Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Студенческий документ № 040066 из МАДИ

№ п.п Оглавление Страница Реферат 2 Введение 3 1. Исследовательская часть: анализ и эффективность аддитивных технологий в машиностроении. 4 1.1 Понятие аддитивные технологии 5 1.2 Классификации аддитивных технологий 7 1.3 Преимущества использования аддитивных технологий в машиностроительной отрасли 12 1.4 Анализ два направления развития аддитивных технологий: Bed Deposition и Direct Deposition. 14 1.5 Статистические данные 24 2. Конструкторская часть: разработка цифровой модели крестовины карданного вала . 27 2.1 Автомобиль ГАЗ-330273 28 2.2 Назначение карданных передач и анализ конструкции карданной передачи ГАЗ-330273 30 2.3 Крестовина карданного вала ГАЗ-330273 35 2.4 Расчёт напряжений, действующих на крестовину карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 37 2.5 Цифровая модель крестовины и прочностной анализ по методу конечных элементов 39 3. Технологическая часть: технологический процесс изготовления крестовины карданного вала аддитивным методом. 45 3.1 Технологический процесс изготовления крестовины традиционным методом 46 3.2 Технологический процесс изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 с применением аддитивных технологий 50 3.3 Проведение испытания ПКМ на прочность 54 4. Проектная часть: разработка участка по изготовлению деталей из ПКМ c применением аддитивных технологий. 65 4.1 Генеральный план АТП ООО ПКФ "Феникс" 66 4.2 Производственный корпус АТП ООО ПКФ "Феникс" 68 4.3 Планировка участка по изготовлению деталей из ПКМ с применением аддитивных технологий 70 5. Производственная и экологическая безопасность: обеспечение безопасности работы участка с ПКМ. 76 5.1 Производственная безопасность 77 5.2 Охрана труда на участке изготовления деталей из ПКМ 79 5.3 Оценка опасности ПКМ по ПДК рабочей зоны 81 5.4 Расчёт вентиляции 84 6. Экономическая часть: анализ затрат на изготовление крестовины карданного вала. 88 6.1 Исходные данные 89 6.2 Калькуляция себестоимости 91 6.3 График безубыточности 95 6.4 Динамика РЦП 96 Заключение 98 Литература 99 Приложения 101

Реферат

Данная выпускная квалификационная работа специалиста включает в себя __ листов чертежей формата А1(или ________ слайдов презентации), ___ листов пояснительной записки на листах формата А 4, включающей рисунков, ___ таблиц, ___ литературных источников, а также технологические процессы на ___ листах формата А4.

АВТОМОБИЛИ, АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, КРЕСТОВИНА КАРДАННОГО ВАЛА АВТОМОБИЛЯ ГАЗ-330273, УЧАСТОК ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПКМ.

В пояснительной записке рассмотрена технология изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 аддитивным методом. В исследовательской части был проведён анализ существующих аддитивных технологий и отмечены их основные преимущества в отличии от традиционных технологий изготовления. В конструкторской части было проанализирована конструкция крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 и рассчитаны действующие на неё напряжения, разработана 3D модель крестовины и проведён прочностной анализ по методу конечных элементов. В технологической части был показан традиционный технологический процесс изготовления крестовины, структура и алгоритм аддитивного технологического процесса, так же испытание ПКМ на прочность при растяжении. В проектной части был разработан участок по изготовлению деталей из ПКМ с применение аддитивных технологий. В части производственной и экологической безопасности была произведена оценка опасности использования ПКМ материалов и рассчитана вентиляция. В экономической части было проанализированы затраты на изготовление крестовины из ПКМ и динамика РЦП.

Введение.

