Разработка участка обкатки и испытания автомобильных двигателей внутреннего сгорания

m2 = 3,740 · 2 · 14,2 = 106,216 кг

3) Плита:

m3 = 0,830 · 0,860 · 0,015 · 7800 =83,515 кг

4) Опора передняя:

m4 = 0,322 · 0,860 · 0,015 · 7800 = 32,399 кг

5) Опора задняя:

m5 = 0,200 · 0,860 · 0,015 · 7800 = 20,124 кг

Общая масса рамы равна

m = m1 + m2 + m3 + m4 + m5, (6.1)

m = 39,483 + 106,216 + 83,515 + 32,399 + 20,124 = 282 кг

6.4 Расчет вала на кручен

ие

Условие прочности

τкр = Мкр/(0,2 · d3) ≤ [τкр], (6.2)

где Мкр – крутящий момент, Н·мм;

d – диаметр вала, мм;

[τкр] – допускаемое напряжение на кручение, [τкр] = 12…20 МПа (Н/мм2).

τкр = (400 · 103)/(0,2 · 803) = 4 ≤ 12 МПа

Условие выполняется.

6.5 Расчет шлицевого соединения

Определим силу, действующую на шлиц

F = 2Мкр/(d · z · ψ), (6.3)

где Мкр – крутящий момент, Н·мм;

d – диаметр вала, мм;

z – число шлиц;

ψ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между шлицами, ψ = 0,7…0,8.

F = (2 · 400 · 103)/(80 · 14 · 0,75) = 952,4 Н

Запишем условие прочности на смятие

σсм = F/(h · l) ≤ [σсм], (6.4)

где l – длина шлица, мм;

h – высота шлица, мм;

F – сила, действующая на шлиц, Н.

[σсм] – допускаемое напряжение на смятие, [σсм] = 100…140 МПа (Н/мм2).

σсм = 952,4/(4 · 130) = 1,83 МПа ≤ 100 МПа

Условие выполняется.

6.6 Расчет шпонки на смятие

Условие прочности на смятие

σсм = 2Мкр/(dэ · t · l) ≤ [σсм], (6.5)

где Мкр – крутящий момент, Н·мм;

dэ – диаметр вала электротормозного устройства, мм;

t – высота сопротивления шпонки со ступицы, мм;

l – длина шпонки, мм.

σсм = (2 · 400 · 103)/(108 · 6,4 · 100) = 11,57 МПа ≤ 100 МПа

Условие выполняется.

Запишем условие прочности на срез

τср = 2Мкр/(dэ · b · l) ≤ [τср], (6.6)

где [τср] – допускаемое напряжение на срез, [τср] = 60…90 МПа;

dэ – диаметр вала электротормозного устройства, мм;

b – ширина шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм.

τср = (2 · 400 · 103)/(108 · 28 · 100) = 2,6 МПа ≤ 60 МПа

Условие выполняется.

6.7 Технико-экономическая эффективность конструкторской разработки

6.7.1 Расчет массы и стоимости конструкции

Масса конструкции определяется по формуле:

G = (Gк + Gг) · k, (6.7)

где Gк – масса сконструированных деталей, узлов и агрегатов, кг;

Gг – масса готовых деталей, узлов и агрегатов, кг;

k – коэффициент, учитывающий массу расходуемых на изготовление конструкции монтажных материалов, k = 1,05…1,15.

G1 = (440 + 1000) · 1,1 = 1584 кг

Для определения стоимости конструкции стенда применим способ аналогии, где определение балансовой стоимости новой конструкции производится на основе сопоставимости массы по формуле:

Сб1 = (Сб0 · G1 · Iц · R)/G0, (6.8)

где Сб0 – балансовая стоимость базовой конструкции, руб.;

G0 и G1 – масса базовой и новой конструкции соответственно, кг;

Iц – коэффициент, учитывающий изменение цен в изучаемом периоде;

R – коэффициент, учитывающий удешевление или удорожание новой конструкции в зависимости от сложности изготовления, R = 0,95…1,05.

Сб1 = (300000 · 1584 · 1,5 ·1,05)/2000 = 374220 руб.

6.7.2 Расчет технико-экономических показателей эффективности конструкции и их сравнение

Определим часовую производительность на стационарных работах периодического действия по формуле:

Wч = (60 · t)/Тц, (6.9)

где t – коэффициент использования рабочего времени смены, t = 0,60…0,95;

Тц – время одного рабочего цикла, мин.

а) для базового варианта:

Wч0 = (60 · 0,6)/200 = 0,18 ед./ч

б) для нового варианта:

Wч1 = (60 · 0,6)/160 = 0,23 ед./ч

Рассчитаем энергоемкость процесса по формуле:

Эе = Ne/Wч, (6.10)

где Ne – потребляемая конструкцией мощность, кВт.

