Проектирование рамы для полуприцепа – плитовоза грузоподъемностью 7 т

Содержание

Содержание

Введение

1 Анализ конструкции

2 Силовой расчет рамы

2.1 Расчет нагрузок на лонжероны

2.2 Расчет заклепочных соединений

2.2.1 Заклепки, соединяющие поперечины с лонжеронами

2.2.2 Расчет заклепочных соединений на срез

2.2.3 Расчет заклепочного соединения на смятие

2.2.4 Выбор заклепки

3 Прочностной расчет рамы

3.1 Расчет лонжеронов на прочность при изгибе

3.2 Выбор перекрытий (пластин) для заклепочного соединения лонжеронов и поперечин

4 Оценка технического уровня и качества рамы

5 Инструкция по эксплуатации рамы

5.1 Техническое обслуживание полуприцепа

5.1.1 Ежедневное техническое обслуживание

5.1.2 Первое техническое обслуживание

5.1.3 Второе техническое обслуживание

5.1.4 Сезонное техническое обслуживание

5.2 Хранение и консервация полуприцепов

5.3 Длительная консервація

5.4 Техническое обслуживание и контроль за содержанием прицепов и полуприцепов, находящихся на консервации

5.5 Расконсервация полуприцепа

Заключение

Литература

Аннотация

В данном курсовом проекте спроектирована рама для полуприцепа – плитовоза грузоподъемностью 7 тонн, прототипом которого является одноосный полуприцеп – плитовоз УПЛ – 0906 (основной тягач полуприцепа – седельный тягач ЗИЛ130В1). Выполнены силовой и прочностной расчеты рамы, опеделены основные параметры и размеры отдельных узлов и детелей рамы, произведен анализ конструкции спроектированной рамы, описано техническое обслуживание полуприцепа, его смазка и консервация при длительном хранении, приведена инструкция по эксплуатации.

Введение

Специализация автомобильного транспорта общего назначения обусловлена необходимостью повышения качества и эффективности перевозок народнохозяйственных грузов, снижение трудоемкости погрузо – разгрузочных работ. Специализированный автомобильный транспорт – одно из звеньев комплексной механизации производственных и технологических процессов в промышленности, строительстве и других отраслях .

Применение автопоездов обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с одиночными автомобилями той же грузоподъемности :

- снижение нагрузки на ось при той же грузоподъемности;

- наиболее полное использование имеющегося запаса мощности двигателей;

- повышение производительности автомобилей (несмотря на снижение средней технической скорости на 1520%) по сравнению с одиночными автомобилями в 2 раза;

- снижение расхода топлива на тонну перевозимого груза на 2030%;

- снижение себестоимости перевозок на 2030%;

- уменьшение коэффициента тары и стоимости подвижного состава.

Анализ конструкции

Рама полуприцепов является основным несущим элементом. Рама обычно состоит из двух продольных балок, называемых лонжеронами. По средствам поперечин они соединены между собой. Лонжероны выполняют из толстолистовой стали толщиной от 5 до 12 мм, а поперечины – из стали толщиной от4 до 8 мм или из труб. Профилем лонжеронов служит как правило стандартные профили – это швеллеры или двутавры. Для рам прицепов и полуприцепов в качестве поперечин применяют поперечины открытого или закрытого профиля. Поперечины открытого профиля обычно швеллерного или двутаврового сечения, закрытого профиля – коробчатые или трубчатые.

В практике автомобилестроения находят применение прицепы и полуприцепы с рамами хребтового типа, имеющие коробчатое сечение балок, обеспечивающих рамам высокую жесткость при кручении.

Соединение поперечин с лонжеронами может быть различным. Поперечины крепятся к полкам лонжеронов или к их стенкам, в зависимости от степени нагруженности лонжеронов при кручении рамы. Возможно также комбинированное крепление поперечин – к одной из полок и стенке лонжерона.

