Измеритель параметров света фар ИПФ-01

ипф 01.cdw

Техническая характеристика:
Высота подъема измеительного блока 25-160 см
Диапазон измерения силы света внешних
Время задержки светового сигнала 0-2
Направление светового пучка 0-140 мин
Технические требования
Не трогать жирными руками.
Своевременно протиратть прибор.
Не подвергать вибрации.
Поверхность пола должна быть ровной.
Нельзя допускать попадания воды в оптический
КП 19.06.01.10.26.00.000.002.

ИПФ 01.docx

Федеральное агентство по образованию
Вологодский государственный технический университет
Факультет «Промышленного менеджмента»
Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Дисциплина: «Основы проектирования и эксплуатации
технологического оборудования»
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
КП ОП и ЭТО 19.06.01. РПЗ
Измеритель параметров света фар ИПФ-01
Общая рекомендация . 6
Описание обзор и анализ измерителей параметров света фар .7
Назначение и область применения .. .9
Технические характеристики ..11
Общие указания по эксплуатации 13
Прочие требования ..14
2 Демонтаж и утилизация 15
Расчет стойки на прочность 17
Расчет стойки на выносливость .19
Расчет стойки на устойчивость 21
Расчёт рамы опоры на изгиб .22
Расчёт сварного соединения .25
Технико-экономическая оценка конструкции 27
Список использованных источников 30
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики так как основные производственные процессы выполняют машины.
Прибор для регулировки лучей света фар предназначен для проведения проверок и выполнения регулировки лучей света фар мотоциклов легковых и грузовых автомобилей. Изучение основ проектирования технологического оборудования способствует их развитию и совершенствованию.
При выполнении курсовой работы студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству учится предвидеть новые идеи в создании машин.
В то же время проект по прибор для регулировки лучей света фар является для студента самостоятельной разработкой машины в целом с взаимосвязанными механизмами и металлоконструкциями. При работе над курсовой работой прибор для регулировки лучей света фар у студента возникает много вопросов по выбору схемы и основных параметров механизмов и металлоконструкций выбору конструкции отдельных узлов компоновки узлов и механизмов методики и последовательности расчета определение конструктивных размеров деталей с учетом условий их работы.
Курсовая работа выполняется студентом индивидуально. Представляет собой совокупность конструкторских документов: графических (чертежи схемы) и текстовых (пояснительная записка спецификации). Правила порядок разработки и оформление конструкторских документов регламентированы комплексом стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Пояснительную записку выполняют на листах формата А4 и содержит объем около 35 страниц. Графическая часть состоит из двух листов формата А 1. На первом листе выполняется кинематическая схема механизма с таблицей расчета основных параметров на втором — чертеж общего вида который включает полную информацию о всем изделия в целом его эксплуатационной характеристике основных размерах взаимной связи отдельных сборочных единиц и деталей о присоединительных поверхностях и их размерах.
Рис.1 Измеритель параметров сета фар. Общий вид.
– Тележка; 2 – Штатив; 4 – Оптический визир системы ориентации; 5 – Измерительный блок.
Перед использованием прибора для регулировки лучей света фар автомобиля внимательно изучить техническое описание и руководство по эксплуатации на проверяемый прибор и приборы применяемые при проверке.
К проверке допускаются лица прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе на электроустановках.
Перед проведением проверки должны быть выполнены следующие работы: все детали прибора и средства проверки должны быть отчищены от пыли и грязи; приборы должны быть заземлены.
Всегда устанавливайте автомобиль на ручной стояночный тормоз.
Не подвергайте прибор для регулировки лучей света фар вибрациям воздействию прямых солнечных лучей и избегайте резких изменений температуры. Не допускайте попадания на прибор воды или других жидкостей.
