Стенд для испытания стартеров

1 2

---

Содержание

Введение

1. Конструкторский раздел

1.1. Техническое задание 1.2. Техническое предложение 1.3. Расчеты основных элементов конструкции

2. Руководство по эксплуатации
3. Технологическая инструкция

Выводы Список литературы

Введение

Автомобиль является одним из самых массовых видов автономных объектов. Пуско-генераторная установка автомобиля,как и в начале XX века, состоит из двух независимых устройств — синхронного генератора и стартера на основе двигателя постоянного тока. За столь большой промежуток времени данные устройства не претерпели значительных изменений. Наряду с этим, развитие автомобильной промышленности демонстрирует быстрый рост количества энергопотребителей в новых моделях автомобилей, что требует постоянного повышения мощностей их генераторных установок. Следовательно возникает необходимость разработки новых оборудований для испытаний, проверки,диагностики генераторов и стартеров для быстрого выявления неполадок в данных узлах и их ремонта. В данный момент существует огромное количество различных видов диагностирующего оборудования предназначенных для контроля и ремонта снятого с автомобиля электрооборудования. Использование автотранспорта постоянно возрастает. Немалое значение отводится автомобильному транспорту в вопросах рейсовых и маршрутных перевозок пассажиров. Доля транспортных расходов в перевозках пассажиров составляет от 15 до 40 %. Уменьшения стоимости транспортных операций можно добиться несколькими путями. Один из таких путей – совершенствование технической эксплуатации автомобилей. Улучшение технической эксплуатации автомобилей позволяет снизить расходы на топливо и смазочные материалы, на амортизационные отчисления и непосредственно на текущий ремонт (ТР) и техническое обслуживание (ТО). Для решения всех этих вопросов,а также для поддержания автомобилей в исправном состоянии большое значение имеет внедрение диагностирования. Эксплуатация технически неисправного автомобиля нерентабельна (резко возрастает возможность отказа,увеличиваются эксплуатационные расходы), вредна (усиливается загрязнение окружающей среды) и опасна для владельца и других членов общества (особенно, если эти неисправности связаны с системами автомобиля, влияющими на безопасность движения). Несвоевременное и некачественное проведение профилактических работ (ТО, диагностирование) вызывает повышенный износ деталей, агрегатов и преждевременный выход их из строя. На предприятиях,внедривших техническое диагностирование, удалось продлить срок службы многих агрегатов автомобилей до ремонта без снижения их эксплуатационных капитальных ремонт (КР), после проведения необходимых регулировок,выявленных при диагностировании, продолжали надежно работать. Разработкой методов и средств технического диагностирования в нашей стране занимается ряд крупных научно-исследовательских и учебных институтов и лабораторий.

1. Конструкторский раздел

1.1. Техническое задание .

Контрольно-измерительный стенд для проверки и ремонта снятого с автомобиля электрооборудования,а именно стартера в режимах холостого хода и полного торможения.В качестве источника стартерного питания применяется источник сетевой питания (СИП). Стенд обладает микропроцессорным управлением,цифровой обработкой сигнала и беспроводной связью с компьютером. Стенды предназначены для диагностики снятого с автомобиля и нового электрооборудования в условиях автотранспортных предприятий, авторемонтных заводов,фирм и мастерских, станций технического обслуживания автомобилей,для профильныхучебно-образовательных учреждений и магазинов автозапчастей. Принцип работы стенда заключается в имитации рабочих режимови измерении выходных характеристик электрооборудования с целью проверки его работоспособности, определения технического состояния и поиска неисправностей. Стенд должен обеспечивать проверк электрооборудования. стартеров в режимах холостого хода и полного торможения;. Стенд должен обладать следующим набором потребительскихсвойств: -наличие силового источника питания; -плавная регулировка частоты вращения генератора; -наличие крепления электрооборудованияи комплектыпринадлежностей позволяющих проверять на стендепрактически все типы генераторов и стартеров российского и импортного производства; -плавно-ступенчатая электронная нагрузкапозволяющая проверить все известные марки генераторов во всем диапазонетокоскоростной характеристики (ТСХ) от 0 до 160 А. Таблица1.Технические характеристики

Наименовние	Описание	Примечание
Проверяемые стартеры	мощностью до 11 кВт в режиме х.х. и мощностью до 9 кВт в режиме полного или плавного торможения	Допустимболее широкий диапазон
Напряжение проверяемого электрооборудования, В	12 / 24 (14 / 28)
Электропитание стенда	от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц
Максимальная мощность при проверке стартеров, кВ•А	20	Допустимболее широкий диапазон
Диапазоны измерения силы постоянного тока, А	0,5–5; 5–150; 150–500; 300–1 000	Допустимболее широкий диапазон
Диапазоны измерения напряжения постоянного и переменного тока, В	0,2–2; 2–20; 20–40	Допустимболее широкий диапазон
Диапазон измерения крутящего момента, Н•м	10–100	Допустимболее широкий диапазон
Диапазоны измерения сопротивления постоянному току, Ом	1–100; 1–100 000	Допустимболее широкий диапазон
Диапазон измерения частоты вращения, об/мин	500–9 500	Допустимболее широкий диапазон
Частота вращения привода стенда, об/мин	500–6 000	Допустим более широкий диапазон
Методика проверки генераторов	на х.х. и под нагрузкой в любойточке ТСХ (токоскоростной характеристики) за счёт регулируемого привода
Метод нагрузки стартеров	при помощи полного тормоза
Источник питания при проверке стартеров	сетевой источник питания (СИП)