Уменьшение веса рамы не должно сопровождаться ослаблением конструкции или увеличением его стоимости. В настоящее время конструкторы ряда фирм стремятся уменьшить шаг расположения поперечной рамы с 610 до 457 мм, что приводит к увеличению металлоемкости и следовательно веса конструкции. Однако уменьшение шага расположения поперечин позволяет уменьшить вероятность повреждения настила грузовой платформы при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Кроме того, на полуприцепы устанавливаются рамы, усиленные в зоне ограниченной опорной плитой сцепочного устройства и опорными катками полуприцепа.

Рамы почти всех полуприцепов изготавливаются из проката швеллерного сечения трех типов, которые лучше всего сопротивляются дефектации изгиба: прокат, сварные пластинчатые и лестничные (решетчатые). В местах изменения поперечного сечения лонжероны обычно усиливаются дополнительными пластинами которые крепятся к нижней полке при помощи сварки. Усиливающие элементы обычно сконцентрированы в зоне между сцепным устройством и опорными катками полуприцепа, в которой напряжение изгиба имеет наибольшее значение. Применяются также усиливающие элементы коробчатого сечения, имеющие замкнутый профиль. Стальной прокат не дает существенной экономии в весе следовательно его целесообразно применять для рам тяжелых полуприцепов. Значительной экономии можно добиться применением сварных балок швеллерного сечения, которые изготовляются в точном соответствии с характером напряжений в зоне каждого конкретного полуприцепа, но стоимость их значительно выше, чем катанных. Большое внимание уделяется обеспечению достаточной жесткости рамы на кручение. На кручение в основном работает средняя часть рамы, расположенная между опорной плитой сцепного устройства и тележкой полуприцепа. Жесткость рамы на кручение увеличивают за счет соединения верхней и нижней полок лонжеронов при помощи поперечин, выполненных в полную высоту профиля лонжерона, косынок, крепящихся сваркой с наружной стороны лонжеронов и установкой поперечин, расположенных попарно друг над другом, причем одна из них крепиться к нижней полке лонжерона, а другая к верхней. Жесткость рамы увеличивается также установкой дополнительных поперечин сзади и в центральной части, желательно трубчатого сечения, обладающего наилучшим сопротивлением кручению.

Слабым местом рам полуприцепов являются места крепления кронштейнов подвески тележки. Кронштейн тележки должен иметь форму, обеспечивающую их надежное крепление к раме полуприцепа, при этом они должны охватывать лонжерон.

Проведенные аналитические исследования рамы полуприцепа позволили выявить конструктивное несовершенство отдельных ее узлов и деталей, заключающееся в сравнительно высокой ее металлоемкости, стоимости, значительной трудоемкости обслуживания и ремонта, меньшей технологичности. Учитывая это и используя имеющиеся отечественные и зарубежные патентные и литературные источники, приходим к выводу целесообразности применения лестничной рамы заклепочного типа.

В конструкции данного прототипа применено соединение поперечины и лонжерона с помощью заклепок.

В полуприцепе – плитовозе МЗАП932620000010 лестничного типа. Лонжероны имеют переменное сечение, что позволяет снизить металлоемкость конструкции. Лонжероны соединяются с поперечинами заклепками. Прицеп предназначен для перевозки грузов в составе автопоезда по дорогам, допускающим движение автомобильного транспорта с осевой нагрузкой до 8 т.

Оценка технического уровня и качества рамы

Спроектированная рама состоит из двух лонжеронов и шести поперечин швеллерного сечения, а так же двенадцати пластин, которые придают конструкции дополнительную жесткость. Все элементы рамы соединяются заклепочными соединениями. Выбор заклепочных соединений обусловлен приведенными исследованиями рамы полуприцепа, которые позволили выявить сравнительно высокую металлоемкость отдельных узлов и деталей рамы, значительную трудоемкость обслуживания и ремонта, меньшую технологичность изготовления при использовании сварных соединений. Учитывая это и используя имеющиеся литературные источники, сделали вывод о целостности применения лестничной рамы заклепочного типа.