Описание обзор и анализ измерителей параметров света фар
Наименование: ИПФ-01
Тип: Измерители параметров света фар автотранспортных средств
ТУ: ТУ 44 3100-048-21298618-2007
Краткое тех. описание:
Для проверки технического состояния и регулировки внешних световых приборов транспортных средств в соответствии с требования ГОСТ Р 51709-2001. Для: измерения углов наклона светового пучка фар автомобилей измерения силы света внешних световых приборов измерения времени от момента включения указателей поворота до появления первого проблеска измерения частоты следования проблесков указателей поворота измерения соотношения длительности горения указателей поворота ко времени цикла. Для подключения к диагностической линии при проведении комплексного технического осмотра состояния автомобилей с возможностью передачи измеренных характеристик в персональный компьютер. Для применения в производстве и после ремонта на автопредприятиях и автомобильных заводах а также при государственном техническом осмотре автотранспортных средств на диагностических станциях в практической работе ГИБДД.
Существуют аналоги такие как измеритель параметров света фар
С-110 (рис.1) прибор для проверки и регулировки внешних световых приборовОПК (рис.2) Прибор для проверки и регулировки внешних световых приборов без связи с ПК по RS-232 ОПК-С (рис.3)
Основные различия: наличие связи с ПК габаритные размеры и масса.
Главное сходство: служат для проверки технического состояния и регулировки внешних световых приборов транспортных средств в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51709-2001 "Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию и методы проверки".
Измеритель параметров света фар
Прибор для проверки и регулировки внешних световых приборовОПК
Прибор для проверки и регулировки внешних световых приборов без связи с ПК по RS-232 ОПК-С
Назначение и область применения
1. Измеритель параметров света фар автотранспортных средств ИПФ-01 (далее по тексту - прибор) предназначен для проверки технического состояния и регулировки внешних световых приборов транспортных средств в соответствиями с требованиями ГОСТ Р 51709-2001 “Авто транспортные средства. Требования к техническому состоянию и методы проверки”.
Прибор позволяет проводить следующие измерения:
- измерение углов наклона светового пучка фар автомобилей;
- измерение силы света внешних световых приборов;
- измерение времени от момента включения указателей поворота до появления первого проблеска;
- измерение частоты следования проблесков указателей поворота;
- измерение соотношения длительности горения указателей поворота ко времени цикла.
Прибор может подключаться к диагностической линии при поведении комплексного технического осмотра состояния автомобилей с возможностью передачи измеренных характеристик в персональный компьютер.
2. Прибор может использоваться в дорожных условиях на специально выбранных площадках или участков автодорог имеющих асфальтобетонное или цементобетонное покрытие а также в стационарных условиях автохозяйств и владельцев частных автомобилей.
3. Вид климатического исполнения – УХЛ4 по ГОСТ 15150-69.
4. Прибор предназначен для работы в следующих условиях эксплуатации:
- температура окрущающей среды от - 10С до +40С при выполнении работ по определению и регулировке направления светового потока по изменению силы света и временных параметров проблесков прерывателей поворора;
- относительная влажность до 100% при температуре +25С;
- атмосферное давление 73-106 кПа (550-800 мм рт.ст.)
Электропитание прибора может осуществлятся:
- от сетевого блока питания с выходным постоянным напряжением 10-14В допускающего ток нагрузки 500 мА.
- от аккумулятора (или прикуривателя) проверяемого транспортного средства.
Подключение к аккумулятору или прикуривателю производится с помощью кабеля входящего в комплект поставки;
- от собственной аккумуляторной батареи напряжением 10-14 В.
Техническая характеристика
1. Тип прибора – стационарный передвижной.
2. Способ определения угла наклона светового пучка – по положению светотеневой границы на экране прибора относительно разметки.
Диапазон измерения углов наклона светового пучка в вертикальной плоскости угл.мин
3. Высота подъема измерительного блока мм
4. Ориентирование оси измерительного блока прибора относительно оси симметрии транспортного средства – при помощи оптического визира.
