Разработка и оценка безопасности специализированного стенда для разборки двигателей с учетом несимметричных нагрузок

В современном машиностроении, особенно в сфере ремонта и обслуживания автомобильной техники, надежность и безопасность специализированного оборудования играют ключевую роль. Согласно статистике, только в 2024 году объем рынка услуг по ремонту и обслуживанию автомобильных двигателей в России превысил 300 миллиардов рублей, что подчеркивает постоянную потребность в эффективных и безопасных инструментах для выполнения этих работ. В этом контексте, специализированные стенды для разборки двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются неотъемлемой частью оснащения любого автосервиса или ремонтного предприятия. Однако, помимо функциональности, критически важными аспектами являются их прочность, устойчивость и, главное, безопасность эксплуатации, особенно в условиях возникновения несимметричных нагрузок.

Целью данной курсовой работы является разработка и комплексная оценка безопасности конструкции специализированного стенда для разборки двигателей, с особым акцентом на анализ его устойчивости и прочности при несимметричных нагрузках. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: провести анализ существующих конструкций стендов, изучить теоретические основы инженерных расчетов, сформулировать принципы обеспечения безопасности, рассчитать ключевые элементы стенда, обосновать выбор материалов и конструктивных решений, а также систематизировать требования нормативной документации. Практическая значимость работы заключается в создании методологической базы для проектирования безопасного и эргономичного оборудования, что является фундаментальным навыком для студентов технических специальностей, будущих инженеров-механиков и конструкторов. Структура работы последовательно раскрывает эти аспекты, обеспечивая всестороннее понимание процесса проектирования.

Анализ существующих конструкций стендов для разборки двигателей

Исторически, разборка и сборка двигателей внутреннего сгорания всегда была трудоемким процессом, требующим не только значительных физических усилий, но и обеспечения условий для безопасной и точной работы. От простейших верстаков с фиксированным креплением до современных электрогидравлических кантователей – эволюция стендов для ДВС шла по пути повышения удобства, безопасности и универсальности, неуклонно стремясь к оптимизации рабочих процессов.

Современные стенды-кантователи можно классифицировать по нескольким признакам. По типу привода они бывают механическими (ручные, с червячным редуктором), электромеханическими и электрогидравлическими. По мобильности – стационарные (с анкерным креплением или виброопорами) и передвижные (на колесах). Основное назначение любого стенда – надежная фиксация двигателя и обеспечение его поворота на нужный угол для удобного доступа ко всем узлам.

Преимущества существующих конструкций:

• Универсальность: Многие стенды оснащены адаптерами, позволяющими крепить двигатели различных моделей и марок.
• Эргономичность: Позволяют рабочему занимать удобное положение, снижая физическую нагрузку и повышая производительность.
• Безопасность фиксации: Использование червячных редукторов и стопорных механизмов обеспечивает надежную фиксацию двигателя в любом положении.

Недостатки и проблемные зоны:

Несмотря на очевидные преимущества, существующие решения часто сталкиваются с рядом проблем, особенно при работе с массивными агрегатами, такими как двигатели КАМАЗ:

1. Недостаточная грузоподъемность и устойчивость при несимметричных нагрузках: Многие бюджетные модели не рассчитаны на вес тяжелых грузовых двигателей или плохо справляются с ситуациями, когда центр масс двигателя смещен (например, при снятии навесного оборудования с одной стороны). Это может привести к чрезмерным деформациям, потере устойчивости и даже опрокидыванию, а следовательно, создает реальную угрозу для безопасности персонала и оборудования.
2. Эргономические упущения: Не всегда предусмотрена регулировка по высоте, что затрудняет работу для персонала разного роста. Отсутствие поддонов для сбора жидкостей создает беспорядок и угрозу скольжения.
3. Сложность позиционирования: Некоторые стенды имеют ограниченные углы поворота или требуют значительных усилий для изменения положения двигателя, что снижает производительность.
4. Износ и долговечность: Недостаточный запас прочности или использование неоптимальных материалов для нагруженных узлов (валы, кронштейны, червячные передачи) приводит к быстрому износу и необходимости частого ремонта.

Необходимость проектирования нового или модернизированного стенда, учитывающего эти недостатки, очевидна. Модернизация должна быть направлена на повышение грузоподъемности, обеспечение надежной работы в условиях несимметричных нагрузок, улучшение эргономики и соответствие современным требованиям промышленной безопасности. Особое внимание следует уделить расчетным методам, позволяющим предсказать поведение конструкции в экстремальных условиях и обеспечить достаточный запас прочности, что является залогом долгосрочной и безопасной эксплуатации.

Теоретические основы инженерных расчетов и анализа конструкций

Инженерное проектирование любого оборудования, а тем более специализированных стендов для тяжелых агрегатов, базируется на глубоком понимании принципов механики материалов и конструкций. Без этого невозможно обеспечить ни функциональность, ни, что самое главное, безопасность будущей конструкции.

