Перечень чертежей:
- Сборочный чертеж электроподогревателя (А1) с обозначением позиций и техническими характеристиками:
- Номинальная потребляемая мощность - 1,6кВт;
- Номинальное напряжение ~220В;
- Род тока - переменный;
- Частота тока, Гц ~50;
- Режим работы – продолжительный;
- Объем камеры подогрева – 1,5 дм;
- Класс защиты от поражения эл. током – I;
- Степень защиты от влаги - PX4
Технические требования:
- Момент затяжки: винт (поз. 19) - 8,5 Н*м; винт (поз. 20) - 7 Н*м; гайка (поз. 21) - 4,5 Н*м; гайка (поз. 22) – 9 Н*м; гайка (поз. 9) – 6,5 Н*м;
- Для паянных соединений №1 применять оловянно-свинцовый припой ПОССу 30-2 ГОСТ 21930-76;
- Для клеевого соединения №2 применять клей ВК-46 ТУ 6-41-4499-89;
- Электроподогреватель покрывать эпоксидной эмалью ЭП-91 ГОСТ 15943-80;
- Клапан должен свободно перемешаться в трубке;
- Клапан должен герметично закрывать торец трубки;
- Неуказанные предельные отклонения размеров: H14, h14, ±IT14/2.
- Схема средств, облегчающих пуск холодных двигателей на формате А1
- Карта технологическая на установку устройства подготовки автомобиля к работе в зимний период (А1):
- Очистить и вымыть автомобиль моечной установкой М-203
- Слить жидкость из системы охлаждения
- Отсоединить патрубок системы отопления салона отверткой
- Установить устройство подогрева охлаждающей жидкости, проверить герметичность соединения
- Соединить патрубок системы отопления салона с устройством подогрева охлаждающей жидкости отверткой
- Установить дополнительный патрубок в систему отопления салона
- Установить штепсельный разъем ключом 8х10
- Залить в систему охлаждения охлаждающую жидкость Тосол А-40
- Проверить работоспособность устройства для подготовки двигателя к работе
- Схема электроподогревателя электрическая принципиальная (А1)
- Рабочий чертеж клапана (А4) с техническими требованиями: Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +t2, валов -t2, остальных ±t2/2 по ГОСТ 25670-83
- Корпус верхний (А3) представлен в двух проекциях с указанием габаритных размеров и техническими требованиями:
- Неуказанные радиусы скруглений 2.5 мм max
- Общий вид корпуса нижнего (А3) с разрезом
- Крышка корпусная (на формате А4) с техническими требованиями:
Острые кромки притупить
- Чертеж детали – крышка уплотнительная (А4) с с техническими требованиями: 2 отв.М10х0,5-Н7
- Деталь – трубка на формате А4 с указанием габаритных размеров
Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 40 страницах, где рассмотрены:
- Виды действующих устройств, облегчающих пуск двигателей в зимний период
Устройства для облегчения разделяются на действующие в предпусковой период (горячая вода, пар, инфракрасное излучение, жидкостные на бензине или дизельном топливе и электрические) и устройства, действующие непосредственно в процессе пуска (свечи накаливания, средства облегчения воспламенения, свечи подогрева воздуха, электрофакельные подогреватели, подача жидкости с низкой температурой воспламенения).
Большинство из этих устройств очень сложны и невыгодны. Предлагается новая конструкция устройства для предпусковой подготовки автомобиля в зимний период.
- Устройство электроподогревателя и принцип его работы
Предпусковой электроподогреватель предлагаемой конструкции предназначен для подогрева двигателя внутреннего сгорания до рабочей температуры. Он встраивается в контур системы охлаждения с помощью двух рукавов: центральный (подводящий) и боковой (отводящий) патрубки. Устанавливается в подкапотном пространстве стационарно.
Основными частями электроподогревателя являются: корпус, трубчатый электронагреватель, клапан, термовыключатель с автоматическим возвратом (ТВАВ), шнуры, разборная вилка, автоматический временной и информационный включатель (АВИВ), штепсельный разъем (ШР) и кронштейн.
Работа электроподогревателя основана на термосифонной циркуляции и осуществляется четырьмя повторяющими циклами:
1. Нагревание жидкости (тосола) в электроподогревателе.
2. Нагретая жидкость через боковой патрубок поступает в двигатель. В центральном патрубке под действием холодной жидкости открывается клапан.
3. Холодная жидкость поступает в полость электроподогревателя.
4. Клапан перекрывает возможность выхода нагретой жидкости через центральный патрубок.
Приведена принципиальная электрическая схема электроподогревателя.
