Стенд для испытания и обкатки коробок передач

Стенд для испытания и обкатки коробок передач

ВВЕДЕНИЕ

Совершенствование оборудования для ремонта, является основной задачей организации ремонта. Технологичность, экономичность и трудозатратность - основные критерии оценки ремонтных работ.

Одним из самых крупных резервов экономии является качественное восстановление и дальнейшая приработка, испытание и обкатка деталей узлов и агрегатов.

Основа повышения качества - применение передовых технологий.

В данной работе сконструирован стенд для испытания и обкатки КПП.

1. Проектирование стенда для испытания и обкатки

Стенд предназначен для испытания коробок передач грузовых автомобилей. Он представляет собой станину с верхней плитой, на которой крепятся: механизм соединения с ведущим и ведомым валами, механизм крепления коробки, устройство для подвода и отвода смазки и механизм включения света заднего хода.

Под плитой станины размещены насосная установка, нагрузочный тормоз с клиноременной передачей к ведомому валу коробки.

В задней части станины находится механизм привода, включающий в себя электродвигатель, соединительную муфту скольжения и клиноременную передачу.

При установке крышек подшипников первичного и вторичного валов коробки передач и делительный минимальный люфт валов должен быть ± 0,05 мм.

Рабочие поверхности золотников, крана переключения, воздухораспределителя, клапана включения передач делителя смазываются тонким слоем смазки.

Гайки шпилек крепления картера делителя передач или картера сцепления к картеру коробки передач затягиваются моментом силы 140 - 200 Н*м.

Краткая характеристика

КПП грузовых автомобилей: ЯМЗ-238, -236Н, -236Л, -236У, -236П, -336, -3361; КамАЗ-14, -15; ЗИЛ-130, -4331; ГАЗ-53, -4301  с нагрузкой.

Контролируемые параметры:

частота вращения на входном валу КПП

частота вращения на выходном валу КПП

тормозной момент на выходном валу КПП

время (продолжительность обкатки)

Питание 380В, 50 Гц

2. Анализ элементов патентного поиска

Стенд для испытания передач

Номер патента:    2153659

Класс(ы) патента:         G01M13/02

Номер заявки:     99106641/28

Дата подачи заявки:     29.03.1999

Дата публикации:         27.07.2000

Заявитель(и):       Хабаровский государственный технический университет

Авторы:     Шемякин С.А.; Чебан А.Ю.; Вербицкий Г.М.

Патентообладатель:      Хабаровский государственный технический университет

Описание изобретения:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании агрегатов трансмиссий, передающих большую мощность.

Изобретение относится к машиностроению, касается испытательной техники и может быть использовано при испытании агрегатов трансмиссий, передающих большую мощность. Стенд имеет приводной электродвигатель и приводной гидромотор с маховиком и центробежной муфтой, соединенные через трансмиссию с испытуемой и технологической передачами. Стенд содержит гидронасос, присоединенный через трансмиссию к технологической передаче, гидрораспределители с электромагнитами и гидроаккумуляторы. Стенд снабжен разгонным механизмом, состоящим из разгонного гидронасоса, присоединенного через трансмиссию к испытуемой передаче, и двухпозиционного электромагнитного гидрораспределителя. Двухпозиционный гидрораспределитель при переключении позиций попеременно соединяет с гидроаккумуляторами либо разгонный, либо нагрузочный гидронасосы. Стенд также снабжен двумя гидроаккумуляторами с датчиками давления и электромагнитным гидрораспределителем управления с возможностью взаимодействия датчиков давления с электромагнитами обоих гидрораспределителей. Технический результат реализации изобретения заключается в достижении плавного выхода стенда на номинальный режим работы, в уменьшении мощности приводного электродвигателя и в стабилизации напряжения в электросети.

Формула изобретения:

Стенд для испытания передач, включающий приводной электродвигатель и приводной гидромотор с маховиком и центробежной муфтой, соединенные через трансмиссию с испытуемой и технологической передачами, нагрузочный гидронасос, присоединенный через трансмиссию к технологической передаче, гидрораспределители с электромагнитами и гидроаккумуляторы, отличающийся тем, что он снабжен разгонным механизмом, состоящим из разгонного гидронасоса, присоединенного через трансмиссию к испытуемой передаче, и двухпозиционного электромагнитного гидрораспределителя, который при переключении позиций попеременно соединяет с гидроаккумуляторами либо разгонный, либо нагрузочный гидронасосы, а также снабжен двумя гидроаккумуляторами с датчиками давления и электромагнитным гидрораспределителем управления с возможностью взаимодействия датчиков давления с электромагнитами обоих гидрораспределителей.