Основные концепции прочности, жесткости и устойчивости

В основе всех инженерных расчетов лежат три фундаментальных понятия, определяющие работоспособность любой конструкции:

• Прочность — это способность материала или конструкции выдерживать внешние нагрузки, не разрушаясь и не получая остаточных деформаций. Она определяется пределом прочности ($\sigma_В$) и пределом текучести ($\sigma_Т$) материала. Расчет на прочность гарантирует, что напряжения, возникающие в элементах, не превысят допустимых значений.
• Жесткость — это способность конструкции сопротивляться деформации, допуская её лишь в строго определенных пределах. Чрезмерные деформации, даже если они не приводят к разрушению, могут нарушить точность работы механизма, вызвать заедания или изменить геометрию, что недопустимо для стенда, требующего точной фиксации двигателя. Основными показателями жесткости являются модуль упругости (\(E\)) и модуль сдвига (\(G\)).
• Устойчивость — это свойство системы сохранять свое первоначальное состояние равновесия при внешних воздействиях. Применительно к стенду, это способность противостоять опрокидыванию или потере формы под действием веса двигателя, особенно при его повороте или смещении центра масс. Потеря устойчивости часто происходит внезапно и катастрофически, поэтому её расчет имеет первостепенное значение.

Эти три концепции взаимосвязаны и должны учитываться комплексно на всех этапах проектирования.

Расчет на прочность и жесткость элементов при изгибе и растяжении/сжатии

Многие элементы стенда, такие как валы, балки рамы, кронштейны, работают преимущественно на изгиб или растяжение/сжатие.

Изгиб — это деформация стержня, возникающая под действием поперечных сил или изгибающих моментов, действующих в плоскостях, проходящих через его продольную ось. Различают:

• Плоский изгиб: Когда изгибающие моменты действуют в одной из главных плоскостей инерции сечения.
• Косой изгиб: Изгибающие моменты действуют в плоскости, не совпадающей с главной плоскостью инерции.
• Сложный изгиб: Комбинация изгиба с растяжением/сжатием или кручением.

Для расчета прогиба валов и балок используется дифференциальное уравнение упругой линии:

d2y/dx2 = M(x) / (E · I)

где:

• y — прогиб в точке x;
• M(x) — изгибающий момент в сечении с координатой x;
• E — модуль упругости материала (модуль Юнга);
• I — момент инерции поперечного сечения относительно оси изгиба.

Интегрируя это уравнение, можно получить выражения для углов поворота и прогибов в любом сечении стержня. Для валов это критически важно, поскольку чрезмерный прогиб может привести к неравномерному распределению нагрузки на подшипники, повышенному износу и даже заклиниванию.

Анализ устойчивости стержневых систем и колонн

Понятие устойчивости особенно важно при проектировании длинных и тонких элементов, работающих на сжатие, таких как опоры стенда. Разрушение такого элемента может произойти не вследствие потери прочности (когда материал достигает предела текучести), а из-за потери устойчивости, то есть внезапного изгиба (выпучивания) при нагрузке, значительно меньшей, чем та, которая вызвала бы разрушение по прочности.

Критическая сила потери устойчивости для сжатой стойки определяется по формуле Эйлера:

Pкр = π2 · E · I / (μ · L)2

где:

• P_кр — критическая сила, при которой стойка теряет устойчивость;
• E — модуль упругости материала;
• I — минимальный момент инерции поперечного сечения стойки;
• L — геометрическая длина стойки;
• μ — коэффициент приведенной длины, зависящий от способа закрепления концов стойки.

Влияние способов закрепления концов стойки на коэффициент μ:

Способ закрепления концов стойки	Коэффициент приведенной длины μ
Шарнирно опертые концы	1
Один защемленный, другой свободный	2
Один защемленный, другой шарнирно опертый	0.7
Два защемленных конца	0.5

Для обеспечения запаса устойчивости необходимо, чтобы действующее усилие было значительно меньше критического, то есть P_действ ≤ [P_кр] / n_уст, где n_уст — коэффициент запаса устойчивости.

Важным параметром при расчете устойчивости является гибкость стойки ($\lambda$), которая характеризует соотношение длины и размеров поперечного сечения:

λ = Lef / i = (μ · L) / i

где:

• L_ef — расчетная (приведенная) длина элемента;
• i — радиус инерции поперечного сечения (i = √(I/A), где A — площадь сечения).

Гибкость $\lambda$ позволяет учесть факторы, характеризующие нагруженную стойку, наряду с коэффициентом приведенной длины $\mu$, коэффициентом понижения напряжения $\varphi$ и коэффициентом критической нагрузки $\vartheta$.

Расчет конструкций при динамических и повторяющихся нагрузках

Двигатели внутреннего сгорания – это динамические системы. