Колесный снегоболотоход 4х4 полной массой 3т.Торсионная подвеска задних колес на поперечных рычагах.Торсион и нижний рычаг подвески.

РЕФЕРАТ

Колесный снегоболотоход 4х4 полной массой 3т.
Руководитель проекта – Елепов А.А.
Дипломный проект. Пояснительная записка объёмом 117 страниц, содержит 25 рисунков , 16 таблиц, 21 источник, графическую часть на 8 листах формата А1 ( смотрите приложение).
Ключевые слова: Вездеход, пневматики сверхнизкого давления, торсионная подвеска.
Цель работы – проектирование и разработка торсионной подвески вездехода на пневматиках сверхнизкого давления на базе автомобиля УАЗ-3741.
На основании выполненного обзора литературы предложена компоновка трансмиссии транспортного средства. Сделано обоснование и подбор двигателя автомобиля. Рассчитана внешняя скоростная характеристика двигателя, выполнен тягово-динамический расчёт автомобиля. Произведён расчёт торсионной подвески, расчёт автомобиля на устойчивость и радиусов поворота. Предложена технология обслуживания агрегатов трансмиссии и разработаны мероприятия по охране труда безопасным методом работы.
Реализация проекта позволит улучшить эксплуатационные возможности автомобиля. При сравнении с существующим автомобилем данного класса проект имеет следующие преимущества: снижение капитальных вложений, повышение эксплуатационных возможностей, экономия эксплуатационных материалов, снижение затрат на ТО и ремонт, амортизационных отчислений.


Дата Подпись
 
ВВЕДЕНИЕ

Пневматики – это уникальные внедорожники, которые часто называют ещё и снегоболотоходами, вездеходами. Впрочем, не важно, как и кто называет эти автомобили, главное одно – эти автомобили имеют повышенную проходимость.
Вездеходы на пневматиках с лёгкостью могут двигаться по снежным заносам, по воде, песку, болоту. Пневматики могут эксплуатироваться в любых труднодоступных районах земли – от пустынь до болот и суровой Арктики.
Первые попытки применить камеры низкого давления в качестве колеса, обеспечивающего высокую проходимость транспортного средства в условиях бездорожья, были предприняты изобретателями-самоучками, где-то в 80-х годах.
Именно тогда, в гаражах и сараях, энтузиастами-умельцами создавались первые колесные снегоболотоходы на пневматиках: камерах от шин самолетов и грузовых автомобилей, ставшие прообразом современных вездеходов на пневматиках сверхнизкого давления.
В чём же особенность колёс изготовленных из камер низкого давления? Такое колесо, обладая высокой эластичностью, малой массой, достаточно большим радиусом качения и сверхнизким давлением на грунт, обеспечивает транспортному средству невероятную проходимость и экономичность. Большой внутренний объем камеры обеспечивает отменную плавучесть.
Простота конструкции и доступность материалов для изготовления позволила умельцам – рыбакам и охотникам – изготавливать очень похожие на мотоциклы-монстры машины, которые они с успехом эксплуатировали.
В настоящее время, промышленные предприятия и ассоциации поняв, что такая техника пользуется спросом, хоть и в небольшом объёме, но начали выпуск снегоболотоходов.
В их конструкцию заложены оригинальные разработки: независимая длинноходовая подвеска каждого колеса, специальные тонкостенные шины низкого давления с камерами и дисками, несущий облегчённый объёмный кузов из высокопрочных алюминиевых сплавов. Всё это позволяет обеспечивать низкое давление на грунт, благодаря чему автомобиль может передвигаться по любой поверхности земли, а также по воде.
 
1 ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ВЕЗДЕХОДОВ
1.1 Вездеход «Нара»