В качестве объекта исследования был выбран автомобиль ГАЗ-330273, так как он является популярным транспортом для коммерческих перевозок груза. В процессе эксплуатации у автомобиля ГАЗ-330273 часто выходит из строя карданная передача и её элементы, в особенности крестовина карданного вала, которая в свою очередь является самым нагруженным элементом передачи. Возникает необходимость замены крестовины, что за собой может повлечь трудности в виде простоя автомобиля и потери прибыли, связанных с ожиданием поставки, которое может занять длительное время, или изготовлением запасных частей непосредственно на предприятии, что требует высокой технической оснащенности, а значит и больших вложений, которые могут себя не окупить. Учитывая относительную простоту конструкции изделия, сложность и стоимость технологического процесса изготовления крестовины традиционным способом и дефицитность металла, я предлагаю произвести замену металлического материала на полимерный композиционный материал (ПКМ). Для этого необходимо разработать технологический процесс изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 с помощью аддитивных технологий и оценить эффективность данного процесса.

1.Исследовательская часть.

Анализ и эффективность аддитивных технологий в машиностроении.

1.1 Понятие аддитивные технологии.

Аддитивные технологии (AM-Additive Manufacturing) или технологии послойного синтеза - обобщенное название технологий, предполагающих изготовление изделия по данным цифровой модели (или CAD-модели) методом послойного добавления материала.[1]

Аддитивное производство построено на "добавление" материала, а не "отнимания" (традиционное производство: сверление, резание или иное "удаление" лишнего материала), что приводит к экономии материала, повышает производительность процессов и даёт возможность создавать изделия сложной формы.

В стандарте ASTM F2792.1549323-1 организации ASTM International (American Society for Testing and Materials- Американская ассоциация испытаний и материалов), занимающейся разработкой технических стандартов для широкого спектра материалов, изделий, систем и услуг, аддитивные технологии определены как "process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing technologies" ("процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D-модели, как правило, слой за слоем, в отличие от "вычитающих" производственных технологий"). [2]

Рекомендованы два основных термина - Additive Fabrication (AF), Additive Manufacturing (AM), а также "легитимные" синонимы - additive processes, additive techniques, additive layer manufacturing, layer manufacturing и freeform fabrication.

AF или AM технологии охватывают все области синтензирования изделий, будь то прототип, опытный образец или серийное изделие.

Внедрение аддитивных технологий требует освоение метода 3-D проектирования и моделирования, CAD, CAM- и CAE- технологий, а также технологий оцифровки и реинжиринга.[3]

В основе современных аддитивных технологий лежит метод формирования детали из полимерного композиционного материала путем постепенного наращивания с помощью термического или какого-либо иного воздействия, в результате которого получается деталь необходимой формы с заданными размерами. В настоящее время существует уже более 30 различных типов аддитивных технологических процессов [10].

1.2 Классификации аддитивных технологий.

В международном сообществе, в том числе и в России, пока не принято устоявшейся классификации. Различные авторы классифицируют их по различным методам: формирование слоя, фиксация слоя, применяемые строительные материалы, ключевая технология, подвод энергии для фиксации слоя построения. Ниже приведены классификации: ASTM, по способам формирования слоя, по методам формирования слоя, по виду и форме используемого материала.

Классификация ASTM

Стандартом Американской ассоциации испытаний и материалов ASTM F2792.1549323-1 аддитивные технологии классифицированы следующим образом [2]:

1. Material Extrusion - "выдавливание материала" или послойное нанесение расплавленного строительного материала через экструдер;

2. Material Jetting - "разбрызгивание (строительного) материала" или послойное струйное нанесение строительного материала;

3. Binder Jetting - "разбрызгивание связующего" или послойное струйное нанесение связующего материала;

4. Sheet Lamination - "соединение листовых материалов" или послойное формирование изделия из листовых строительных материалов;

5. Vat Photopolymerization - "фотополимеризация в ванне" или послойное отверждение фотополимерных смол;

6. Powder Bed Fusion - "расплавление материала в заранее сформированном слое" или последовательное формирование слоев порошковых строительных материалов и выборочное (селективное) спекание частиц строительного материала;

7. Directed energy deposition - "прямой подвод энергии непосредственно в место построения" или послойное формирование изделия методом внесения строительного материала непосредственно в место подвода энергии.