а) Эе0 = 55/0,18 = 305,6 кВт-ч/ед.

б) Эе1 = 55/0,23 = 239,1 кВт-ч/ед.

Рассчитаем металлоемкость процесса по формуле:

Ме = G/(Wч · Тгод · Тсл), (6.11)

где G – масса конструкции, кг;

Тгод – годовая загрузка стенда, ч;

Тсл – срок службы стенда, лет.

а) Ме0 = 2000/(0,18 · 1820 · 10) = 0,61 кг/ед.

б) Ме1 = 1584/(0,23 · 1820 · 10) = 0,38 кг/ед.

Фондоемкость процесса вычислим по формуле:

Fe = Сб/(Wч · Тгод), (6.12)

где Сб – балансовая стоимость стенда, руб.

а) Fe0 = 300000/(0,18 · 1820) = 915,75 руб./ед.

б) Fe1 = 374220/(0,23 · 1820) = 893,98 руб./ед.

Вычислим трудоемкость процесса:

Те = Nобсл./Wч, (6.13)

где Nобсл. – количество обслуживающего персонала, чел.

а) Те0 = 2/0,18 = 11,1 чел.-ч/ед.

б) Те1 = 2/0,23 = 8,7 чел.-ч/ед.

Себестоимость работы находим из выражения:

S = Сзп + Сэ + Срто + А + Пр, (6.14)

где Сзп – затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./ед.

Сзп = z · Те · Ксоц., (6.15)

где z – часовая тарифная ставка рабочих, руб./ед.;

Ксоц. – коэффициент, учитывающий единый социальный налог,

Ксоц. = 1,356.

а) Сзп0 = 4,82 · 11,1 · 1,356 = 72,55 руб./ед.

б) Сзп1 = 4,82 · 8,7 · 1,356 = 56,86 руб./ед.

Затраты на ТСМ и электроэнергию определим по формуле:

Сэ = Цкомпл. · gт + Цоэ · Эе, (6.16)

где Цкомпл. – комплексная цена топлива, руб./кг;

gт – норма расхода топлива, кг/ед.;

Цоэ – отпускная цена электроэнергии, руб./кВт-ч;

а) Сэ0 = 10 · 20 + 1,60 · 305,6 = 688,96 руб./ед.

б) Сэ1 = 10 · 20 + 1,60 · 239,1 = 582,56 руб./ед.

Затраты на ремонт и техническое обслуживание стенда вычисляются по формуле:

Срто = (Сб · Нрто)/(100 · Wч · Тгод), (6.17)

где Нрто – норма затрат на ремонт и техническое обслуживание, %.

а) Срто0 = (300000 · 8)/(100 · 0,18 · 1820) = 73,26 руб./ед.

б) Срто1 = (374220 · 8)/(100 · 0,23 · 1820) = 71,52 руб./ед.

Амортизационные отчисления находим по формуле:

А = (Сб · а)/(100 · Wч · Тгод), (6.18)

где а – норма амортизации, %.

а) А0 = (300000 · 14,2)/(100 · 0,18 · 1820) = 130,04 руб./ед.

б) А1 = (374220 · 14,2)/(100 · 0,23 · 1820) = 126,94 руб./ед.

Пр – прочие затраты, Пр = 5…10 % от суммы предыдущих элементов.

Подставим все вычисленные данные в формулу (6.14), и получим:

а) S0 = (72,55 + 688,96 + 73,26 + 130,04) · 1,05 = 1013,05 руб./ед.

б) S1 = (56,86 + 582,56 + 71,52 + 126,94) · 1,05 = 879,77 руб./ед.

Уровень приведенных затрат на работу конструкции определяется по формуле:

Спр = S + Ен · Fe, (6.19)

где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Ен = 0,15.

а) Спр0 = 1013,05 + 0,15 · 915,75 = 1150,41 руб./ед.

б) Спр1 = 879,77 + 0,15 · 893,98 = 1013,87 руб./ед.

Годовая экономия в рублях определяется по формуле:

Эгод = (S0 – S1) · Wч1 · Тгод1, (6.20)

где Тгод1 – годовая нормативная загрузка конструкции, ч.

Эгод = (1013,05 – 879,77) · 0,23 · 1820 = 55791,01 руб.

Рассчитаем годовой экономический эффект по формуле:

Егод = Эгод – Ен · Кдоп, (6.21)

где Кдоп – дополнительные капитальные вложения, равные балансовой стоимости конструкции, руб.

 Скачать реферат