5.Предел допускаемой абсолютной погрешности измерений углов наклона светового пучка в вертикальной плоскости угл.мин
6. Предел допускаемой абсолютной погрешности установки измерительного блока прибора в горизонтальной плоскости угл.мин
7. Диапазон измерения силы света внешних световых источников кд не менее
Предел допускаемой относительной погрешности измерения силы света внешних световых источников %
8. Диапазон изменения частоты следования световых проблесков фонарей указателей поворота Гц
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты следования световых проблесков фонарей указателей поворота Гц
9. Диапазон измерения соотношения длительности горения источника света фонарей указателей поворота ко времени цикла %
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения соотношения длительности горения источника света указателей поворота ко времени цикла%
10. Диапазон изменения времени от момента включения фонарей указателей поворота до появления первого проблеска сек
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени от момента включения фонарей указателей поворота до появления первого проблеска сек
11. Величина компенсации от засветки посторонних источников света кд не менее
12. Габаритные размеры прибора мм
13. Маса прибора кг не более
14. Прибор допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течении 8 часов при сохранении своих технических характеристик установленных ТУ.
15. Наработка на отказ не менее 2000 часов
Общие указания по эксплуатации
Состояние площадки является решающим для правильной работы с прибором. Площадка (необязательно горизонтальная – допускаемый продольный уклон до 5 на всей базовой длине транспортного средства и прибора) должна быть ровной. Допускаемая неровность в зоне установки самого прибора (шириной 1800 мм от передней части кузова и 2500 мм вдоль передней части кузова автомобиля) должна быть не более ± 10 мм в зоне расположения автомобиля не более 3 мм.
На площадке (участок расположения автомобиля) могуп быть выбоины глубиной не более 10 мм и площадью – не более 5 мм2. На 1м2 должно быть не более 2 выбоин. В местах установки прибора наличие выбоин не допускается. Поскольку эти замечания соответствуют требованиям к участкам дорог 1 категории Такую площадку можно найти на отрезке дорожного полотна соответствующей категории либо подготовить специально согласно приведенных требований.
При проведении проверки должны соблюдаться следующие условия:
Температура окружающей среды С
Относительная влажность воздуха %
Атмосферное давление кПа
Напряжение и частота питающей сети В Гц
Настоящий прибор для регулировки света фар автомобиля оборудован уровнем для регулировки горизонтального положения прибора расположенного внутри корпуса оптического элемента прибора и видимого через прозрачную панель при направлении луча фар на оптический элемент.
Если необходимо выровнять оптический элемент отпустите расположенную на корпусе рукоятку и произведите установку прибора в горизонтальное положение. Затем снова зафиксируйте рукоятку. Эта операция может быть необходимой каждый раз при проведении проверок в местах установки прибора на различных поверхностях.
Основание оптического прибора с тремя колесами оснащено регулировочными винтами-эксцентриками установленными на внутренней стороне колеса. Для регулировки поверните винт-эксцентрик в требуемом направлении. Если эти регулировки были выполнены на заводе-изготовителе то в повторном их выполнении пользователем нет необходимости.
При правильной эксплуатации прибора в частом периодическом техническом обслуживании нет необходимости. Требуется только периодическая калибровка оптического элемента прибора который легко снимается со стойки после ослабления крепежных винтов.
Рекомендуется защищать прибор от попадания на него пыли если прибор не используется в течение длительного периода времени. Для этой цели используется поставляемый дополнительно пластмассовый кожух для защиты оптического элемента.
При очистке прибора используйте влажную мягкую ткань. Удаляйте все пятна. Краска нанесенная на корпус прибора является стойкой к применению моющих средств. Для удаления пятен не используйте масел и спиртосодержащих жидкостей.
Не храните прибор в местах накопления паров жидкостей вызывающих коррозию например в местах заряда аккумуляторных батарей или в зонах проведения окрасочных работ.
