Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44»
2.1 Общие сведения о шиномонтажном участке
В процессе эксплуатации шины автомобиля подвергаются различным видам износа, таким как: преждевременный неравномерный износ протектора, разрушение или излом каркаса, интенсивный износ средней или наружной частей беговой дорожки, механические повреждения (пробои или порезы). Причинами данных видов износа могут служить: неправильная регулировка углов установки управляемых колес, низкое или избыточное давление воздуха в шинах, резкие торможения, пробуксовки при движении автомобиля, износ или нарушение регулировки ступичных подшипников, шарниров рулевых тяг, а также вследствие удара о дорожные препятствия при езде с большой скоростью.
Основной задачей шиномонтажного участка на любом автотранспортном предприятии является быстрое, своевременное и качественное устранение выше перечисленных неисправностей.
Все современные станции технического обслуживания оснащены различными стендами и устройствами для монтажа и демонтажа шин автомобиля, стендами для правки дисков и балансировки колес, различными вулканизационными приспособлениями. Использование современного, многофункционального оборудования способствует качественному проведению работ. Прогрессивное шиномонтажное оборудование находит широкое применение не только на СТО, но и в небольших автосервисных мастерских.
Полуавтоматические (автоматические) станки, применяемые в работе с колесами легковых и грузовых автомобилей различных конструкций и дизайнерских решений, являются неотъемлемыми составными элементами деятельности любого технического центра.
Шиномонтаж по праву можно отнести к перечню основных услуг, оказываемых современными техническими центрами, и от того, насколько оперативно и качественно специалисты выполнят шиномонтажные работы, будет зависеть уровень прибыли.
Монтажно-демонтажные работы относятся к наиболее ответственным технологическим операциям. Неправильное их проведение может привести к травме исполнителя (разрыву шин под давлением) и к снижению безопасности движения автомобиля. Места проведения этих работ должны быть оснащены инструкциями, технологическими картами, техническими условиями; персонал должен пройти специальный инструктаж.
Значительная часть контрольно-регулировочных работ с применением диагностических средств проводится непосредственно в процессе выполнения ТО и ТР автомобилей. В основном это касается работ по проверке и регулировке углов установки управляемых колес, динамической балансировки колес. Динамическая балансировка колес должна осуществляться непосредственно после выполнения монтажно-демонтажных работ.
Количество шиномонтажных постов зависит от мощности автосервисного предприятия и обычно составляет от одного до трех. При этом, как правило, применяются тупиковое расположение постов, что дает возможность независимого заезда автомобилей для выполнения тех или иных шиномонтажных работ. Посты проездного типа целесообразно использовать для работы с крупногабаритным подвижным составом и автопоездами.
2.2 Расчет количества шиномонтажных воздействий
Согласно ОНТП и Положению о шиномонтажных работах, шиномонтажные работы автомобилей могут производиться на отдельных постах или быть совмещены с работами по ТО.
Определение суточной программы по шиномонтажным работам автомобилей, является критерием выбора организации и служит исходным показателем для расчета числа постов. Для определения максимальной суточной программы необходимо знать годовую и поквартальную программы, которые представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Годовая программа по шиномонтажным работам
Марка автомобиля Количество шиномонтажных воздействий Итого
1 кв. 2 кв. 3 кв. 4 кв.
Renault 180 213 207 222 822
DAF 159 246 192 237 834
Scania 132 138 183 177 630
Mercedes 108 213 132 180 633
Volvo 210 234 189 222 855
MAN 180 246 192 219 837
Iveco 120 186 243 246 795
Hyundai 159 144 192 96 591
Всего 1248 1620 1530 1599 5997
Информация, представленная в таблице 2.1, получена в бухгалтерии Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44» по годовому количеству заездов автомобилей постоянных клиентов и средней годовой потребности одной единицы подвижного состава (тягач+прицеп) в шиномонтажных работах. Средняя годовая потребность одной единицы подвижного состава в шиномонтажных работах определена на основе статистического опроса десяти автовладельцев и составляет 10,5 воздействий, из которых: восемь шиномонтажных воздействий, связанных с заменой изношенных шин, и 2,5 воздействия — с механическими повреждениями шин (проколы, порезы, расслоение каркаса и т.п.).
Данные таблицы 2.1 свидетельствует о том, что в течение года наблюдается приблизительно равная по кварталам нагрузка. В отличие от организации производства шиномонтажных работ на легковом транспорте, при которой наблюдаются весенние и осенние всплески объемов работ, на грузовом транспорте сезонная «переобувка» автомобилей не производится. Некоторое увеличение количества шиномонтажных воздействий во втором квартале связано с весенним закрытием дорог для пользования ими грузовым автотранспортом. Поэтому некоторые владельцы большегрузных автомобилей используют этот промежуток времени для производства технического обслуживания, текущего ремонта, в том числе, и для выполнения шиномонтажных работ.
