Стандартизация и ее роль в машиностроении

Классификация деталей машин.

Болиды

Двигатель: Yamaha PZ50;

Тип: бензиновый ПДВС, 4-х тактный, жидкостного охлаждения, DOHC;

Рабочий объем: 499 см3;

Кол-во цилиндров / расположение: 2 / поперечной, рядное, наклоненное назад;

Диаметр цилиндра х ход поршня: 77 х 53,6 мм;

Степень сжатия: 12,4:1;

Тип топлива: бензин, 98 RON;

Трансмиссия:

Тип: Бесступенчатая, клиноременный вариатор.

Передаточные отношения: 3,8-0,95: 1;

Сцепление: Автоматическое, центробежного типа;

Главная передача: цепная;

Передаточное отношение ГП: 2,66

Дифференциал: самоблокирующийся, повышенного трения, типа Quaife;

Подвеска:

Передняя ось: двойные А-образные непараллельные неравные рычаги; привод упругого элемента от нижнего рычага через толкающую штангу.

Задняя ось: двойные А-образные непараллельные неравные рычаги; привод упругого элемента от нижнего рычага через толкающую штангу.

Амортизаторы (пер./зад.): DNM Burner RC

Неподрессоренные массы:

Диски: ВСМПО, 5,5х13" et35

Шины: Hoosier 20,5x6,0-13 R25A

Тормозная система: Двухконтурная.

Суппорта: Wilwood PS-1.

Внеш. диаметр торм.дисков (п./з.): 230 мм

Предварительная стоимость 1,5-2 млн. рублей

Конструкция автомобилей определяется в основном Регламентом SAE. Регламенты на конкретный этап обычно только уточняют его, но не вносят никаких дополнительных требований. Регламент построен таким образом, что бы предоставить командам наибольшую свободу действий. Почти все пункты регламента ограничивают только те аспекты, которые влияют на безопасность конструкции болидов – организаторы за этим пристально следят. Существует даже и такая практика, что если организаторы какого-либо этапа увидят в интернете видеоролики, на которых команды обкатывают автомобиль по дорогам общего пользования или ездят на них без специальной экипировки, то их дисквалифицируют с этапа.

Автомобиль класса Формула SAE – это небольшой гоночный автомобиль формульного типа, то есть с четырьмя открытыми колесами не находящимися на одной линии и приводом на заднюю ось. Большая часть требований относится к несущей системе автомобиля. Стандартной считается пространственная трубчатая рама из стальных труб, однако можно использовать и трубы из алюминиевых, магниевых, титановых сплавов или же изготовлять монокок, но в этом случае организаторы потребуют от вас расчеты и данные испытаний, показывающие, что данная конструкция не уступает стандартной. Многие ведущие мировые команды сами рассчитывают и изготавливают монококи из углеволокна.

Особых требований к конструкции подвески в регламенте нет, но общепринятой считается конструкция с двумя А-образными рычагами и толкающей или тянущей штангой. При такой конструкции с не очень большими ходами подвески (по Регламенту как минимум 25 мм на сжатие и 25 мм на отбой при наличии водителя в автомобиле) можно добиться очень хорошей кинематики подвески, при малом весе. Большая часть команд использует в своих подвесках и стабилизаторы поперечной устойчивости, причем иногда они имеют механическую регулировку жесткости в реальном времени. Так же есть команды, которые устанавливают на свои болиды и гидравлические стабилизаторы, например австралийская команда из Перта, входящая в число сильнейших команд.

В качестве силовой установки на болиде должен стоять четырехтактный поршневой ДВС, объемом не более 610 мл и имеющий ограничительную шайбу на впуске, через которую должен проходить весь воздух получаемый двигателем. Диаметр шайбы 20 мм для двигателей, работающих на бензине, и 19 мм для двигателей использующих смесь Е-85. Обычно это четырех цилиндровые двигатели от спортивных мотоциклов, но встречаются и команды, которые используют одноцилиндровые двигатели меньшего объема от кроссовых мотоциклов. В этом случае они получают дополнительный выигрыш от снижения массы двигателя. К слову сказать, одна из сильнейших мировых команд, команда Технического Университета Делфта (Голландия) на этапе в Германии в этом году показала автомобиль массой всего в 150 кг с таким одноцилиндровым двигателем, который в итоге выиграл автокросс и гонку на выносливость с существенным отрывом от своих конкурентов. На двигатель разрешается так же установка нагнетателей любого типа: механических или турбин – единственное требование, чтобы они были разработаны исключительно студентами и были установлены после ограничительной шайбы. Некоторые команды так же занимаются переборкой двигателя и достаточно серьезной доработкой. А были случаи и собственных разработок двигателей: одна команда из США изготовила “классический” американский V8 объемом 600 мл! К сожалению, они не прошли техническую комиссию, поскольку банально не оборудовали свой автомобиль стационарным стартером, необходимым по регламенту.