Двухместный снегоболотоход высокой проходимости «Нара» предназначен для перевозки людей и грузов в условиях Крайнего Севера России. Впрочем, и в любом другом месте, зимой, Нара передвигается не хуже снегохода. Изготовлен вездеход на базе мотоколяски СЗД.
Применение в качестве колёс, шин сверхнизкого давления исключает разрушающее воздействие на структуру почвы, повышает проходимость по лесам и болотам. Обладает плавучестью, имеет независимую подвеску всех колес и отапливаемую комфортную кабину.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ВЕЗДЕХОДОВ 5
1.1 Вездеход «Нара» 5
1.2 Вездеход «Лопасня» 5
1.3 Вездеход «Арктика» 6
1.4 Вездеход « Мамонтёнок 4х4» 7
1.5 Вездеход «Кержак» 7
2 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ТИПА ДВИГАТЕЛЯ 12
2.1 Определение требуемой мощности двигателя 12
2.2 Обоснование и выбор типа двигателя 12
2.3 Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя ЗМЗ-5143 13
3 ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ 16
3.1 Разработка кинематической схемы автомобиля 16
3.2 Выбор основных механизмов трансмиссии 16
3.3 Определение весовых параметров и подбор шин 17
3.4 Определение передаточных чисел главной передачи 18
3.5 Определение передаточных чисел коробки передач 18
3.6 Определение передаточных чисел раздаточной коробки 21
4 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ АВТОМОБИЛЯ 23
4.1 Тяговая характеристика 23
4.2 Динамическая характеристика 27
4.3 Ускорение при разгоне автомобиля 29
4.4 Определение времени и пути разгона автомобиля 31
5 КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 36
5.1 Проектирование торсионной подвески 36
5.2 Описание конструкции модернизированной торсионной подвески 44
5.3 Расчет продольного рычага торсионной подвески на прочность 46
5.4 Расчёт устойчивости вездехода 51
5.5 Расчёт радиусов поворота 56
6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 60
6.1 Характеристика детали 60
6.2 Описание технологического процесса изготовления детали 63
6.3 Сборка торсионной подвески 65
7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЕЗДЕХОДА НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ УАЗ 68
7.1 Расчет капитальных затрат на переоборудование автомобиля в вездеход на шинах сверхнизкого давления 68
7.2 Расчёт эксплуатационных затрат 72
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 78
8.1 Анализ основных опасных и вредных факторов на рабочем месте и их влияние на организм человека 78
8.2 Способы защиты от вредных и опасных факторов. 79
8.3 Требования безопасности при выполнении работ по проекту 80
8.4 Требования пожарной безопасности 87
8.5 Охрана окружающей среды. 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90

 