Подготовка электронагревателя к работе заключается в соединение ШР, разборной вилки к источнику переменного тока 220В (50Гц). Электроподогреватель включается в работу при переводе выключателя в режим ВКЛ на ШР. Электрический ток поступает через сигнальную лампу, плавкий предохранитель на трансформатор к мосту выпрямительному abcd. Полученный постоянный ток питает АЦП через предохранитель. В АЦП устанавливаются программы включения электроподогревателя: по времени, в данный момент и аварийное. Скользящим переключателем выбирается программа управляющего элемента (А – оба управляющих, В – ТВАВ управляющей, следящий АЦП, С – АЦП управляющей, следящий ТВАВ), что позволяет сохранять работоспособность электроподогревателя при неисправности одного из управляющего элемента.
- Расчет электронагревателя трубчатого
При выборе ТЭН следует обращать внимание на нагреваемую среду, допустимую поверхностную плотность теплового потока, температуру и химическую стойкость материала трубки к воздействию среды.
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
Полезная мощность |
1,284 кВт |
|
2 |
Расчетная мощность |
1,476 кВт |
|
3 |
Допустимая удельная нагрузка нагревателя |
6,5 Вт/см2 |
|
4 |
Необходимая активная поверхность трубчатого электронагревателя |
227,08 см2 |
|
5 |
Активная поверхность ТЭН |
232,67 см2 |
|
6 |
Коэффициент отличия активной поверхности |
1,02 |
Выбран тип трубчатого электронагревателя ТЭН-60А13/1,6Р220.
- Расчет корпуса
Для изготовления корпусных элементов выбирают материал алюминиевого сплава АЛ9 ГОСТ 2685-75. Способ получения заготовки - отливка.
Построены эпюры распределения окружных и радиальных напряжений.
Результаты расчета:
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
максимальное давление, воздействующие на стенки корпуса |
1,8 МПа |
|
2 |
диаметр цилиндра |
0,135 м |
|
3 |
допускаемое напряжение на стенки электроподогревателя |
40 МПа |
|
4 |
расчетная толщина стенки электроподогревателя |
2,63 мм |
|
5 |
коэффициент, учитывающий условия эксплуатации электроподогревателя |
1,45…1,55 |
|
6 |
толщина стенки корпуса электроподогревателя |
3,81…4,08 мм |
Полученную из расчетов толщину стенки увеличивают на 0,5…1,5 мм с учетом возможного ослабления в результате коррозии и удалении накипи, поэтому принята толщина стенки корпуса 5 мм.
- Расчет кронштейна
Вес электроподогревателя на первом участке кронштейна вызывает изгиб, а на втором – изгиб и кручение. Построены эпюры изгибающего и крутящего моментов.
Результаты расчета:
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
максимальное нормальное напряжение |
6,13 МПа |
|
2 |
максимальное касательное напряжение |
14,72 МПа |
|
3 |
эквивалентное напряжение |
30 МПа |
|
4 |
прогиб кронштейна |
1,77*10-5 м |
|
5 |
частота изгибных колебаний |
237,33 с-1 |
|
6 |
максимальная частота колебаний кронштейна |
183,33 с-1 |
|
7 |
динамический коэффициент |
2,43 |
|
8 |
наибольшее значение напряжения |
72,9 МПа |
|
9 |
наибольшее значение прогиба |
4,3*10-5 мм |
|
10 |
фактический коэффициент запаса прочности |
3,84 |
Анализируя полученные значения напряжения и прогиба, выбран материал кронштейна Ст. 4.
- Расчет элементов уплотнительных:
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
Усилие, прикладываемое на прокладку, герметизирующую уплотнительную крышку и нижний корпус |
5 кН |
|
2 |
Напряжение в прокладке уплотнительного кольца |
3,98 МПа |
|
3 |
Деформация прокладки уплотнительного кольца |
0,99мм |
|
4 |
Модуль упругости прокладки ТЭНа |
61,27 МПа |
|
5 |
Напряжение в прокладке ТЭНа |
13,33 МПа |
|
6 |
Деформация прокладки ТЭНа |
0,47 мм |
|
7 |
напряжения, возникающего в прокладке под винт |
50 МПа |
|
8 |
Деформация корпусной прокладки |
0,4 мм |
|
9 |
усилие, образующееся при заданной деформации корпусной прокладки |
23,12 кН |
Проанализировав полученные результаты, выбран материал прокладки уплотнительной крышки и прокладки под винт - паронит ПМБ ГОСТ 481-80, материал прокладки ТЭНа - фторопласт Л ГОСТ 14906-77.
- Расчет соединений резьбовых
По усилию, приложенному на прокладку уплотнительной крышки, определен диаметр стержня винта крепления уплотнительной крышки – 5,64 мм. Выбран Винт В. М6×28-20.56.016 ГОСТ 1491-80.
Для упрощения изготовления электроподогревателя диаметр стержня винта корпусной крышки выполняют с резьбой М6. Выбран Винт В. М6×45-28.56.016 ГОСТ 1491-80.