Так как рама полуприцепа в основном работает на кручение при движении его по различным дорогам, то при расчете напряжений учитывали только режим движения полуприцепа, и данные характерные для тех же двух участков рамы, которые рассматривались при изгибе.

Основным параметром для проектируемой рамы является грузоподъемность. По заданию на курсовой проект она составляла 5 тонн. По сравнению с прототипом – грузоподъемность уменьшилась, что позволит уменьшить себесотимость.

Технический уровень спроектированной рамы не уступает аналогам, соответствует всем современным стандартам и требованиям предъявляемым к конструкциям. Качество обусловлено высокой надёжностью и долговечностью деталей рамы. Спроектированная рама отличается высокой степенью стандартизации и унификации в связи с применением большого числа стандартных изделий и материалов, регламентированных основным стандартом.

Инструкция по эксплуатации рамы

В процессе эксплуатации необходимо фиксировать перевозимые грузы и не допускать их перемещение во время движения.

При погрузочно-разгрузочных работах не допускать действие ударных и сконцентрированных нагрузок, характерно превышающих допустимые, которые приводят к появлению трещин в лонжеронах и разрушению рамы.

В процессе эксплуатации при каждом ТО рама должна подвергаться осмотрам, мойке и подкраске, при каждом ТО-2 необходимо контролировать крепление поперечин с лонжеронами и кронштейнов рессор, качество заклепочных соединений. Элементы конструкции рамы: лонжероны поперечины не должны иметь следов коррозии, трещин и других дефектов. Не допускается более двух поперечных швов в лонжероне при ремонте рамы.

При консервации, рама красится и смазывается.

При утилизации рамы, производится её демонтаж и дальнейшая переработка на предприятиях металлургии.

5.1 Техническое обслуживание полуприцепа

Работы по техническому обслуживанию являются профилактическими, поэтому они должны проводиться в установленные сроки и обязательно выполняться. Техническое обслуживание предусматривает крепежные, смазочные, регулировочные, уборочномоечные и другие виды работ, которые выполняются, как правило, без снятия и разборки узлов прицепа.

Техническое обслуживание полуприцепов по периодичности, выполняемым операциям и трудоемкости подразделяется на следующие виды: ежедневное техническое обслуживание (ЕО); первое техническое обслуживание (ТО-1); второе техническое обслуживание (ТО-2); сезонное техническое обслуживание (СО) при подготовке прицепа (полуприцепа) к зимней и летней эксплуатации. Сезонное обслуживание проводиться соответственно осенью или весной при очередном ТО-2.

Периодичность ТО-1 и ТО-2 устанавливается в зависимости от условий эксплуатации.

Перед осмотром и техническим обслуживанием прицеп должен быть тщательно вымыт и вычищен. Для качественного выполнения работ рекомендуется организовать посты, оборудованные необходимыми инструментами и приспособлениями. Техническое обслуживание должно производиться в условиях, исключающих попадание грязи и пыли внутрь узлов прицепа.

Работы, связанные с регулировкой и обслуживанием приборов тормозной системы, узлов гидравлических систем и механизма подъема платформы, должны выполнять специалисты, имеющие опыт регулировок подобных систем. Разборка и ремонт снятых с прицепа узлов должны проводиться в мастерских, оснащенных необходимыми инструментами и приборами для контроля проведенных регулировок.

5.1.1 Ежедневное техническое обслуживание

Ежедневное обслуживание является одним из основных видов ухода за полуприцепом. В ежедневное обслуживание входят: подготовка полуприцепа к выезду; контрольный осмотр в пути (на привалах и остановках); обслуживание полуприцепа по возвращении на АТП.

Перед выездом из АТП осмотреть и проверить:

комплектность полуприцепа, состояние платформы, состояние рамы, рессор, колес, шин, опорного устройства и номерных знаков;

давление воздуха в шинах, наличие и затяжку всех гаек крепления колес;

исправность механизма запора, исправность и крепление упора кузова;

надежность сцепки

надежность сцепки, действие приборов освещения и сигнализации.