Определим максимальную производственную программу шиномонтажного участка Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44».
Для шиномонтажных работ максимальная суточная производственная программа рассчитывается по формуле:
, (2.1)
где NШ – годовое количество шиномонтажных воздействий торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44»;
ДРАБ. – количество рабочих дней в году.
Расчет количества рабочих дней в году Драб производится по выражению:
, (2.2)
где Дк – количество календарных дней в году, Дк = 365 дн.;
ДПР и ДВ – количество праздничных и выходных дней в году, ДПР=12 дн., ДВ =105 дн.;
ДОРГ – количество дней простоя автомобиля по организационным причинам, ДОРГ = 0,03Дк.
.
Рассчитаем максимальную суточную производственную программу для шиномонтажных работ:
.
Таким образом, максимальная суточная производственная программа по шиномонтажным работам автомобилей будет составлять 25,3 воздействия за смену.
2.3 Расчет численности производственных рабочих
К производственным рабочим относятся рабочие зон и участков, непосредственно выполняющие работы подвижного состава. Различают технологически необходимое (явочное) и штатное число рабочих.
Явочное число рабочих:
, (2.3)
где ТГ – годовой объем работ на шиномонтажном участке, чел-ч.
ФН – годовой фонд времени рабочего при 1-сменной работе, ч.
ТГ = Nш ∙ t, (2.4)
где Nш – количество шиномонтажных воздействий в год;
t – средняя трудоемкость одного технологического воздействия по шиномонтажным работам (t = 0,75час.).
Информация получена в результате замеров, проведенных при выполнении монтажно-демонтажных работ в транспортной компании «Слон».
ТГ = 5997∙0,75= 4497,75
Фонд ФН определяется продолжительностью смены и числом рабочих дней в году. Для профессий с нормальными условиями труда установлена 40-часовая неделя, а для вредных условий — 35-часовая. Продолжительность рабочей смены Тсм для производств с нормальными условиями труда при 5-дневной рабочей неделе составляет 8 часов, а при 6-дневной — 6,7 часа. Для вредных условий труда при 5-дневной рабочей неделе Тсм составляет 7 часов, а при 6-дневной — 5,7 часа.
Общее число рабочих часов в год как при 5-дневной, так и при 6-дневной рабочей неделе одинаково. Поэтому и годовой фонд времени ФН будет в обоих случаях одинаковым. Для расчета технологически необходимого количества рабочих годовой фонд времени ФН принимают равным 2070 часам для производств с нормальными условиями труда и 1830 часов для работ во вредных условиях (малярные работы).
Рассчитаем явочное количество рабочих для шиномонтажного участка:
.
Принимаем двух человек.
Штатное число рабочих:
, (2.5)
где ФД – годовой (действительный) фонд времени одного «штатного» рабочего, чел.-ч.
Годовой действительный фонд времени рабочего меньше фонда номинального, за счет предоставления рабочим отпусков и пропусков по уважительным причинам:
. (2.6)
где ДОТ – число дней отпуска, установленного для данной профессии;
ДУ.П. – число дней невыхода по уважительным причинам.
.
Рассчитаем штатное количество рабочих для шиномонтажного участка:
.
Принимаем двух человек. При этом в периоды отпусков на работу в шиномонтажный участок следует принимать сезонных рабочих, в качестве которых могут быть студенты-практиканты образовательных учреждений города Костромы.
2.4 Определение потребности в технологическом оборудовании
К технологическому оборудованию относятся стационарные и переносные станки, стенды, приборы, приспособления и производственный инвентарь (верстаки, стеллажи и т.п.), необходимые для обеспечения производственного процесса АТП или любого технического центра. Технологическое оборудование по производственному назначению подразделяется на основное (станочное, демонтажно-монтажное и др.), комплектное, подъемно-осмотровое и подъемно-транспортное, общего назначения (верстаки, стеллажи) и складское.
Количество основного оборудования определяют или по трудоемкости работ и фонду рабочего времени, или по степени использования оборудования и его производительности [7, с. 63].
Число единиц основного оборудования определяется по трудоемкости работ:
, (2.7)
где ТОБ – годовой объем работ по данной группе или виду работ, чел-ч;
ДРАБ.Г – число рабочих дней в году;
ТСМ – продолжительность рабочей смены, ч;
С – число рабочих смен;
ηОБ – коэффициент использования оборудования по времени;
РОБ – число рабочих, одновременно работающих на данном виде оборудования.