2. Демонтаж и утилизация
При изготовлении прибора использованы следующие материалы:
-Пластика (пластмассовых колес крышки из органического стекла рукояток и других деталей);
-Меди (в стойке и механических компонентах);
-Бумаги и картона (Инструкция по эксплуатации и упаковочные материалы)
Преимущественно прибор изготовлен из стали поэтому при его демонтаже и утилизации следует руководствоваться требованиями правил утилизации оборудования действующими в стране размещения прибора.
Основные требования к колёсам это движение по различным видам покрытия. Также необходимо учитывать что переднее колесо должно быть регулируемым по высоте чтобы была возможность выставить строго горизонтально прибор для измерения света фар. Исходя из этого целесообразно применение колёс промышленного типа изготовленных из полуэластичной
черной резиновой шины. Обод прессованный выполнен из оцинкованной листовой стали. Колесо оснащено игольчатым роликоподшипником обработанным пластичной смазкой. В виду того что колесо крепится на оси используем колесо без опоры.
Выбираем колесо исходя из общей массы измерителя параметров света
фар. Вес измерителя параметров света фар Р = 20 кг. Так как при движении может возникнуть ситуация когда весь вес приходится на одно колесо то нагрузка на одно колесо F = 20 кг. Из таблицы стандартных колёс выбираем колесо наружным диаметром D = 100 мм посадочным диаметром d = 12 мм и максимальной нагрузкой F = 60 кг.
Переднее колесо диаметром D = 100 мм и максимальной нагрузкой F = 60 кг. Крепится оно с помощью регулируемого болта .
Расчет стойки на прочность
Расчетная схема стойки
В: М=120·015=18 Н·м
ВС: В: М=120·015=18 Н·м
С: М=120·015=18 Н·м
Расчет стойки на выносливость
Стойка представляет собой квадратную трубу со стороной квадрата 55 мм и толщиной стенки 2 мм.
Зададимся необходимыми параметрами:
высота стойки L = 1830 мм
площадь поперечного сечения рассчитаем по формуле:
F = (Н·Н) – ((Н-S)·(H-S)) см2
где Н – наружный размер в см
S – толщина стенки в см.
Подставляем значения в формулу:
F = (55·55) – (51·51) = 424 см2
Произведем расчет на допускаемое напряжение:
где - коэффициент условного допускаемого напряжения на сжатие.
Определим исходя из гибкости стойки () для этого рассчитаем по формуле:
где -коэффициент приведения длины в зависимости от закрепления стойки;
I - момент инерции сечения см.
Определим момент инерции для полого тонкостенного квадрата по формуле:
где Н – сторона квадратного сечения см.
Рассчитаем гибкость стойки учитывая что коэффициент приведения длины = 1.
отсюда определим равным 056.
Произведем расчет на допускаемое напряжение:
Так как общий вес измерителя параметров света Р = 20 кг примем вес прибора измерителя параметров света фар Q = 12 кг. Подставим данные в формулу:
Определим допускаемое напряжение:
[] = 600·0.56 = 336.
Сравним допускаемое и максимальное напряжение в стойке.
Условие выносливости выполняется.
Расчет стойки на устойчивость
По формуле Эйлера вычислим значение критической силы при превышении которой стойка потеряет устойчивость
где Е – модуль упругости (Е=2106 кгсм2);
λ - гибкость стойки высчитанная ранее.
Сравним значение критической силы и силы которая нагружает стойку
Большая разность обусловлена тем что стойка имеет относительно короткую длину и сила которая нагружает стойку очень мала.
Условие устойчивости выполняется.
Расчёт рамы опоры на изгиб
Рама опоры измерителя параметров света фар представляет собой сваренную из прямоугольного профиля жесткую Т – образную конструкцию. К длинной стороне крепятся два неповоротных колеса и стойка а к короткой крепится поворотное колесо. Стойка отстоит от края рамы на 150 мм.
Зададимся расположением колёс на раме и характеристиками трубы.
Колёса расположены в углах рамы. Общая длина рамы 600 мм ширина 600.