  В стоимость оборудованиядолжны входить пусконаладочные работы, а так же обучение (инструктаж) работе на оборудовании не менее 4-х человек. Гарантийные обязательствапоставщика: не менее 12 мес. со дня приемки стенда в эксплуатацию. Обязательно наличие возможности гарантийного и послегарантийного обслуживания в стране производителе(поставщик должен иметь возможность обеспечить поставку запасных частей,расходных материалов, наличие специализированнойсервисной организации,осуществляющей весь комплекс работ по монтажу,вводу вэксплуатацию,ремонту,гарантийному и послегарантийному сервисному обслуживанию).

1.2. Техническое предложение

Техническое предложение разрабатывается в случае, если это предусмотрено техническим заданием. Техническое предложение разрабатывается с целью выявления дополнительных или уточненныхтребований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.), которые немогли быть указаны в техническом заданиии это целесообразно сделатьна основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов изделия. Перечень работ,выполняемых на стадии технического предложения, устанавливается на основе техническогозадания и определяется разработчиком в зависимости от характера и назначения изделия. Примерный перечень работ приведен в приложении. Исходя из потребностей проектирования стенда для проверки стартеров для промышленного транспорта и факторовнепосредственного и косвенного её окружения, можносформулировать следующие цели проектирования. Исходя из научно-технической ситуации необходимо: — создание стенда ,работающего от электродвигателя; — повышение надежности стенда посравнению с существующими; — повышение технологичности проверки стендов; Исходя из экономической ситуациинеобходимо, чтобы: — стенд был конкурентоспособным и имел спрос на внутреннем и внешнем рынке — затраты на проектирование,подготовкупроизводства и изготовление окупались в нормативный срок (0,05). Исходя из факторов непосредственного окружения необходимо: — создание стенда для работы в районах с умеренным климатом . Исходя из социальных требований,должно быть обеспечено: — повышение эргономических и эстетических показателей стенда. Определение признаков объекта проектирования Исходя из целей проектирования,основными признаками стенда являются: Масса машины – не выше 2 т. Теоретическая производительность – 7-10 шт/ч. Наработка на отказ – не ниже 4 часов. Вероятность безотказной работы – не ниже 0,8. Срок окупаемости капиталовложений – не более 5 лет. Уровень шума и вибрации в кабине оператора – не выше нормативного. Известные в настоящеевремя приемы и методы поиска технических решений по степени формализацииделят на 3 группы: 1 – неформализованные эвристические2 приемы и методы, состоящие из набора эвристик; 2 – частично формализованныеэвристические методы – эвроритмы, часть операций, которые написаны в виде алгоритмов; 3 – полностью формализованные приемы и методы-алгоритмы. Наиболее распространенным методом из второй группы можно назвать метод, построенный на морфологическом анализе. Сущностьего состоит в расчленении общей функциипроектируемого объекта на частные и в отыскании возможных способов их выполнения. То или иное сочетание способов выполнения всех частныфункций исоставляет вариант технического решения. Применительно к стенду вкурсовой работе определяются: теоретическаяпроизводительность,энергоемкость,металлоемкость, вероятность безотказной работы. Теоретическая производительность стенда определяется в зависимости от производительности головной машиныкомплекта, в состав которого она входит. Таким образом, величинатеоретической производительности может считаться исходной и все остальные характеристики целесообразно связать с ней. Далее приведены зависимости, позволяющие определить энергоемкость исходя из теоретической производительности. Энергоемкость стенда определяется расходом мощности, кВт, на выполнение всех функций N= 10 кВт. Вероятность безотказной работымашины в течение четырехчасового «окна» определяется на основеструктурной схемы надежности. Так как отказ любого из средств реализации частны функций вызывает потерю работоспособности всей машины, структурная схема еенадежности строится из последовательно соединенных элементов

1.3. Расчеты основных элементов конструкции.