Коэффициент ηОБ зависит от рода и назначения оборудования и характера производства. Этот коэффициент в среднем принимается равным 0,75…0,90. [7, с. 63].
Определим число единиц основного оборудования для шиномонтажного участка:
.
Так как число основного оборудования по расчетам получается очень малым, то ведомость оборудования составляем по технологической необходимости.
Количество производственного инвентаря (верстаков, стеллажей и др.), который используется практически в течение всей рабочей смены, определяют по числу работающих в наиболее загруженной смене. Количество складского оборудования определяется номенклатурой и объемом складских запасов.
Подобрав необходимое оборудование для участков и постов, составляем ведомость оборудования представленную в виде таблицы 2.2.
Таблица 2.2 – Ведомость оборудования шиномонтажного участка
Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44»
Номер п/п Номер
позиции Наименование оборудования Модель Количество
1 5 Шиномонтажный стенд грузовой 1
2 3 Балансировочный стенд «HUNTER GSP 9600 HD» 1
3 – Набор грузиков для балансировки колес «Bornek» 1
4 2 Гайковерт «И-330» 1
5 6 Вулканизатор «Модель 20.00" 1
6 4 Тележка для перевозки колес «WERTHER PL701» 1
7 12 Клеть для накачки шин «FERRUM» 1
8 11 Компрессор поршневой «АВТ-500/2000» 1
9 7 Стеллаж для покрышек «Стелп» 1
Продолжение таблицы 2.2
Номер п/п Номер
позиции Наименование оборудования Модель Количество
10 1 Ванна для проверки камер «Айва» 1
11 – Набор для ремонта шин (универсальный) «GREIS» 1
12 – Набор инструмента для шиномонтажных работ «Пилот» 1
13 9 Стеллаж для инструмента «Стелп» 2
14 10 Канавный пневмогидравлический домкрат FHZ20/750
SLIFT 1
15 8 Пожарный щит
2.5 Расчет площади шиномонтажного участка
Площадь шиномонтажного участка на стадии технико-экономического обоснования и выбора объемно-планировочного решения, а также при предварительных расчетах рассчитывается по удельным площадям. Площадь зоны шиномонтажного участка:
, (2.8)
где fА – площадь, занимаемая автомобилем в плане, м2 (принимаем 50 м2);
Х3 – число постов;
КП – коэффициент плотности расстановки постов. КП = 4 [7, с 69].
Коэффициент КП представляет собой отношение площади, занимаемой автомобилями, проездами, проходами, рабочими местами, к сумме площадей проекции автомобилей в плане. Значение КП зависит от габаритов автомобиля и расположения постов.
Определим площадь шиномонтажного участка для грузового автомобиля:
Площадь в производственном здании Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44», отведенная для шиномонтажного участка, составляет 288 м2. Следовательно, имеющейся фактической площади на предприятии вполне достаточно для организации шиномонтажного участка.
2.6 Требования к технологии производства шиномонтажных работ
Правила выполнения и технологическая последовательность работ на стенде для монтажно-демонтажных работ:
Монтажные и демонтажные работы по шинам необходимо выполнять в шиномонтажном отделении с применением специального оборудования, приспособлений и инструмента;
Монтажу подлежат только исправные, чистые, сухие, соответствующие по размерам и типам шины, камеры, ободные ленты, ободья и их элементы;
Шины, камеры и ободные ленты, хранившиеся при температуре ниже нуля, перед монтажом должны быть выдержаны при комнатной температуре в течение 3…4 часов;
Перед монтажом шины осматривают снаружи и внутри, пользуясь борторасширителем или другими приспособлениями;
Проверяют камеры на герметичность в резервуарах с водой;
Ободья и их элементы не допускают к монтажу, если на них обнаружены деформация, трещины, острые кромки и заусенцы, ржавчина в местах контакта с шиной, разработанные крепежные отверстия;
При выполнении монтажно-демонтажных работ по шинам необходимо соблюдать правила по технике безопасности, предусмотренные технологическими картами шиномонтажных работ и технического обслуживания автомобильных шин;
Запрещается демонтаж шин, в которых давление воздуха выше атмосферного;
Запрещается применение кувалд и подобных предметов при монтажно-демонтажных работах, которые могут деформировать детали колеса;
Чтобы предохранить камеры от повреждения необходимо исключить возможность попадания внутрь шины песка и грязи;
При каждом ТО-2 шины, а также после каждого ее демонтажа необходимо балансировать колеса, выполняется это со снятием колес с автомобиля или непосредственно на автомобиле с использованием при этом стационарных или передвижных балансировочных станков в условиях станции технического обслуживания.