Сечение трубы рамы измерителя параметров света фар: высота Н = 60 мм ширина В = 130 мм толщина стенки s = 2 мм.
Произведём расчёт рамы по изгибающему моменту. Для этого построим схему нагружения одной длиной стороны рамы.
Сосредоточенная нагрузка Р = 20 кг.
Определяем реакции опор:
mА = РАВ – RСАС = 0 отсюда
mС = RААС - РВС = 0 отсюда
Проведём проверку исходя из условия:
реакции найдены верно.
Согласно правилам при сосредоточенной нагрузке изгибающий момент изменяется по линейному закону.
при z = 0: Ми = 1410 = 0 кгсм
при z = 15: Ми = 14115 = 2115 кгсм
Ми = RAz – Р (z – АВ)
при z = 15: Ми = 14115 – 20 (15 – 15)= 2115 кгсм
при z = 51: Ми = 14151 – 20 (51 – 15)= 7191 – 720 0 кгсм.
Опасным является сечение в точке В где изгибающий момент достигает наибольшего значения Мmax = 2115 кгсм.
Производим расчет опасного сечения на изгиб по формуле:
где и – напряжение изгиба;
Ми - максимальный изгибающий момент кг·см;
W – момент сопротивления сечения см3.
Определим момент сопротивления сечения W по формуле:
Подставляем найденные значения в формулу для нахождения напряжения изгиба:
Полученное напряжение изгиба должно удовлетворять неравенству:
Расчётное напряжение изгиба меньше допускаемого.
Расчёт сварного соединения
Стойка и основание приварены друг к другу при помощи углового шва (Рис. 11.1).
Рис. 11.1 – Сварное соединение
Изгибающий момент который действует на шов был рассчитан ранее в
п. 7 он равен: М=18Н·м
Расчет производится по плоскостям касательным к шву.
Определим максимальное напряжение которое испытывает шов с помощью формулы (11) и сравним его с предельным значением.
где k – катет шва который не должен превышать примем ; S – толщина свариваемых деталей; l – длина сварного шва: l=100мм.
Сравним полученное значение напряжения с предельным значением и сделаем вывод о прочности сварного шва:
Исходя из произведённого выше расчета можно сделать вывод что прочность сварного соединения обеспечивается.
Технико-экономическая оценка конструкции
Технико-экономическая оценка состоит из оценки технического преимущества конструкции над другим аналогичным оборудованием и экономической оценки т. е. учитываются затраты на обслуживание и эксплуатацию. На общем фоне других аналогов и по мнению экспертов делаем вывод что этот стенд по конструкции и производительности практически не отличается от других подобных. К единственному недостатку стенда можно отнести малую автоматизацию его можно повернуть только в ручную т. е. никаких приспособлений для этого не предусмотрено но он не требует значительных затрат на обслуживание и эксплуатацию.
Для того чтобы механизировать труд рабочего который занимается измерением параметров света фар можно установить на корректор фар истройство при помощи которого можно регулировать измерительный блок в вертикальной плоскости не прикладывая для этого больших усилий. Но это усовершенствование может привести к значительному удорожанию конструкции поэтому на этом стенде его вводить не целесообразно.
Для того чтобы уменьшить стоимость стенда и соответственно увеличить его конкурентоспособность необходимо произвести более точный расчет всех деталей и узлов чем можно обеспечить снижение металлоёмкости конструкции.
Выполнив курсовую работу аналитическим путем определили основные параметры прибор для регулировки лучей света фар ИПФ-01. Основные параметры приведены в технической характеристике. Расчеты велись строго в соответствии с указаниями преподавателя. При выполнении курсового проекта по основам проектирования и эксплуатации технологического оборудования были закреплены знания по данному курсу в сочетании со знаниями полученными ранее по ряду общетехнических и специальных курсов и их практическом применении к проектированию и расчету. При проектировании развились и проявились творческие способности и инициативы при решении инженерно-конструкторских задач получена практика по выполнению инженерных расчетов обоснованию принимаемых решений и пользованию справочной литературой.