Классификация аддитивных технологий по способам формирования деталей.

Виды аддитивных технологий зависят от способов формирования слоя и его соединения с общим массивом модели или детали[3]:

Склеивание

1) PSL- Plastic Sheet Lamination (послойное склеивание ПВХ плёнки)

2) LOM- Laminated Object Manufacturing (послойное склеивание пленочных материалов)

3) 3DP- 3-D Printing (формирование деталей методом 3-D печати)

Спекание

1) SLS- Selective Laser Sintering (селективное спекание порошковых материалов лучом лазера)

2) EBM- Electron Beam Melting (электронно-лучевое плавление)

Наплавка

1) СLAD- Construction Laser Additive Direct (прямое лазерное аддитивное построение)

2) FDM- Fused Deposition Modeling (послойное нанесение расплавленной пластиковой нити)

Напыление

Сваривание

Фотополимеризация

1) SLA- Steriolithography Laser Apparatus (формирование детали методами стереолитографии)

2) DLP- Digital Light Procession (цифровая обработка света)

3) MJM- Multi Jet Modeling (технология многоструйной печати)

4) Вспышкой

Литьё 1) SLM- Selective Laser Melting (селективное лазерное плавление металлического порошка)

2) EBM - Electron Beam Melting ( электронно-лучевое сплавление)

Классификация аддитивных технологий по методу формирования слоя.

Классификация по методу формирования слоя принципиально отличает два вида аддитивных технологий: Bed Deposition (объединение материала, распределённого на платформе) и Direct Deposition (прямое осаждение материала). [1]

Bed Deposition (объединение материала, распределённого на платформе)

SLS- Selective Laser Sintering (cелективное спекание порошковых материалов лучом лазера)

SLA- Steriolithography Laser Apparatus (отверждение фотополимерной смолы лучом лазера)

SLM- Selective Laser Melting (cелективное лазерное плавление металлического порошка)

EBM - Electron Beam Melting (электронно-лучевое сплавление)

DMLS -Direct metal laser sintering (прямое лазерное спекание металлов

Ink-Jet (отверждение слоя порошкового материала путем нанесения связующего состава через многосопловую головку)

LOM- Laminated Object Manufacturing (послойное склеивание пленочных материалов)

3DP- 3-D Printing (послойное склеивание порошка связующим)

SHS - Selective Heat Sintering (cелективное термическое спекание)

Direct deposition (прямое осаждение материала)

DMD - Direct Metal Deposition (прямое нанесение металла)

LENS - Laser Engineered Net Shape (лазерная наплавка)

CLAD- Construction Laser Additive Direct (прямое лазерное аддитивное построение)

MJS - Multiphase Jet Solidification (технология струйной печати)

FDM-Fused Deposition Modeling (послойное нанесение расплавленной пластиковой нити)

Poly-Jet (послойное нанесение фотополимерных материалов)

Классификация аддитивных технологий по виду используемого материала.

1) Металл: SLS, SLM, MIM, DMD, LENS, CLAD, MJS, EBM, UAM;

2) Керамика: SPLS;

3) Бумага: LOM;

4) Композит: DMD, LENS, UAM;

5) Полимер: MJM, FDM, SLA

Классификация аддитивных технологий по форме используемого материала.

1) Гранулы: SLS, SLM, MIM, LENS, DMD, MJS, EBM, Ink-Jet;

2) Листовой материал: UAM, LOM;

3) Гель: MJM (PolyJet), SLA;

4) Проволока: FDM;

6) Фидсток: EBDM

В приложении 1 приведена более подробная классификация аддитивных технологий с учётом физического состояния и механизма нанесения материала в процессе формирования детали [3].

1.3 Преимущества использования аддитивных технологий в машиностроительной отрасли.