Стенд для приработки механизма

Номер патента:    2116641

Класс(ы) патента:         G01M15/00, F02B79/00

Номер заявки:     96117147/06

Дата подачи заявки:     20.08.1996

Дата публикации:         27.07.1998

Заявитель:  Мокшин Владимир Валентинович

Авторы:     Мокшин В.В.; Иванов А.И.; Микулич П.Ф.; Подовинников В.В.

Патентообладатель:      Мокшин Владимир Валентинович

Описание изобретения:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для приработки, например, двигателя внутреннего сгорания в сборе со сцеплением, коробки передач и других механизмов после их изготовления или ремонта.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для приработки двигателя внутреннего сгорания в сборе со сцеплением, коробки передач и других механизмов после их изготовления или ремонта. Стенд содержит нагрузочное устройство, соединенное с механизмом через карданный вал и шлицевую втулку, плиту с размещенными на ней крепежными элементами и промежуточный вал. Плита скреплена с корпусом механизма, шлицевая втулка закреплена с возможностью вращения, а промежуточный вал выполнен сменным и установлен между шлицевой втулкой и механизмом. Крепежные элементы размещены группами для скрепления с корпусами механизмов разных типоразмеров. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности стенда.

Формула изобретения:

. Стенд для приработки механизма, содержащий нагрузочное устройство, соединенное с механизмом через карданный вал и шлицевую втулку, отличающийся тем, что он имеет плиту с размещенными на ней крепежными элементами и промежуточный вал, причем плита скреплена с корпусом механизма, шлицевая втулка закреплена в плите с возможностью вращения, промежуточный вал выполнен сменным и установлен между шлицевой втулкой и механизмом, а крепежные элементы размещены группами для скрепления с корпусами механизмов разных типоразмеров.

. Стенд по п.1, отличающийся тем, что карданный вал выполнен телескопическим.

. Существующие конструкции для испытания и обкатки коробок передач

Стенд модели КС-02(КС-021) для КПП

Стены обкаточные универсальные серии КС предназначены для:

эксплуатирующих организаций (АТП, НГДУ, БЦТО, РММ и т. д.), имеющих разномарочный подвижной состав, самостоятельно выполняющих различные виды ремонта и имеющих технологическую потребность в послеремонтной обкатке и испытании агрегатов;

авторемонтных заводов;

заводов-изготовителей;

сервисных предприятий.

Стенды обеспечивают приработку и испытание агрегатов в соответствии с техническими условиями и руководствами по ремонту.

Рисунок 1 - Схема стенда обкаточного модели КС-02 (КС-021)

пульт управления (ПУ)

рама станции нагрузочно-приводной

шкаф электрооборудования

кожух защитный

КПП, обкатываемая на стенде

электродвигатель приводной

электродвигатель нагрузочный

персональный компьютер (ПК) пользователя стенда

интерфейс для связи ПУ с ПК

Краткая характеристика

КПП грузовых автомобилей: ЯМЗ-238, -236Н, -236Л, -236У, -236П, -336, -3361; КамАЗ-14, -15; ЗИЛ-130, -4331; ГАЗ-53, -4301. с нагрузкой, с рекуперацией электроэнергии, с интерфейсом.

КС-021 универсальный         Базовая комплектация:

КПП грузовых автомобилей: ЯМЗ-238, -236Н, -236Л, -236У, -236П, -336, -3361; КамАЗ-14, -15; ЗИЛ-130, -4331; ГАЗ-53, -4301;

КПП легковых и малотоннажных автомобилей:

УАЗ-469, -3160; ГАЗ-24, -31029, -3110, -3302, -2217; ВАЗ-2101, -2105, -2106, -2121.

Контролируемые параметры:

частота вращения на входном валу КПП

частота вращения на выходном валу КПП

тормозной момент на выходном валу КПП

время (продолжительность обкатки)

Преимущества универсальных стендов серии КС:

Универсальность;

Малая энергоемкость;

Автоматизированный процесс обкатки;

Простота монтажа и обслуживания;

Надежность и безопасность.

Рисунок 2 - Стенд обкаточный КС 276 03

КС276 - серия универсальных обкаточных стендов: КС 276-03, КС 276-031, КС 276-032, КС 276-04. Предназначены для приработки и испытания дизельных и карбюраторных двигателей: в холодном режиме, в горячем без нагрузки, в горячем под нагрузкой. Приработка мостов, коробок передач, раздаточных коробок и других агрегатов.

Принцип нагружения: динамический, разгон и торможение маховых масс в автоматическом режиме

Контролируемые параметры:

давление в масляной системе

температура охлаждающей жидкости

частота вращения коленчатого вала

развиваемая мощность.