8.3 Требования безопасности при выполнении работ по проекту

К рабочему месту водителя автомобиля предъявляются следующие требования:
- соответствие формы и размеров элементов конструкций антропометрическим показателям человека;
- соответствие физиологическим, психофизиологическим и психологическим показателям человека-оператора, его физическим, зрительным, слуховым возможностям, практическим навыкам;
- соответствие среды, в которой находиться оператор, гигиеническим нормам по уровню температуры, влажности, запылённости и загазованности воздуха, шума, вибрации, освещённости;
- на сидении и спинке сиденья не допускаются провалы, рваные места, выступающие пружины и острые углы; сиденья и спинка должны иметь исправную регулировку, обеспечивающую удобную посадку водителя;
- органы ручного и ножного управления машиной должны располагаться в зонах досягаемости соответственно рук и ног водителя и по возможности в поле его зрения;
- перемещения органов управления должны согласовываться с естественными направлениями движения рук и ног водителя, а также соответствовать задаваемому изменению курса (например, вращение руля вправо приводит к правому повороту, а влево – к левому повороту автомобиля);
- усилия на органах управления должны измеряться в согласии с поведением объекта. Усилия на постоянно используемых органах управления (рукояти акселератора, руле) не должны превышать 3 кгс. На часто используемых (педали муфты сцепления, педали коробки передач, педали тормоза при плавных торможениях) – 6 кгс и на редко используемых (педали тормоза при экстренных торможениях) – 12 кгс;
- число приборов должно быть минимально необходимым, а даваемая ими информация – легко воспринимаемой водителем;
- отопительные устройства кабины и салона, при их наличии, в холодное время должны быть исправны; применять отработавшие газы в качестве теплоносителя для обогрева кабины и салона запрещается, они могут использоваться для подогрева теплоносителя;
- системы питания, смазки и охлаждения не должны течи топлива, масла, антифриза или воды;
- вентиляция картера двигателя должна работать исправно, не допуская прорыва газов;
- диски колёс должны надёжно крепиться на ступицах. Не допускается наличие трещин и погнутости дисков колёс;
- техническое состояние электрооборудования должно обеспечивать пуск двигателя при помощи стартера, бесперебойное и своевременное зажигание смеси в цилиндрах двигателя, безотказную работу приборов освещения, сигнализации и электрических контрольных приборов, а также исключать возможность искрообразования в проводах и зажимах;
- все провода электрооборудования должны иметь надёжную, неповреждённую изоляцию;
- аккумуляторная батарея должна быть чистой и надёжно закреплена. Не допускается течь электролита из моноблока аккумуляторной батареи;
- выпускаемые трубы и глушитель не должны иметь трещин и пробоев, а их соединения не должны пропускать отражавшие газы. Конец выпускной трубы не должен иметь вмятин и повреждений.
Инструкция по охране труда для водителя при эксплуатации автомобиля.
Общие требования безопасности.
К управлению автомобилем допускаются лица, имеющие соответствующее водительское удостоверение, прошедшие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте по охране труда.
Водитель, не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда (не реже 1 раза в 3 месяца) и ежегодную проверку знаний по безопасности труда, не может приступить к работе.
Продолжительность рабочего времени водителя не должна превышать 40 ч. в неделю. Продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего трудового распорядка или графиками сменности, утверждаемыми работодателем по согласованию с профсоюзным комитетом.
Водитель должен знать, что наиболее опасными факторами, которые могут действовать на него в процессе выполнения работ, являются: вывешенный автомобиль или его агрегаты; легковоспламеняющиеся вещества, газы и токсичные вещества; дизельное топливо; оборудование, инструмент, приспособления.
Легковоспламеняющиеся вещества (пары, газы), в процессе обращения с которыми нарушаются правила безопасности, могут стать причиной пожара и взрыва.
Газы и другие токсичные вещества (бутан, оксиды азота, оксид углерода и другие), попадая через органы дыхания и организм человека, приводят к тяжёлым отравлениям.
Запрещается пользоваться инструментом, приспособлениями, оборудованием, обращению с которыми водитель не обучен и не проинструктирован.
В соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специально одежды, специальной обуви и других.
Водитель должен соблюдать правила пожарной безопасности. Курить разрешается только в специально отведённых для этого местах.
Замеченные при работе на линии неисправности автомобиля, водитель должен попытаться исправить собственными силами, а при невозможности – сообщить на предприятие и вызвать техническую помощь.
Требования безопасности перед началом работ.
Перед выездом на линию водитель должен:
- пройти предрейсовый медицинский осмотр;
- получить у диспетчера путевой лист и инструктаж об условиях работы на линии;
- совместно с механиком КПП проверить техническую исправность и укомплектовать автомобиля и получить соответствующую отметку в путевом листе.
При осмотре особое внимание обратить на:
- исправность аккумуляторной батареи, стартера, тормозов, рулевого уп-равления, освещения, световой сигнализации, дверей кабины, салона, отопитель-ного устройства, запоров бортов, глушителя и плотность его соединений и т.д. Отсутствие утечки топлива, масла, охлаждающей жидкости; надлежащую укомплектованность автомобиля необходимыми инструментами, приспособлениями, инвентарём и их исправность.
Перед пуском двигателя водитель должен: отключить и отсоединить элементы подогрева (при их наличии); поставить рычаг включения передач (контроллера) в нейтральное положение; проверить герметичность системы питания.
Требования безопасности во время работы.
При работе на линии водитель должен:
- начинать движение автомобиля только убедившись в отсутствии помех на пути движения;
- своевременно очищать грязь, снег и лёд с подножек. Не допускать попадания на них масла и топлива;
- открывать пробку радиатора на горячем двигателе в рукавице или накрыв её тряпкой (ветошью). Пробку открывать осторожно, не допуская интенсивного выхода пара в сторону открывающего;
- заправку автомобиля топливом производить в соответствии с правилами безопасности, установленными для заправочных пунктов;
- для перелива дизельного топлива пользоваться специальным устройством. Засасывать топливо ртом через шланг запрещается;
- в зимнее время для предупреждения случаев обморожения при устранении неисправности в пути работать только в рукавицах. Запрещается прикасаться к металлическим предметам, деталям и инструментам без рукавиц;
- при заправке автомобиля топливом в зимнее время заправочные пистолеты брать только в рукавицах, не допускать обливания и попадания топлива на кожу рук и тела;