1) Аддитивные технологии - это переход к "безбумажным" технологиям: все стадии реализации проекта от задумки инженера до создания определенного объекта или детали находится в одной технологической цепи, где каждая операция выполняется в цифровой CAD/CAM/CAE-системе. В соответствии этому, можно отказаться от традиционной бумажной документации, что приводит к сокращению сроков производства и себестоимости проектирования, и даёт возможность внести поправки на любом этапе проектирования, скорректировав CAD-файл. Пример: от создания 3D модели фланца вала до тестирования в режиме реального времени проходит всего 2 дня [4].

2) Аддитивные технологии позволяют печатать партии, в которых каждая деталь может иметь отличия от предыдущих, что увеличивает универсальность производства.

3) Аддитивные технологии позволяют получать детали сложной геометрии, изготовление которых традиционными технологическими методами, включая литьё, невозможно и практически не требующих механической обработки. Пример: при помощи 3D печати компания Ford создаёт впускной коллектор - сложнейшая деталь двигателя [3].

4) Аддитивное производство - практически безотходное производство. Аддитивные технологии используют практически то количество материала, которое нужно для производства вашего изделия. Тогда как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80-85% [5].

5) Получение функциональных прототипов, без применения дорогостоящей технологической оснастки, что позволяет значительно сократить продолжительность научно-исследовательских проектно-конструкторских работ. Пример: блок цилиндров ДВС, вполне пригодный для проведения моторных испытаний, может быть выполнен методом быстрого прототипирования без изготовления деревянных или металлических моделей и форм. Полноценная литейная оснастка изготавливается уже после завершения испытаний, корректировки конструкторской документации и тщательной технологической подготовки [3].

6) Аддитивные технологии позволяют получить детали со сниженной металлоёмкостью и специфическими свойствами (путём смешивания различных материалов), такие как плотность, стабильность, термоустойчивость, коррозостойкость, структура поверхности или биосовместимость, уменьшение веса до 60% и сокращения количества составных частей до 95% [4].

7) Устранение "человеческого фактора", снижение рисков и ошибок. Изделие, созданное с помощью 3D-принтера, на 99% повторяет CAD-модель.

1.4 Анализ два направлениям развития аддитивных технологий: Bed Deposition и Direct Deposition.

1.4.1 Bed Deposition (объединение материала, распределённого на платформе).

При использовании технологии "Bed Deposition" (рис. 1.1) идёт сначала формирование слоя: насыпают на поверхность рабочей платформы дозу порошкового материала и разравнивают порошок с помощью ролика или "ножа", формируя ровный слой материала определенной толщины. Затем выборочно (селективно) обрабатывают порошок в сформированном слое лазером или иным способом, скрепляя частички порошка (сплавляя или склеивая) в соответствии с текущим сечением исходной CAD-модели.

Технология предполагает наличие некой поверхности ("bed"), на которой сначала формируют слой, а затем в этом слое выборочно отверждают (фиксируют) строительный материал. В процессе отверждения положение плоскости построения неизменно, при этом часть строительного материала остается в созданном слое нетронутой. После завершения построения платформа-"bed" перемещается в вертикальном направлении на величину шага построения, на ней формируют новый слой - и процесс повторяется до полного построения модели.[1]

рис. 1.1

Технологии, относящиеся к виду Bed Deposition, приведены в главе 1.2. Ниже рассмотрены технологии SLS и SLA.

1.4.2 SLS-технология.

SLS-технология (Рис. 1.2) относится к категории Powder Bed Fusion согласно классификации ASTM и заключается в следующем: тонкий слой подогретого порошка равномерно распределяется по поверхности рабочей платформы в камере, где поддерживается инертная газовая атмосфера-азот. Под действием лазерного излучения частицы порошка плавятся, образуя монолитный слой. Траектория лазера движется в соответствии CAD-модели с помощью электромеханической системы зеркал. После формирования слоя рабочая платформа опускается на величину, соответствующую толщине слоя. После сплавления последнего слоя блок медленно охлаждают. Применяемые материалы: металлы и термопласты в порошковом виде.