Достоинства: универсальность, малая энергоемкость,

надежность и безопасность, максимальная автоматизация,

простота монтажа, стенд устанавливается на виброопоры - спец. фундамента не требуется

Стенд обкаточный КС 276-05

Стенд обкаточный КС 276-03 предназначен для двигателей ЯМЗ 236, ЯМЗ 238, КамАЗ 740,ЗИЛ -130,375,508.10, ЗМЗ-53, Д-245.12 (Бычок) ГАЗ 52

Технические характеристики:

Питание 380В. 50 Гц

Давление воздуха 3 -4 кг/см2

Количество персонала 1 человектенды обкаточно-тормозные для автотракторных двигателей

КИ-5540,-5540М, КИ-5543,-5543М

. Стенды предназначены для холодной и горячей (с нагрузкой и без) обкатки автотракторных двигателей (ЯМЗ, КамАЗ, СМД и др.) с частотой вращения коленчатого вала до 3000 об/мин - без коробки передач и быстроходных (более 3000 об/мин) автодвигателей ЗИЛ, ЗМЗ, ГАЗ, УАЗ, ВАЗ, Москвич и иномарок - с коробкой передач на передаче, обеспечивающей частоту вращения вала электромашины при горячей обкатке не более 3000 об/мин. Стенды могут быть приспособлены для обкатки коробок передач, гидромеханических передач (ГМП), гидротрансформаторов, ведущих мостов и т.д.

. Стенды состоят из: трехфазной электромашины (ЭМ) типа АКБ с динамометром; жидкостного реостата; электрического и приборного шкафов; устройства для измерения расхода топлива; продольных, поперечных плит и стоек; позволяющих установку любого автотракторного двигателя.

. Реостат заправляется 2-3%-ным раствором кальцинированной соды, позволяет плавно трогать и регулировать обороты двигателя при холодной обкатке и регулировать тормозную мощность ЭМ при горячей обкатке. При холодной обкатке ЭМ работает в режиме двигателя, горячей обкатке - в режиме генератора с рекуперацией электроэнергии в сеть.

. При обкатке контролируются: мощность, потребляемая при холодной обкатке (х/о); мощность торможения при горячей обкатке (г/о); частота вращения вала двигателя; давление масла; температура масла и ОЖ. Мощность в л.с. определяется по формуле: N = (n·P)/1000, n - частота вращения, об/мин, P - показания динамометра, кгс.

4. Расчет и описание установки

Испытание коробок передач проводят с целью проверки правильности сборки узлов, механизмов и коробок передач в сборе и проверки герметичности уплотнений воздуховодов пневмосистемы управления делителем передач.

Испытание коробок передачпроизводят без нагрузки и под нагрузкой.

Правильность сборки коробки передач передустановкой ее на стенд проверяют вращением валов и включением передач.

Валы коробки передач должны свободно без заедания вращаться при любой включенной передаче в основной коробке и делителе передач при вращении первичного вала от усилия руки.

Фиксаторы штоков всех передач при включении передач рычагом должны четко фиксировать их в нейтральном положении и в рабочих положениях. Включение 1-й передачи и передачи заднего хода должно производиться только при отжатом предохранителе заднего хода, установленном в верхней крышке.

Соединение воздухопроводов и пневмосистемы управления делителем, который установлен на коробке передач 15-й модели, должны быть проверены на герметичность сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. Из ресивера воздух под давлением подводится к редукционному клапану пневмосистемы. Падение давления в ресивере допускается не более 0,15 МПа в течение 40 с.

Зацепление зубчатых муфт синхронизатора делителя регулируется с помощью упорных болтов механизмапереключения передач.

Регулировка производится следующим образом:

Включается делитель передач в работу, при этом воздух под давлением из ресивера поступит в полость клапана и перемещает его в крайнее положение до упора в рычаг;

Вывертываются оба упорных болта и снимается крышка смотрового люка механизма переключения передач делителя;

Перемещается золотник крана управления делителем в положение «низшая передача» и вворачивается задний упорный болт до упора в рычаг; после этого упорный болт довертывается еще на ¼ оборота и фиксируется контргайкой; при этом положении первичный вал должен проворачиваться от руки легко и без заеданий;

Перемещается золотник крана управления делителем в положение «высшая передача» и передним упорным болтом регулируется зацепление аналогично вышеуказанному пункту.

После проверки правильности сборки коробка передач подвергается обкатке (приработке и испытанию). Приработка производится с целью подготовки коробки передач к восприятию эксплуатационных нагрузок.