Контрольный осмотр в пути предусматривает:

проверку на ощупь степени нагрева ступиц колес, осмотр шин и крепления колес и удаление посторонних предметов, застрявших в протекторе или между сдвоенными шинами;

проверку надежности сцепки тягача с полуприцепом.

По окончании работы необходимо:

очистить полуприцеп от грязи и пыли, вымыть, обтереть мягкой тряпкой стекла задних фонарей, указателей поворота, номерной знак, светомаскировочные устройства;

осмотреть шины и извлечь посторонние предметы, застрявшие в протекторе.

Проверить наличие всех гаек крепления колес.

5.1.2 Первое техническое обслуживание

При проведении ТО-1 необходимо выполнить весь объем работ ежедневного технического обслуживания, смазочные работы и дополнительно выполнить следующее:

проверить состояние рамы рессор, подрессорников, затяжку гаек пальца и стремянок крепления ушек рессор с коренными листами, затяжку болтов и чашек рессор, гаек стремянок рессор, винтов крепления вкладышей кронштейнов рессор. При необходимости подтянуть соединения.

Проверить состояние колес, наличие колпачков вентилей и в полностью остывших шинах давление воздуха. Отобрать шины с местными повреждениями для отправки в ремонт.

Проверить состояние и работу установочных опор (домкратов). Усилие на рукоятке длинной 345 мм при подъеме и отпускании без нагрузки должно быть 1 кгс.

5.1.3 Второе техническое обслуживание

При проведении ТО-2 необходимо выполнить весь объем работ первого технического обслуживания и дополнительно выполнить следующее:

проверить осмотром правильность расположения (отсутствие перекосов), состояние и крепление при необходимости устранить перекос, проверить и при необходимости отрегулировать подшипники ступиц колес;

проверить заклепочные соединения рамы и состояние лонжеронов, поперечин, настила, крепление кронштейнов, состояние и надежность крепления рессор. Убедиться в том, что нет продольного смещения листов, свидетельствующих о срезе центрального болта, и на листах не имеется трещин;

проверить затяжку гаек крепления корпуса буксирного крюка с поперечной рамы и работоспособность механизма подъема запасного колеса;

проверить крепление платформы, брызговиков и при необходимости закрепить; проверить состояние и крепление средней стойки;

проверить состояние изоляции проводов и их крепление, правильность действия системы освещения и сигнализации.

5.1.4 Сезонное техническое обслуживание

Сезонное техническое обслуживание включает в себя все работы очередного второго технического обслуживания и дополнительно: окраску (при необходимости) полуприцепа или зачистку и окраску поврежденных мест; проверку у полуприцепов бортов, пола платформы.

5.2 Хранение и консервация полуприцепов

Для длительного хранения полуприцепов рекомендуется установить под навесом. При постановке на хранение или при перерыве в эксплуатации более одного месяца полуприцепы должны быть законсервированы.

Перед консервацией полуприцеп должен быть разгружен, очищен от пыли и грязи. Все места, имеющие следы коррозии, зачищают наждачной бумагой или металлической щеткой с последующей протиркой ветошью, смоченной в уайт-спирте или бензине для снятия жирового слоя. Зачищенные места закрашивают. Толщина слоя краски должна быть восстановлена. Перед консервацией все точки смазки полуприцепа обильно смазывают согласно карте смазки.

