится вилка промежуточного вала. Части входного вала и выходного вала, находящиеся внутри первого объема, имеют шлицевые части, свободно заходящие друг в друга для подвижного соединения между собой при малых крутящих нагрузках на рулевой вал, а при больших нагрузках шлицы частей упираются друг в друга, определяя максимальный угол скручивания торсиона. Торсион размещается в полых участках входного и выходного валов.

Измеритель угла скручивания торсиона содержит неподвижный элемент – корпус и два подвижных элемента. Выступами на корпусе измеритель устанавливается и фиксируется в пазах второго объема. Подвижный элемент соединяется с шлицевой частью входного вала, а подвижный элемент – с торцом выходного вала.

Поверхность торцевой стенки первого объёма отстоит от торца выходного вала на расстояние, равное, по меньшей мере, двойной длине концевой шлицевой части вала. К торцевой стенке крепится опора электорусилителя, а к торцевой стенке второго объёма крепится кожух входного вала с опорой верхней.

Входной вал установлен на двух подшипниках и в торцевой стенке второго объёма и в кожухе.

Поворот колес осуществляется поворотом рулевого колеса. Крутящий момент от рулевого колеса передается через торсион на рулевой механизм. Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего момента, угол поворота рулевого колеса – датчиком угла поворота рулевого колеса. Информация от датчиков передаются в электронный блок управления. Блок управления рассчитывает необходимую величину крутящего момента электродвигателя усилителя и путем изменения величины силы тока обеспечивает ее на электродвигателе. Крутящий момент от электродвигателя передается на рулевой механизма и далее, через рулевые тяги, на ведущие колеса.

Предлагаемый электромеханический усилитель рулевого управления работает следующим образом. При повороте рулевого колеса водителем возникает момент на входном валу, происходит рассогласование между входным и выходным валами. Расположенный между ними упругий элемент торсион скручивается на угол, пропорциональный величине момента. Величина этого угла определяется датчиком момента. Этот угол является заданием на систему управления двигателем. При превышении момента на входном валу заданного минимального момента блок управления электродвигателем вырабатывает силовой управляющий сигнал, приложенный к обмоткам электродвигателя, для создания на рулевом механизме требуемого компенсирующего момента. При этом величина сигнала на обмотке формируется с учетом сигналов датчика положения ротора и датчика момента на руле. В блок управления поступают сигналы от датчика скорости и датчика числа оборотов коленчатого вала. При увеличении скорости компенсирующий момент падает. 

Таким образом, поворот колес трактора осуществляется за счет объединения усилий, передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя усилителя.

Основные технические характеристики электроусилителя:

- напряжения питания (номинальное) - 12 В;

- максимальный компенсирующий момент - 35 Нм;

- максимальный ток потребления - 50 А;

- ток потребления (усилие на рулевом колесе приложено, выходной вал усилителя заблокирован) - не более 15 А;

- масса электроусилителя вместе с рулевой колонкой - 12кг.

Разработка технологии проверки электрогидроуправляемых форсунок

  Технологическая карта - единственный рабочий документ, в котором отражены все вопросы, связанные с изготовлением деталей или сборкой изделий.         Она является организующим началом технологического процесса производства изделий. Это полный источник информации для рабочего и мастера о последовательности выполнения работы на рабочих местах; об оборудовании, приспособлениях и инструменте, материалах и энергетических источниках, требованиях к изделию до и после выполненной операции. Технологическая карта определяет не только операции или приемы, связанные с качественным изменением материалов, заготовок, но и правила их перемещения, хранения, методы контроля и испытания, особые правила техники безопасности и промышленной санитарии, которые нужно соблюдать при выполнении операции. В ней приведены разряд работы и сведения, связанные с нормированием трудовых затрат.    

  В соответствии с темой дипломного проекта необходимо разработать технологию проверки электрогидроуправляемых форсунок с использованием представленного стенда. Технологический процесс представляется в следующем виде:

4.1 Установить  форсунку на стенд при помощи ключа S14, трудоемкость данной операции составляет 0,03 чел.-ч;

4.2 Подключить к установленной форсунке датчики, топливопроводы, закрепить форсунку на стакане, при помощи ключей  S13 S17, трудоемкость данной операции составляет 0,05 чел.-ч;

4.3 Проверить инжектор (включение стенда):

    4.3.1 Проверить инжектор на режиме пуска, при помощи измерительного комплекса и персонального компьютера, трудоемкость данной операции составляет 0,05  чел.ч;  

    4.3.2 Проверить инжектор на режиме холостого хода, при помощи измерительного комплекса и персонального компьютера, трудоемкость данной операции составляет 0,025 чел.-ч;

    4.3.3 Проверить инжектор на номинальном режиме работы, при помощи измерительного комплекса и персонального компьютера, трудоемкость данной операции составляет 0,016 чел.-ч;

    4.3.4 Проверить инжектор на режиме максимальной нагрузки, при помощи измерительного комплекса и персонального компьютера, трудоемкость данной операции составляет 0,016 чел.-ч;

    4.3.5 Проверить инжектор на герметичность, при помощи измерительного комплекса и персонального компьютера, трудоемкость данной операции составляет 0,008 чел.-ч;

4.4 Проанализировать полученные параметры и выявить состояние форсунки, трудоемкость данной операции составляет 0,016 чел.-ч;

4.5 Отсоединить датчики, топливопроводы, стакан, при помощи ключей S13 S17, трудоемкость данной операции составляет 0,05 чел.-ч;

4.6 Снять форсунку со стенда, при помощи ключа S14, трудоемкость данной операции составляет 0,03 чел.-ч.

Стенд обслуживается одним человеком, общая трудоёмкость проверки одной форсунки составляет  0,291 чел.-ч.