Разновидностью технологии SLS является метод прямого лазерного спекания (DMLS). Эта технология позволяет получать детали, практически не требующие механической обработки, обладающие сложными геометрическими формами, которые нельзя получить традиционными технологическими методами. В сочетании с горячим изостатическим прессованием и соответствующей термообработкой, детали, изготовленные с применением технологии SLS, превосходят по прочности на 20...30% кованные и литые изделия.[3]

Существенный недостаток SLS-технологии - высокая пористость изделий. После изготовления детали требуется изостатическое прессование. Другим вариантом решения является использование технологии аддитивного производства методом лазерной плавки (SLM), так как технологический процесс этой технологии предусматривает полное плавление материала порошка для обеспечения гомогенных свойств материала в отличии от SLS технологии.

Табл. 1.1 Преимущества и недостатки SLS

Технология Преимущества Недостатки SLS 1.Возможность осуществлять печать объектов без использования поддерживающих структур, под нависающими поверхностями.

2.Изготовление деталей любой сложности.

3.Хорошие механические свойства готовых деталей: высокая прочность, точность построения, качественные поверхности.

4. Оборудование для SLS-печати оснащается большими камерами построения (до 750 мм), что позволяет изготавливать большие изделия или целые партии небольших объектов за одну печатную сессию.

5.Процесс практически безотходен, неиспользованный материал может повторно использоваться для печати. 1. Высокая пористость готовых деталей.

2. Высокая стоимость расходных материалов и оборудования.

3. Сложность и громоздкость оборудования.

4. Маленькая скорость построения.

5. Ограничение размеров детали.

рис. 1.2 1.4.3 SLA- технология.

Принципиальным отличаем SLA-технологии от SLS технологии является, использование специальных светочувствительных смол, которые отверждаются под воздействием УФ излучения: лазер, ультрафиолетовая лампа, прожектор видимого света, диоды.

Основой SLA- процесса (Рис. 1.3) является ультрафиолетовый лазер ( твердотельный или CO2), в которой лазерный луч выступает в качестве источника света. Луч лазера сканирует текущее сечение CAD- модели и отверждает тонкий слой жидкого полимера. Затем платформу, на которой производится формирование детали, погружают в ванну с фотополимером на величину шага построения модели, на затвердевший слой наносится новый слой жидкого полимера, после чего производится его обработка лазерным излучение.[3] При построение модели, имеющей нависающие элементы, одновременно с основным телом модели строятся поддержки, в виде тонких столбиков, на которые укладывается первый слой нависающего элемента, когда приходит черед его построения.

После завершения процесса модель извлекают и смывают остатки смолы ацетоном или спиртом, удаляют поддержки. Для повышения прочности модели помещают в специальную камеру дополимеризации - шкаф с ультрафиолетовой лампой.[1] Применяемые материалы: фотополимерные смолы.

Стереолитография (SLA- технология) является высокоточной технологией формирования деталей и применяется там, где требования к чистоте поверхности и точности построения модели являются основными и определяющими. Еще важным преимуществом данной технологии является: формирование происходит в обычных температурных условиях, исключая возникновение термических напряжений и деформаций.

Таблица 1.2 Преимущества и недостатки SLA

Технология Преимущества Недостатки SLA 1.Изготовление моделей любой сложности.

2.Высокое качество поверхностей деталей и высокая точность построения.

4.Большие, чем у других 3D-принтеров, размеры рабочей камеры.

5.Свойства применяемых полимеров позволяют использовать выращенный прототип в качестве готового изделия.

6.Отсутствие термических напряжений и деформаций.

8. Низкий уровень шума.

9.Легкая обработка изготовленного прототипа.

10. Низкий уровень шума производства деталей.

1.Невысокая физическая прочность изготовленных объектов.

2.Ограничения в выборе материалов( только фотополимеры)

3. Необходимость в УФ засветке объекта после печати для окончательного затвердевания.

4. Высокая стоимость оборудования.

5. Низкая скорость построения.