3 Конструкторская разработка
3.1 Обоснование конструкторской разработки
В настоящее время шиномонтаж является наиболее популярным видом бизнеса в сфере обслуживания автомобилей. Поэтому ассортимент предлагаемого оборудования для шиномонтажа очень высок.
На данный момент на рынке шиномонтажного оборудования существует три основных категории оборудования: немецкое, итальянское и китайское. Высший ценовой сегмент — это шиномонтажное оборудование из Германии. Обладая, несомненно, самым высоким из представленных качеством исполнения, эргономикой и малой шумностью, оно в то же время является наиболее дорогим. Покупка такого стенда — это всегда действие с прицелом на будущее — работать на нем можно в течение нескольких лет, а остаточная стоимость на вторичном рынке у такого оборудования самая высокая. Оборудование итальянских производителей — это крепкий середнячок, который стоит практически на одной ступени с немецким оборудованием. Об этом говорит и тот факт, что некоторые фирмы Германии заказывают свое оборудование для шиномонтажа у Итальянских производителей. Такие производители шиномонтажного оборудования как Джулиано, Сикам, Чемб имеют заслуженную репутацию в России. Ну и набирающее популярность китайское оборудование для шиномонтажа — это пока самый доступный ценовой сегмент. Да, технология исполнения и эргономика в них может отличаться от европейцев, но по своим техническим характеристикам они не уступают оборудованию более высокого класса. Кроме того, в настоящий момент устоявшееся мнение, что все то, что несет на себе лейбл «Made in China» — некачественно, постепенно теряет под собой основу. Поэтому у известных европейских фирм наблюдается все более возрастающая тенденция к размещению производства своего оборудования в Китае. Но в этом случае ценовой диапазон «Китайского»
оборудования начинает подниматься к европейскому уровню.
Высокие цены на указанное оборудование подчас делают весьма затруднительным начало шиномонтажного бизнеса. Поэтому для таких целей необходимо разработать оборудование, которое было бы дешевым в производстве и эксплуатации, а также отвечало бы всем требованиям надежности и безопасности.
3.2 Патентный поиск
Для обоснования выбора конструкции шиномонтажного стенда был произведен патентный поиск отечественных разработок подобного назначения. Их перечень представлен в таблице 3.1
Таблица 3.1 – Патентная документация
Страна, по которой произведен поиск Индекс патентной классификации МКИ Источник
информации Год Выявленные аналоги
СССР B 60C25/06 Описание изобретения, бюл. №35 1983 Устройство для демонтажа и монтажа шины колеса транспортного средства
РФ B 60C25/132 Описание изобретения, бюл. №18 1987 Устройство для отделения шины колеса
СССР B 60С 25/00 Описание изобретения, бюл. №12 1971 Устройство для демонтажа шин с ободьев колес
Большая часть проанализированных конструкций предназначена для демонтажа небольших колес легковых автомобилей. Крупные колеса грузовых автомобилей при длительном использовании получают клеевую связь борта резиновой шины с ободом. Зачастую усилие отжатия борта шины от обода очень велико и достигает 30 кН, и поэтому рассмотренные стенды не смогут справиться со своей задачей.
Современная отечественная и зарубежная практика имеет достаточно большое количество различных разработок в области шиномонтажного оборудования для грузового подвижного состава. примерами таких стендов являются: Sicam Jumbo TCS 52 NW (Италия), Ravaglioli(Sirio) S910 (Италия), Giuliano S557 (Италия), Hofmann Monty 3850 (Германия), TROMMELBERG 1580 (Германия), LC 88S KRAFTWELL (Китай), и др.
Все указанные выше стенды очень хорошо зарекомендовали себя как с технической, эргономической, так и с технологической точек зрения. Единственным, весьма серьезным недостатком является их высокая стоимость — от 300 до 900 тыс. руб. и более. Этот факт ограничивает применение данного оборудования, особенно на первых этапах развития данного вида сервиса.
С учетом сказанного, одной из задач дипломного проекта является разработка шиномонтажного стенда колес грузовых автомобилей, который можно будет изготовить в условиях механической мастерской любого автосервисного предприятия. Кроме того, использование такого стенда позволит Торгово-сервисной компании ООО «Рейс 44» на первых этапах развития грузового шиномонтажа избежать лишних финансовых затрат.