Приработку и испытания коробок передач производят на маслах пониженной вязкости. Такие масла позволяют лучше удалять механические примеси при сливе их после обкатки из картера коробки передач через сливное отверстие. Для обкатки в качестве смазки деталей коробки передач применяют дизельное масло М-10Г2К. В качестве заменителя разрешается применять масло М-10В. Масло в картер коробки передач заливают после подогрева его до температуры 50 ÷ 60 °С.

Для обкатки коробок передач в их картер заливается масло в следующем количестве: в картер коробки передач моделей 14-й и 141-й - (8,5±0,5) л.; моделей 15-й и 152-й - (12,5±0,5) л.

После заливки масла коробки передач обкатываются в двух режимах: без нагрузки и под нагрузкой.

При обкатке в режиме без нагрузки проверяется включение передач в основной коробке и в делителе.

При испытании и приработке коробки передач под нагрузкой проверяются:

Надежность включения передач;

Работа коробки передач при включении 1-й передачи и передачи заднего хода; эти передачи включаются только при остановленных валах в коробке передач;

Легкость переключения передач при включении 2, 3, 4 и 5-й передач;

Уровень шума с помощью шумомеров; датчики шумомера устанавливаются на стенку картера на расстоянии 25 мм от плоскости разъема картера с крышкой коробки передач в зонах вхождения шестерен в зацепления; при включении высшей передачи в делителе и частоте вращения первичного вала 2600 мин-1 уровень шума, зафиксированный стрелкой на шкале шумомера, не должен превышать 105 дБ.

После окончания приработки и испытания коробки передач масло из картера немедленно сливается горячим. Магниты сливных пробок очищаются от металлических отложений.

Расчёт элементов стенда.

Исходные данные

Привод от электродвигателя к валу через шпонку;

Механическая передача - ременная;

Мощность на выходном валу 1600 Вт

Частота вращения для обкатки КПП 1200 об/мин.

. Выбор электродвигателя

КПД ременной передачи, η1=0,96; КПД учитывающий потери пары подшипников, η2=0,99.

Определим требуемую мощность двигателя

обкатка коробка передача стенд

По требуемой мощности Pтр.=1800 Вт выбираем электродвигатель АBE-0,71- 4С, n=1350 об/мин

Определим угловую скорость вращения

Определим вращающий момент

Расчет клиноременной передачи

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр.=1800 Вт; частота вращения ведущего шкива nдв.=1350 об/мин; передаточное отношение U1=1; скольжение ремня ε =0,015.

Принимаем сечение клинового ремня А.

Определим диаметр меньшего шкива

С учетом того, что диаметр шкива сечения А недолжен быть менее 50 мм, принимаем d1=55 мм.

Определим межосевое расстояние ар следует принять в интервале

Высота сечения ремня: Т0=8

Принимаем предварительно близкое значение ар=300 мм.

Определим расчетную длину ремня

Ближайшее значение по стандарту L=780 мм.

Определим уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня L

где

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0,01*780=8 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения на 0,025L=0,025*780=20 мм для увеличения натяжения ремня.

Определим угол обхвата меньшего шкива

Определим коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи Ср=1,0.

Определим коэффициент, учитывающий влияние длины ремня

для ремня сечения А при длине L=780 коэффициент СL=0.98.

Определим коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата

при α1=180º коэффициент Сα=1.

Определим коэффициент, учитывающий число ремней в передаче : предполагая, что число ремней в передачи будет 1 коэффициент Сz=1

Определим число ремней в передаче

гдеР0- мощность, передаваемая одним клиновым ремнем; для ремня сечения А при длине L=780 мм, работе на шкиве d1=55 мм и U1≥1 мощность Р0=1800 Вт;

Принимаем: z=1.

Определим натяжение ветви клинового ремня

где скорость ; θ- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил ; для ремня сечения А коэффициент θ=0,1 Н*с2/м2.

Определим давление на валы

Определим ширину шкива Вш

Заключение

В ходе проделанной работы был сконструирован стенд для испытания и обкатки КПП.

Данный стенд позволяет произвести испытание и обкатку КПП грузовых автомобилей.

Рассчитан привод стенда.

Список используемой литературы

1.         Юрковский И.М., Толпыгин В.А., Автомобиль КамАЗ. Устройство, техническое обслуживание и эксплуатация. - М.: ДОСААФ, 1975 - 406 с.

2.         Титунин Б.А. Ремонт автомобилей КамАЗ. - М.: Агропромиздат, 1991. - 320 с.

3.       Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - В 3-х томах. - М.: Машиностроение, 1975.

4.         Гузенков П.Г. Детали машин. - М. : Высшая школа, 1982.