рис. 1.3

1.4.5 Direct Deposition (прямое осаждение материала).

Термин "Direct Deposition" переводится как "прямое или непосредственное осаждение (материала)", т. е. направление энергии и осаждение материала в конкретную точку построения (Рис. 1.4).

В отличие от "Bed Deposition", здесь не формируется слой строительного материала на поверхности ("bed") платформы, а материал подается в конкретное место, куда в данный момент времени подводится энергия и где идет процесс формирования детали. [3]

рис. 1.4

Технологии, относящиеся к виду Direct Deposition, приведены в главе 1.2.

Преимущества и недостатки Direct Deposition приведены в таблице 1.3

Табл. 1.3 Преимущества и недостатки Direct Deposition

Преимущества Недостатки 1.Высокая производительность за счёт высокой скорости построения.

2.Хорошие механические свойства: высокая прочность, однородная структура

3. Возможность создавать гибридные детали.

4. Универсальность: применяются в производстве и в ремонте.

5. Большие размеры зоны построения. 1.Высокая стоимость оборудования.

2. Высокая стоимость расходных материалов.

Наиболее популярной технологией является FDM. Принцип построения по технологии FDM заключается в послойном выращивании изделия из предварительно расплавленной пластиковой нити. Эта технология рассмотрена ниже.

1.4.6 FDM- технология.

3D-модель в формате STL передается в программное обеспечение машины (Рис. 1.5). Программа автоматически (или оператор вручную) располагает модель в виртуальном пространстве рабочей камеры. Затем программа автоматически генерирует элементы вспомогательных конструкций (из специального материала поддержки) и проводит расчет количества расходных материалов, а также времени выращивания прототипа. Перед запуском процесса печати модель автоматически разделяется на горизонтальные слои и

производится расчет путей перемещения печатающей головки.[5]

Затем запускается процесс непосредственной 3D-печати: нагревающая головка (сопло диаметром 0,1-0,3мм) с фильерами (экструдер) расплавляет тонкую пластиковую нить (термопластичная нить диаметром 1,75мм) и послойно укладывает ее согласно данным математической 3D-модели.

После завершения процесса построения изделия вспомогательные конструкции удаляются (вручную или растворяются в специальном растворе). Готовое изделие может быть использовано в напечатанном виде или подвергнуто любому способу пост-обработки.

Табл. 1.4 Преимущества и недостатки FDM.

Технология Преимущества Недостатки FDM 1.Возможность использования широкого ряда термопластов.

2. Низкая стоимость оборудования и расходного материала.

3. Высокая прочность и износостойкость изделий.

4. Широкие возможности пост-обработки.

5. Возможность использования обширной палитры цветов. 1.Шероховатость поверхности.

2.Необходимость в поддержках.

3.Необходимость подбора адгезивного слоя основания для печати.

4.Возможны коробления детали.

5. Чувствительность к перепадам температур во время печати.

рис. 1.5

1.5. Статистические данные.

На основе данных Wohlers Report 2016, ежегодного аналитического издания, специализирующегося на аддитивных технологиях, представлен анализ о текущем состоянии развития аддитивных технологий в мире. По данным ежегодного аналитического отчета Wohlers Report 2016, применение аддитивных технологий по отраслям распределяется следующим образом.[6]

Табл. 1.5 Распределение аддитивных технологий по отраслям в мире.

Отрасль Доля,% Промышленность 17,5 Потребительские товары 16,6 Автомобилестроение 16,1 Аэрокосмос 14,8 Медицина 13,1 Образование 8,2 Военный сектор 6,6 Архитектура 3,9 Прочие 3,2

География установки промышленных 3D-принтеров распределяется следующим образом. За последние 5 лет наблюдается повышенный рост отрасли аддитивных технологий в мире. Средние ежегодные темпы роста за последние 26 лет составили 27,3%. За последние 3 года ежегодный темп роста составил 33,8%.[6]

Табл. 1.6 Процент использования 3D - принтеров по странам.