3.3 Описание конструкторской разработки
Схема предлагаемой конструкции шиномонтажного стенда приведена на рисунке 3.1.
В состав стенда входит несколько узлов: рабочий стол 9 с приводом 15, гидроцилиндр 7 с насосной станцией 1 и рама. Рама представляет собой сварную конструкцию. На раме происходит установка всех комплектующих стенда. Рабочий стол предназначен для закрепления и удержания на нём колеса 10 автомобиля. В привод стола входит электродвигатель и червячный редуктор с вертикальным выходным валом. Насосная станция состоит из гидробака с фильтром, масляного насоса НШ-32 и распределителя, соединенных между собой металлическими трубопроводами. Рукоятка рычага 11 распределителя вынесена за пределы дверцы 12 корпуса привода стенда.
Гидроцилиндр 7 оборудован насадками, которые позволяют осуществлять как демонтаж, так и монтаж покрышки колеса автомобиля. Положение гидроцилиндра относительно колесных дисков различных диаметров регулируется путем изменения вылета штанги 5 и фиксатора 3, которые представляют собой телескопические конструкции. Штанга 5 и фиксатор 3 гидроцилиндра 7 крепятся к раме стенда при помощи стойки 2.
Шиномонтажный стенд работает следующим образом. Двое рабочих устанавливают колесо на рабочий стол. Далее при помощи быстрозажимного устройства диск колеса закрепляется на рабочем столе, а стык колесного диска и борта шины обильно смазывается мыльным раствором. Последняя операция выполняется для уменьшения трения отжимной тарелки 8 в месте ее контакта с бортом шины и диском колеса 10, что позволит реализовать угловую самоориентацию отжимной тарелки относительно диска колеса в горизонтальной плоскости. Затем при помощи штанги и фиксатора гидроцилиндр устанавливается в нужном положении относительно колеса. После этого, включают педалью 14 привод рабочего стола и перемещением рычага 11 подают масло под давлением в гидроцилиндр. При этом отжимная тарелка начинает давить на борт шины в месте ее контакта с колесным диском до тех пор, пока не произойдет отжатие покрышки от диска по всему его периметру, после чего выключают привод стола и поднимают шток гидроцилиндра с отжимной тарелкой.
Для снятия покрышки с диска необходимо произвести на штоке гидроцилиндра замену насадки с отжимной тарелкой на насадку с монтажной головкой, которая позволяет осуществлять как демонтаж, так и монтаж покрышки на колесный диск автомобиля.
3.4 Технологические, прочностные и проверочные расчёты
Анализируя существующее на данный момент шиномонтажное оборудование, принимаем:
необходимое усилие отжимной тарелки 30000 Н;
частота вращения рабочего стола 12 мин–1;
диаметр дисков 19,5"…22,5";
максимальная ширина колеса 15" (380 мм).
3.4.1 Выбор гидроцилиндра, насоса и электродвигателя
Гидроцилиндры модели ЦС-75×200 и шестеренчатые насосы модели НШ32У-2 имеют широкое распространение в сельскохозяйственной технике. Поэтому считаем целесообразным, использовать именно эти агрегаты для реализации предлагаемого стенда. С целью проверки возможности использования гидроцилиндра ЦС-75×200 и шестеренчатого насоса НШ-32У-2 в качестве исполнительного рабочего органа необходимо произвести проверочный расчет.
Насос НШ32У-2 имеет следующие параметры [http://gidrokom.pulscen.ru/]:
– рабочий объем 32 см3;
– номинальная частота вращения 32 с-1 (1920 мин-1);
– номинальная подача 53,7 л/мин;
– давление на выходе:
номинальное 14 МПа;
максимальное 17,5 МПа;
– номинальная мощность — не более 18,8 кВт;
– масса 5,1кг.
Гидроцилиндр марки ЦС-75×200 имеет следующие параметры:
– номинальное давление 16 МПа;
– максимальное давление 20 МПа;
– диаметр цилиндра 75 мм;
– диаметр штока 30 мм;
– ход поршня 200 мм;
– масса 17,1 кг.
Для отжатия борта покрышки от колесного диска требуется усилие до 30 кН. Значение этого усилия взято из технических характеристик стендов подобного назначения отечественных и зарубежных производителей.
Гидроцилиндр проверяется по условию:
; (3.1)
где Fот – максимальное усилие, необходимое для отжатия борта покрышки от колесного диска, Fmax =30000 Н;
Fшт. – усилие, развиваемое штоком гидроцилиндра, Н.
Fшт.=SП • pн • 106, (3.2)
где SП – площадь поршня; м2;
pн – номинальное давление в гидро