Прочностной расчет вала стенда Построим эпюры Q и М для вала ролика, схема нагрузки которого приведена на рисунке 1. Рисунок 1 — Эпюры Q и М Опорные реакции RA и RB равны друг другу, так как балка симметрична относительно своей середины. Из уравнения равновесия в виде суммы проекций всех сил на вертикальную ось Y = RA + RВ-q1=0, при RA = RB получаем: RA=RB=q1/2 Выражение для поперечной силы Q в сечении балки с абсциссой х: при х = 0 Q = q*(l/2 — 0) – q1/2 — 6000*0.5 /2-1500 Н; при х = 1 Q = q*(I/2 -1) — -ql/2 -6000*0.5 / 2 -1500 Н. Построенная по этим значениям эпюра Q изображена на рисунке 1. Выражение для изгибающего момента М в сечении балки с абсциссой х: при х = 0 М = 0; при х = 1/2 Построенная по этим значениям эпюра М изображена на рисунке 1. Проверка прочности Условие статической прочности вала при кручении имеет вид: W = Mmax / Wp ≤ [τ], где Ммах = 187,5 Н*м; Wp — полярный момент сопротивления: Wp =π*d3/16- 3.14*0.043/16 =12.56*106 м3. [τ] — допускаемое касательное напряжение для Ст 45 = 40 МПа. τmax = 187,5/12.56*10-6=14,928 МПа. τmax = 15 МПа < [τ] = 40 МПа. Полученное неравенство доказывает, что условие прочности вала выполняется. Расчет электродвигателя Исходные данные: КПД электродвигателя. Напряжение питания, В. U=220 Принимаемые в расчетекоэффициенты получены по экспериментальным данным НИИАП. P2=10 кВт Ток якоря, А. Ia= Ia=50 Ke= 0,7 (Коэффициент, учитывающий падение напряжения в цепи якоря и в щетках.) E’ = Ke ·U E’=154 Расчетная (электромагнитная) мощност электродвигателя, кВт. Pэ’ = E’· Pэ’=10,7 Машинная постоянная: Коэффициент полюсного перекрытия А = 72 А/см Полезная индукция в воздушном зазоре Bδ=0,6 Тл частота вращения n= 3000 об/мин Коэффициент для расчетаглавных размеров С= 1736 Диаметр якоря, см Коэффициент пропорциональности длины якоря и его диаметра (0,4 -1,6) ξ= La / Da ξ= 1,6 Для изготовления железа якоря будемиспользовать стальную ленту 08 им-М-НТ-2-0-0, 7-0,05х50 ГОСТ 503-71. Длина пакета якоря, см. Воздушный зазор: δ= 0,005 Внутренняя поверхность магнита обрабатывается шлифованием. Число пар полюсов: p=1 2·p=2 полюсное деление, см Дуга магнита, см Внутренний диаметр магнита, см. Внешний диаметр магнита , см толщина магнита a= 0,6 Осевая длина магнита, см Число зубцов якоря: Принимаем число зубцов якоря равным: Число коллекторных пластин k = Za k=66 Полезная площадь воздушного зазора, см см2 Полезная площадь магнита, см2 Полезный поток, Вб Число проводников обмотки якоря (предварительно) : Принимаем N’=170 Шаги обмотки якоря по пазам и по коллектору (выбираем простую петлевую обмотку): E=0 y=1 y1=5 y2=4 Число проводников в пазу: Плотность тока в обмотке якоря, А/мм2 Сечение обмотки якоря, мм2 Выбираем сечение и диаметр проводников обмотки якоря по ГОСТам 2773-81, 6324- 52 из таблицы П-28 Приложения III [1] Площадь паза занятая проводниками, см2 Коэффициент заполнения паза по меди: Площадь паза, см2 Размеры паза: Для электродвигателей мощностью до 100 Вт используется паз грушевидной формы. -Ширина прорези паза, см [1] -Высота прорези, см. -Зубцовое деление, см Принимаем: -Минимальное сечение зубца: Kст=0,75 – коэффициент заполнения пакета якоря Bzmax = 1,25 Тл -Высота паза, см высота паза по техническим соображениям . -Диаметр железа якоря в верхнем сечении паза, см. -Диаметр железа якоря в среднем сечении паза, см -Диаметр железа якоря в нижнем сечении паза, см Размеры зубца по сечениям, см Диаметр коллектора, см Принимаем диаметр коллектора, см Коллекторное деление, см Ширина межламельной изоляции, см Ширина коллекторной пластины, см Ширина щетки, см Выбираем из таблицы П-34 приложения IV [1] электрощетки металлографитные марки МГ64 со следующими размерами Длина щетки, см Ширина щетки, см Высота щетки,см Площадь щетки, см2 Плотность тока под щетками, А/ см2 Допускается для выборной марки щеток плотность тока до 25 А/см2 Длина коллектора, см Размеры корпуса электродвигателя: -Площадь сечения корпуса электродвигателя,см2 Тл -Длина корпуса электродвигателя, см m=4 см, размер выбираемый из конструкторских и технологических соображений и включающий в себя вылет лобовых частей якоря, место под подшипниками, расстояние от якоря доколлектора, определяемое типом намотки [2].

---

1 2