Государство Процент используемых установок США 38,1 Япония 9,3 Китай 9,2 Германия 8,7 Великобритания 4,4 Италия 3,4 Франция 3,2 Корея 2,7 Канада 1,9 Тайвань 1,6 Россия 1,4 Турция 1,3 Испания 1,3 Швеция 1,2

Для широкого внедрения в Россию аддитивных технологий необходимо решить несколько задач, без которых не стоит ожидать резкого роста в этом направлении:

1) Создание единой информационной среды на базе цифровых технологий.

2) Создание производства отечественных материалов нового поколения.

3) Разработку национальных стандартов и нормативной документации.

4) Совершенствование системы подготовки кадров.

В настоящее время в России существуют крупные компании, обладающие оборудованием высокого уровня, для изготовления де- талей методами аддитивных технологий. К таким предприятиям мож- но отнести ФГУП "НАМИ", АБ "Универсал", НПО "Салют", ОАО "НИАТ" (Москва), УМПО (Уфа), НИИ "Машиностроительные Техноло- гии", (СПбГПУ),ФГУП "ВИАМ" , ОАО "Тушинский машиностроительный завод",государственные корпорации "Роскосмос" и "Росатом" и ряд других.

В основном все исследования и разработки этих компаний направлены на решение проблем в авиационной и медицинской промышленности.

2.Конструкторская часть.

Разработка цифровой модели крестовины карданного вала.

2.1 Автомобиль ГАЗ-330273.

Автомобиль ГАЗ-330273 (Рис. 2.1) представляет собой полноприводную модификацию модели 33023 с грузоподъёмностью до 1200 кг, широко используется как в условиях города, так и в сельской местности и предназначен специально для регионов с плохими дорожными условиями, для возможности доставлять груз и бригаду к труднодоступным объектам. Данный автомобиль имеет шестиместную кабину с двумя рядами сидений с возможность транспортировки до 6 человек и грузовую площадку с откидными бортами и возможностью установки тента, объём кузова 4,5 м?. Максимальная скорость 130 км/ч. ГАЗ-330273 существует в двух модификациях: дизельный двигатель Cummins с мощностью 88,3 кВт и бензиновый двигатель УМЗ с мощностью 78,5 кВт.

Табл. 2.1 Технические характеристики автомобиля ГА3-330273

Объём двигателя, куб. см. 2890 Мощность кВт 78,5 Крутящий момент Нм 220,5 Расположение цилиндров L4 Тип привода постоянный на все колёса Тип КПП механика 5ст. Подвеска зависимая рессорная Передние тормоза дисковые Задние тормоза барабанные Сцепление Однодисковое,сухое, с гидр.приводом Разгон до 100 км/ч, с 40 Максимальная скорость, км/ч 130 Снаряженная масса, кг 2300 Объём бака, л 70 Экология Евро-3

Рис.2.1 Чертёж автомобиля ГАЗ-330273

ГАЗ-330273 Фермер относится к классу грузопассажирских авто и с успехом используется не только в сельском хозяйстве, но и среди коммунальщиков, ремонтников и пр. - за период с января по июль 2016 было продано 2126 шт.

Положительные качества автомобиля:

- наличие кабины вместимостью до 6 человек;

- надежность;

- простоту в эксплуатации;

- нетребовательность в обслуживании;

- полную ремонтопригодность;

- маневренность и грузоподъемность;

- повышенную проходимость.

2.2 Назначение карданных передач и анализ конструкции карданной передачи ГАЗ-330273.

Карданная передача - агрегат трансмиссии, содержащий шарниры, валы механизмы изменения длины и обеспечивающий передачу мощности двигателя к колёсам автомобиля. Карданная передача выполняет следующие функции:

передача крутящего момента двигателя с определённой частотой вращения;

обеспечивает угловую и осевую компенсацию вследствие изменения углов и расстояний между агрегатами, имеющие упругие опоры.