Трансмиссия в подавляющем большинстве случаев – это мотоциклетные коробки передач. Наиболее сильные команды разрабатывают свои собственные: меньше и соответственно легче, ведь по регламенту эти автомобили не должны ездить быстрее, чем 160 км/ч, а почти на всех трассах они не развивают больше 110-120 км/ч, и, следовательно, им не нужно много передач. Команда из Штутгарта, которая по праву считается сильнейшей командой, довольствуется всего двумя ступенями. После коробки передач обычно идет цепная главная передача (иногда зубчатым ремнем) на дифференциал, который работает на открытом воздухе. Дифференциалы обычно используют самоблокирующиеся, повышенного трения. Многие команды вынуждены сами точить для них корпуса, потому что большинство дифференциалов рассчитаны на работу в картере, а не на воздухе. А вот компания Drexler, специализирующаяся на гоночных трансмиссиях, выпускает специальные дифференциалы для формулы SAE, массой всего 2,2 кг. Иногда команды экспериментируют и с электронно-управляемыми дифференциалами.

Команда из МАДИ использует непривычное для гоночных автомобилей решение: коробка передач заменена на клиноременный вариатор от спортивного снегохода Yamaha. Данное решение вызвало неподдельный интерес, как у судей, так и у членов других команд за рубежом во время участия на немецком этапе Формулы Студент. Оно идеально отвечает концепции непрофессионального гоночного автомобиля для гонщиков-любителей, поскольку полностью избавляет от необходимости отслеживания переключений. Конечно и при наличии коробки с двумя ступенями проблем тоже не много, но на узких и извилистых трассах формулы SAE лучше, когда гонщика ничего не отвлекает в принципе. С точки зрения технических характеристик же у данного решения есть свои минусы, например неудобство компоновки, несколько больше потери, так и свои плюсы: вариатор позволяет двигателю постоянно работать в лучшем режиме, например, в зоне максимального крутящего момента.

Вообще с точки зрения техники, есть достаточно большое различие в уровне команд. Команды новички часто приезжают с автомобилями, уступающими по большинству характеристик российским болидам. Однако ведущие мировые команды находятся далеко впереди. Зачастую студенты используют технологии аналогичные технологиям Формулы-1: тут и консольно закрепленные гибкие рычаги подвески из углеволокна, и полуоси из углеволокна, и кулаки, и колесные диски из углеволокна, массой всего по 1,5 кг, и даже карбо-керамические тормоза. Используют и множество электронных систем: противобуксовочную, противоблокировочную, аналоги систем курсовой устойчивости, системы детальной телеметрии, динамически регулируемые амортизаторы. Студенты из Технического Университета Граца изготавливают даже свои электронные платы и свое программное обеспечение. При этом студентам часто приходится самим внедрять новые технологии подручными методами. Например, известна история о том что свои первые колесные диски из углеволокна команда из Граца запекала в обычной кухонной печи, помещенной в самодельный вакуумный короб. Одним из показателей совершенства автомобиля можно считать его массу. Средняя масса автомобилей европейских команд от 180 до 220 кг. Самый легкий автомобиль российских команд – последний болид команды МАДИ весит 250 кг. А вот автомобиль сезона 2010 команды DUTRacing из Делфта, получивший в Германии специальные призы за “инновации в электронике” и “использование легких материалов”, весит всего 152 кг. Вообще эта команда знаменита своей концепцией: конструировать автомобили с минимальной массой. Им же и принадлежит рекорд в этом параметре: в 2006 году их автомобиль весил всего 126 кг. Сейчас, однако, такие цифры стали труднодостижимы из-за изменений в регламенте, повысивших требования к безопасности болидов. Но надо сказать, что выглядело очень впечатляюще, когда на фотографирование команд после этапа в Австрии 2009-ого года, команда из Орегона внесла свой автомобиль на вытянутых над головой руках!

Российским командам есть куда стремиться и чему поучиться у своих зарубежных коллег. Но с радостью можно отметить, что проект развивается, появляются новые команды, старые команды улучшают свои результаты. И будем надеяться, что через пару лет они на равных схлестнутся с ведущими зарубежными командами на этапе Формулы SAE в России.

Деталь-изделие,изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

1)По назначению:

-соединительные детали и соединения (сварные,резьбовые,шпоночные и др)

-передачи вращательного движения (ременные,зубчатые,червячные и др)

-детали и узлы, обслуживающие передачи(валы, подшипники,муфты и др)

2) по конструкции:

-простые (шпонка,болт,гайка и т.п.)

-сложные (корпус редуктора, станина станка,коленчатый вал и тп)

стандартизация - это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований, выполнение которых обеспечивает экономически оптимальное качество продукции, повышение производительности труда и эффективности использования материальных ценностей при соблюдении требований безопасности. Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надежных средств технических измерений и контроля. Важной предпосылкой успешного развития специализации в промышленности являются стандартизация,унификация и типизация изделий, узлов, деталей, способствующих увеличению серийности и массовости производства.

Дата добавления: 2015-06-04