- при остановке или стоянке на неосвещённых участках дороги в тёмное время суток или в условиях недостаточной видимости включить габаритные или стояночные огни.
Водителю запрещается:
- выполнять какие либо работы по обслуживанию и ремонту автомобиля на расстоянии ближе 5 м от зоны действия погрузочно-разгрузочных механизмов;
- на заправочном пункте пользоваться открытым огнём и курить, проводить ремонтные и регулировочные работы, заправлять топливо при работающем двигателе, допускать перелив топлива;
- перевозить количество людей, больше чем это указано в паспорте завода-изготовителя;
- перевозить людей на подножках, крыльях, бамперах и т.д.
Требования безопасности в аварийных ситуациях.
Водитель должен:
- немедленно сообщить работодателю о произошедшем с ним или по его вине несчастном случае, а также о любом несчастном случае с участием других работников предприятия, свидетелем которых он был;
- оказать пострадавшему при несчастном случае первую доврачебную помощь, помочь доставить его в здравпункт или ближайшее медицинское учреждение, или при необходимости, вызвать медицинских работников на место происшествия.
Требования безопасности по окончании работ.
По окончании работы водитель обязан:
- перед выходом из автомобиля выключить передачу и перекрыть подачу топлива, убедиться в отсутствии опасности, связанных с движением транспортных средств как в попутном, так и во встречном направлении;
- перед постановкой автомобиля на место стоянки с подогревом убедиться в отсутствии утечки топлива;
- вымыть руки с мылом;
- обо всех недостатках, обнаруженных во время работы, известить своего непосредственного руководителя.
Техника безопасности при ТО и ремонте автомобиля.
Работы по ТО и ремонту проектируемого автомобиля связаны с применением всевозможного инструмента и приспособлений. К слесарным работам допускаются лица, прошедшие специальное обучение с проверкой знаний в квалифицированной комиссии, получившие на руки соответствующее удостоверение и прошедшие инструктаж по правилам безопасности при выполнении работ в установленном порядке.
До начала работы необходимо проверить и привести в порядок рабочую одежду, застегнуть обшлага рукавов. Рабочая одежда должна быть исправной и застёгнута так. чтобы не было свисающих концов. Подобрать волосы под облегающий головной убор. Не работать в лёгкой обуви.
Гидравлические домкраты должны иметь плотные соединения, исключающие утечку жидкости из рабочих цилиндров. Безопасная работа с подъёмником обеспечивается отсутствием повреждений на его лапах, а также правильным соединением их со снимаемой деталью.
Во время работы необходимо: обслуживание и ремонт производить на ровной площадке, освобождённой от посторонних предметов; устанавливая машину на ТО, необходимо затормозить её, подложить под колёса тормозные башмаки, заглушить двигатель.
При моечно-очистительных операциях необходимо работать в водонепроницаемом фартуке, резиновых сапогах, рукавицах и защитных очках. При мойке узлов автомобиля керосином следует пользоваться скребками и волосяными щётками.
Зев ключа должен соответствовать размеру болта (гайки), нельзя пользоваться прокладками между ключом и гайкой, нельзя удлинять ключ другим ключом или трубой. Безопасная работа гаечным ключом обеспечивается, если ключ тянуть на себя, а не от себя.
Чтобы обеспечить безопасную работу с электроинструментом, корпус его должен быть заземлён. Нельзя переходить на другое место работы с включённым электроинструментом, работать на открытом воздухе в сырую погоду
После каждой операции с антифризом тщательно вымыть руки водой с мылом. Случайно пролитое на пол масло, топливо, антифриз немедленно засыпать сухими опилками или песком и собрать.
При техническом обслуживании запрещается: производить ремонт, смазку и чистку двигателя при его работе; залезать под автомобиль для осмотра и ремонта при работающем двигателе.
Слив масла следует производить в специальную тару. Перед снятием, установкой или выкаткой агрегатов и узлов необходимо поднять раму автомобиля до полной разгрузки рессор и установить под раму специальные металлические козлы. Оставлять вывешенный автомобиль без установки под неё надёжных упоров, а также использовать в качестве упоров чурки, бочки запрещается.
При установке автомобиля на домкрат, последний устанавливают только на твёрдый грунт в строго вертикальном положении. Не поднимать и не опускать домкратом груз, масса которого превышает грузоподъёмность домкрата. Во избежание скольжения опорной поверхности головки домкрата применять деревянные прокладки. При опрессовке и запрессовке узлов (пальцев, подшипников) необходимо пользоваться съёмником, прессовыми и другими приспособлениями, обеспечивающими безопасность работы.
При рубке, клёпке, чеканке и других подобных работах следует применять очки или маски с небьющимися стёклами, а место работы ограждать переносными щитами, чтобы рядом работающие люди не получили травм.
При сборочных работах, особенно при установке тяжёлых деталей и агрегатов не просовывать руки между плоскостями разъёма. Проверку совпадений отверстий в соединениях деталей, узлах и агрегатах производить только с помощью ободка или оправки.
Не допускать людей и не находиться самому под поднятым кузовом автомобиля самосвала и другого навесного технологического оборудования без установки специальных подставок, штанг.
По окончании работы: привести в порядок рабочее место и произвести уборку участка; использованный обтирочный материал собрать в отведённое для этого место; отработанный керосин и другую жидкость слить в специальные ёмкости; убрать весь инструмент и приспособления.
При обслуживании и ремонте автомобилей следует соблюдать следующие правила техники безопасности:
- мыть агрегаты и детали необходимо негорючими составами,
- нейтрализовать детали двигателя работающего на этилированном бензине,
- разрешается промывка керосином в специально выделенных для этих целей местах.
Автомобили, направленные на ТО, не должны иметь течи топлива. Различные топливо-смазочные материалы надо немедленно убирать. В целях предотвращения возникновения пожаров запрещается:
- допускать скопления на двигателе и его картере грязи и масла;
- оставлять на двигателе и его картере, и в кабине промасленные обтирочные материалы;
- производить работы с применением открытого огня;
- промасленные обтирочные материалы следует собирать в специальные отведённые места (поддоны), и по окончании смен удалять.
Курение в производственных помещениях допускается только в специально отведённых для этого местах, оборудованных резервуарами с водой и урнами. Для тушения пожаров применять песок и огнетушители.
Для извещения о пожаре на АТП используют электрическую пожарную сигнализацию, тепловые извещатели (ИП-150, которые срабатывают, когда температура воздуха достигает критического значения).