В связи с быстрым развитием автомобильного транспорта особенно важной задачей является модернизация и расчет прибора для регулировки лучей света фар повышения удобства использования надежности работы эксплуатационной экономичности
Для производства и эксплуатации данного оборудования требуется более углубленный расчет конструктивных параметров и экономической целесообразности проекта. В ходе выполнения работы была рассчитана стойка и крепление стойки к основанию стенда. В расчетах крепления стойки был произведен расчет сварного соединения стоики и основания на прочность по касательным напряжениям также был произведен прочностной расчет стойки и расчет её на устойчивость. Произведенные расчеты показывают что все узлы стенда удовлетворяют условиям: устойчивости прочности и жесткости. Расчеты велись строго в соответствии с указаниями преподавателя.
Для безопасной эксплуатации стенда были приведены правила техники безопасности. Графическая часть курсовой работы выполнена на двух листах формата А1. На первом листе изображён общий вид стенда на втором его сборочный чертеж.
В четвертом разделе была произведена технико-экономическая оценка конструкции в которой были рассмотрены недостатки и преимущества конструкции по сравнению с аналогами.
Список использованных источников
Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3-х т. Т. 1. – 8-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 2001. – 920 с.: ил. -.
Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин П.Ф. Дунаев О.П. Лепиков. – М.: Высшая школа 1985. – 415 с.
Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению Чекмарев А.А. Осипов В.К. – 2-е изд. перераб. - М.: Высш.шк.; Изд.центр «Академия» 2000. – 493 с.: ил. -.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1980. – 559 с.: ил. -.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. В 3-х т. Т. 3. – 8-е изд. перераб. и доп. под ред. Н.И. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001. – 864 с.: ил. -.
Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. – 8-е изд. стереотип. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы 1979. – 560с.

Спецификация1.cdw

КП 19.06.01.10.26.00.000.02
Измеритель параметров
Сборочный чертеж ИПФ
Расчетно-пояснитель-
КП 19.06.01.10.26.00.000.02 СБ
КП 19.06.01.10.26.00.000.02 РПЗ
КП 19.06.01.10.26.10.000.02
КП 19.06.01.10.26.20.000.02
КП 19.06.01.10.26.30.000.02
КП 19.06.01.10.26.40.000.02
КП 19.06.01.10.26.00.001.02
КП 19.06.01.10.26.00.002.02
КП 19.06.01.10.26.00.003.02
КП 19.06.01.10.26.00.004.02
КП 19.06.01.10.26.00.005.02
измерительного блока
Корпус измерительного
Основание измеритель-
Линза Фринеля в оправе

Спецификация2.cdw

КП 19.06.01.10.26.00.000.02
Винт крепления корпуса
выносного датчика ука-
Разъем для подключения
линии диагностического
Маховик перемещения
Кнопка включения приб-
КП 19.06.01.10.26.00.006.02
КП 19.06.01.10.26.00.007.02
КП 19.06.01.10.26.00.008.02
КП 19.06.01.10.26.00.009.02
КП 19.06.01.10.26.00.010.02
КП 19.06.01.10.26.00.011.02
КП 19.06.01.10.26.00.012.02
КП 19.06.01.10.26.00.013.02
КП 19.06.01.10.26.00.014.02
КП 19.06.01.10.26.00.015.02
КП 19.06.01.10.26.00.016.02
КП 19.06.01.10.26.00.018.02
КП 19.06.01.10.26.00.019.02
КП 19.06.01.10.26.00.020.02
КП 19.06.01.10.26.00.021.02
КП 19.06.01.10.26.00.022.02
КП 19.06.01.10.26.00.023.02

Чертеж СБ.cdw

ИЗЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ
КП 19.06.01.10.26.00.000.002.
ВНЕШНИЙ ФОТОПРИЕМНИК