При постановке полуприцепа на кратковременную консервацию (сроком до 3-х мес.) необходимо провести следующие работы:

все неокрашенные наружные поверхности деталей и узлов полуприцепа покрыть нейтральной смазкой;

инструмент и принадлежности очистить от грязи, смазать нейтральной смазкой и обернуть бумагой или материей;

разгрузить рессоры и шины путем вывешивания и постановки на козлы. Для вывешивания полуприцепа необходимо под лонжероны средней рамы в зоне опорных устройств и под балансиры подвески установить козлы с обеспечением техники безопасности;

желательно снять все колеса и размонтировать их. Протереть камеры и внутренние части покрышек тальком. Смонтировать шины, довести в них давление и установить колеса на полуприцеп, шины и другие детали необходимо предохранить от прямого воздействия солнечных лучей;

рукоятку крана ручного оттормаживания поставить в положение расторможенного полуприцепа, выдвижные стойки опорных устройств полуприцепов и шкворень обильно смазать солидолом, соединительные головки закрыть крышками.

5.3 Длительная консервация

При длительном (свыше 6 месяцев.) хранении, не требующем постоянной готовности прицепа к работе, необходимо провести работы, указанные выше, и дополнительно выполнить следующее:

во избежании порчи резины колес от атмосферных влияний снять колеса и хранить их в сухом закрытом помещении.

5.4 Техническое обслуживание и контроль за содержанием полуприцепов, находящихся на консервации

Регулярно (раз в месяц) тщательно рассматривать полуприцеп и устранять выявленные неисправности и недостатки.

Сезонно (через шесть месяцев) необходимо подкрашивать поврежденные поверхности, смазывать полуприцеп в полном объеме согласно карте смазки.

Один раз в год (осенью) необходимо: полностью разобрать колеса и узлы тормозной системы проверить состояние всех деталей. Особое внимание обратить на состояние резиновых, войлочных, кожаных и картонных деталей. При необходимости заменить их.

5.5 Расконсервация полуприцепа

При расконсервации полуприцепа и подготовке его к эксплуатации необходимо:

Очистить поверхности механизма, инструмент и принадлежности от консервационных смазок и масел;

проверить давление в шинах (при необходимости довести его до нормальной величины);

снять полуприцеп с подставок (козлов), проверить надежность затяжки гаек крепления колес и провести контрольный пробег полуприцепа на расстояние 510 км, во время которого проверить работу всех механизмов. Обнаруженные недостатки устранить.

Заключение

Основными параметрами для проектирования рамы полуприцепаплитовоза является грузоподъемность и габаритные размеры перевозимых грузов. Так как в данном курсовом проекте мы ссылались на прототип полуприцепплитовоз УПЛ-0906, предназначенный для перевозки перекрытий и покрытий длиной до 6 м и шириной до 3 м, то основным показателем являлась грузоподъемность.

Спроектированная рама грузоподъемностью 7 тонн имеет 2 лонжерона, скрепленных между собой 6 поперечинами, раскос, 8 уголков и 16 косынок.

Считаю, что задача, поставленная на курсовой проект, выполнена и спроектированная рама сможет найти применение на АТП.

Литература

Анурьев. В. И. Справочник конструктора – машиностроителя : в 3-х т. Т.1 – 5еизд.,перераб. и дополн.- М: Машиностроение, 1980 –720с.

Анурьев. В. И. Справочник конструктора –машиностроителя : в 3-т.Т.3 – 6-е изд.,перераб. и дополн.- М: Машиностроение, 1982 –576с.

Павлов В.А., Муханов С.А. Транспортные прицепы и полуприцепы. –М.: Воениздат , 1981191с.

Детали машин : Атлас конструкций / под общей ред. Д.Н.Решетова. М.: Машиностроение, 1992 –352с.

Боков В.Н., Фадеев С.П. Детали машин: атлас. – М.: “Высшая школа” 1969280c.

Автомобили ЗИЛ130, ЗИЛ –138 и их модификации: Руководство по эксплуатации. – М.: Машиностроение, 1985280с.

Автомобили, автобусы, троллейбусы, автопогрузчики, прицепной состав. – М: НИИНАвтопром, 1983. – 244с.

Якобашвили А.М. Специализированный подвижной состав для грузовых перевозок. – М.:Транспорт, 1988. – 224 с.