8.4 Требования пожарной безопасности

Рабочие обязаны знать и соблюдать требования настоящих правил [17] и инструкций о мерах пожарной безопасности, утвержденных в установленном порядке.
Организация противопожарной подготовки рабочих должна включать:
Вводный инструктаж, первичный инструктаж, повторный инструктаж, внеплановый инструктаж
Занятия по пожарно-техническому минимуму должны проводиться на участках с повышенной пожарной опасностью по специально утвержденной руководством предприятия программе с отдельными категориями работающих (электрогазосварщики, маляры, аккумуляторщики, плотники, электромонтеры, кладовщики, водители автомобилей, особенно газобаллонных автомобилей, слесари по ремонту топливной аппаратуры).
На предприятиях с числом работающих менее 25 человек, по согласованию с органами управления, подразделениями государственной пожарной службы, занятия по пожарно-техническому минимуму не проводятся
Безопасность людей должна обеспечиваться: планировочными и конструктивными решениями путей эвакуации в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, постоянным содержанием путей эвакуации в надлежащем состоянии, обеспечивающим возможность безопасной эвакуации людей в случае возникновения пожара или другой аварийной ситуации.
Все производственные, административные, вспомогательные, складские, ремонтные помещения, а также стоянки и площадки хранения автотранспортной техники должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения (огнетушители, пожарные щиты, установки пожаротушения и т.п.), согласно нормам.
Содержание средств пожаротушения, связи и сигнализации должно соответствовать требованиям ППБ-01-93.
Вновь строящиеся помещения для хранения, ТО и ТР автомобилей оборудуются средствами автоматического пожаротушения, а остальные помещения - автоматической пожарной сигнализацией.
Средства пожаротушения и пожарный инвентарь должны быть окрашены в соответствии с требованиями ГОСТ 13.4.026-76.

8.5 Охрана окружающей среды.

Сокращение вредных выбросов двигателями автомобилей можно добиться двумя путями и прежде всего поддержанием исправного технического состояния автомобиля. На АТП двигатели должны регулироваться на токсичность и дымность отработанных газов. При контрольных проверках автомобилей в эксплуатационных органах ГИБДД допускается содержание оксида углерода в отработанных газах на частоте вращения до 2%.
Дымность отработавших газов двигателя автомобиля – показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, просвечивающего отработавшие газы. Она определяется для автомобилей с дизельными двигателями на режиме свободного ускорения и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Измеренная дымность отработавших газов на режиме свободного ускорения автомобилей с дизельными двигателями не должны превышать 50%. Снижение загрязнения атмосферы способствует перевод автомобилей с бензинового двигателя на дизельный, в отработавших газах которого содержится значительно меньше окиси углерода и углеводородов. Новые возможности по повышению экологичности автомобилей открывает внедрение других видов моторного топлива с менее токсичным составом отработавших газов (синтетические спирты, аммиак, водород). Для обезвреживания отработавших газов находят применение различные типы нейтрализаторов. Ведутся работы по совершенствованию конструкции двигателей, системы питания, зажигания. Идёт поиск новых типов силовых установок автомобилей и их конструктивная доработка (электродвигатели с автономным питанием, роторные двигатели, газовые турбины, инерционные двигатели).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