Карданные передачи подразделяются по следующим основным классификационным признакам [8]:

1) по конструкции карданной передачи:

открытая или закрытая (внутри картера, трубы и т.п.);

однозвенная (два шарнира, один карданный вал без промежуточной опоры) или многозвенная (с двумя и более карданными валами и промежуточными опорами);

2) конструкции карданных шарниров:

неравных угловых скоростей (упругие - ? 0

Метод основан на принципе дисконтирования денежных потоков.

Дчист=Пчист+Аморт=220407 руб.

?t - коэффициент дисконтирования.

?t=(1+r)^-t , где

r - ставка дисконтирования.

принимаем r = 15%

Таблица 6.10.

Годы t Инвестиции ?t Чистый доход Приведенный чистый доход РЦП 2017 0 671187 1 220407 220407 - 450780 2018 1 0 0,87 220407 191754 -259026 2019 2 0 0,76 220407 167509 -91517 2020 3 0 0,66 220407 145468 53951

Заключение.

В проекте разработана новая методика изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 из полимерного композиционного материала с применение аддитивных технологий. Внедрение этого метода позволяет:

1. Сократить время ожидания поступающих запасных частей на предприятие и время простоя автомобилей ожидающих ремонта.

2. Применение методов 3D проектирования позволяет уменьшить трудоёмкость изготовления изделия и сократить продолжительность разработки проектной технологической документации, необходимой для изготовления запасных частей автомобиля.

Литература.

1.Зленко М.А. Аддитивные технологии в машиностроении / М.В. Нагайцев, В.М. Довбыш // пособие для инженеров. - М. ГНЦ РФ ФГУП "НАМИ" 2015. 220 с.

2. Интернет источник https://www.astm.org

3. Баурова Н.И., Зорин В.А., Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин: учеб. пособие - М.: МАДИ, 2016. 265 с.

4. Интернет источник www.slm-solutions.com

5. Интернет источник http://3d.globatek.ru/

6. Интернет источник https://wohlersassociates.com/

7. Интернет источник http://www.vanlife.ru/

8. Нарбут А.Н, Автомобили: Рабочие процессы и расчёт механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений - М.: Академия, 2007., 256 с.

9. Интернет источник http://sprav-constr.ru/

10. Перспективы применения аддитивных технологий при производстве дорожно-строительных машин. Зорина В.А, Полухин Е.В

11. Зорин В.А Основы работоспособности технических систем: Учебник для вузов. М.: Магистр-Пресс, 2005. 536 с.

12. Зорин В. А., Баурова Н.И. Применение интеллектуальных материалов при производстве, диагностировании и ремонте машин. М.: МАДИ, 2011. 173 с.

13. Зорин В.А., Даугелло В.А. Безопасность дорожно-строительных машин и оборудования: Учебник для вузов. М.: МАДИ, 2013. 92с.

14. Зорин В.А., Севрюгина Н.С. Основы работоспособности технических систем: Практикум. Белгород: БГТУ, 2013. 141 с.

15. Головин С.Ф., Зорин В.А. Проектирование предприятий по эксплуатации дорожных машин: Учеб. пособие для вузов.- М.:Транспорт, 1991.-215с.

16. Зорин В.А. Надёжность механических систем: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2015.-380 с.

17. Синельников А.Ф. Основы технологии производства и ремонт автомобилей. 2-е изд.: Учеб. пособие. М.: Академия, 2013. 326с.

18. Технология машиностроения, производство и ремонт подъёмно-транспортных машин: учебник для студ. высш. учеб. заведений/ [ Б.П. Долгополов, Г.Н. Доценко, В.А. Зорин и др.]- М.: Академия, 2010.-576 с.

19. Зорин В.А Основы работоспособности технических систем: Учебник для вузов. М.: Магистр-Пресс, 2005. 536 с.

20. Нарбут А.Н, Автомобили: Рабочие процессы и расчёт механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений - М.: Академия, 2007., 256 с.

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3

Показать полностью…
6 Мб, 18 июня 2017 в 17:52 - Россия, Москва, МАДИ, 2017 г., docx
Рекомендуемые документы в приложении