Диаметр цилиндрической части электроподогревателя равен 135 мм, усилие сжатия на корпусную прокладку - 23,12 кН, количество крепежных элементов 4. Найдено усилие, приложенное на один стержень болта – 6кН. Определяют диаметр стержня болта крепежа корпусов – 9,77 мм. Исходя из расчетов, для равномерного прижатия корпусной прокладки выбраны Болт М10-6g×25.58.016, Гайка М10-6Н.5, Шайба 10 65Г.
- Расчет соединения паяного
Для обеспечения безопасной и надежной работы электроподогревателя расчет материала припоя паяного соединения, вычисляется при условии, что винт крепежа уплотнительной крышки неисправен. Выбор материала припоя производят по напряжению, возникающему в паяном соединении. По результатам расчета оно составит 28,52 Мпа.
Выбран оловянно-свинцовый припой ПОССу 30-2 ГОСТ 21930-76.
- Расчет схемы электрической электроподогревателя
Для надежной работы АВИВ и ТВАВ выбран источник постоянного тока 12 В
Расчет элементов моста постоянного тока efgh производят, предполагая его уравновешенным при температуре охлаждающей жидкости 30ºС. Выбраны терморезисторы R2 и R7 кобальто-марганцевые СТ1-28.
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
значение сопротивление ветки fg |
10,01 кОм |
|
2 |
значения сопротивления в резисторе переменного сопротивления R6 |
29,65 кОм |
|
3 |
марка резистора переменного сопрот. R6 |
СП-3в, 32к; В |
|
4 |
высокочувствительный электр. усилитель |
ЭУ - ТА7347Р |
|
5 |
марка биполярного транзистора VT3 |
КТ-27-2 |
|
6 |
марка биполярного транзистора VT2 |
КТ-2-7 |
|
7 |
марка диода VD5 |
КД222Г6 |
|
8 |
светодиод VD9 |
АЛ102А |
|
9 |
марка диода VD6 |
КД-298 |
|
10 |
марка АЦП |
2А734Э4 |
|
11 |
интегральные микросхемы DD1 |
К544УД2 |
|
12 |
интегральные микросхемы DD2 |
Р1385ЧЛ5 |
|
13 |
Потребляемая мощность АЦП |
0,56 Вт |
|
14 |
Выходные и входные величины сигналов |
25*10-2 А |
|
15 |
марка светодиодов VD7 |
АЛ102А |
|
16 |
марка биполярного транзистора VT1 |
КТ-27-2 |
|
17 |
марка переключателя SA1 |
ПМГ1-3 |
|
18 |
марка переключателя SA2 |
ПМГ1-2 |
|
19 |
марка контактов кнопочных с самовозвратом QS1-QS3 |
МП 12 |
|
20 |
марка контактора |
КПВ 2 |
|
21 |
общее значения сопротивления с учетом резистора переменного сопротивления R6 |
7,5 кОм |
|
22 |
мощность моста постоянного тока efgh |
0,0192 Вт |
|
23 |
приблизительная выходная мощность из моста выпрямительного abcd |
1,32 Вт |
|
24 |
марка диодов моста выпрямительного |
КД222Г6 |
|
25 |
марка трансформатора Т1 |
ОСМ-8 |
|
26 |
припой для спаивания элементов |
Пср25Ф ГОСТ 19738-74 |
|
27 |
марка предохранителя в системе управления от короткого замыкания |
ПР-2-02 |
|
28 |
марка предохранителя в штепсельном разъеме |
ПР-2-8 |
Расчет сечения проводов:
|
№ п/п |
Наименование |
Значение |
|
1 |
Напряжение сети |
менее 1000В |
|
2 |
сечение проводов сетевого шнура электроподогревателя |
5,9 мм2 |
|
3 |
сечение жилы провода сетевого шнура |
0,75 мм2 |
|
4 |
количество жил в проводе сетевого шнура |
8 |
|
5 |
Сетевого шнур электроподогревателя |
3 ШТР-0,75/8 |
|
6 |
сечение провода шнура АВИВ |
2,81 мм2 |
|
7 |
сечение жилы провода шнура АВИВ |
0,35 мм2 |
|
8 |
количество жил в проводе шнура АВИВ |
8 |
|
9 |
шнура АВИВ |
8 ШПП – 0,35/8 |
В системе автоматического управления электроподогревателя используются провода ПГВА – 0,35/8 ГОСТ 9751-77.
- Условия эксплуатации устройства
Поддержание электроподогревателя в работоспособном состоянии происходит за счет своевременного качественного проведения технического обслуживания, текущего ремонта, правильной подготовки электроподогревателя к работе, к хранению, к работе после хранения.
- Экономический анализ устройства
Определены общие затраты на изготовление электроподогревателя. Они составят 2836,80 руб.
Спецификация – 3 лист
В программе: Компас 3Dv
Расчетно-пояснительная записка Word: 40 страниц
Количество чертежей: 10 штук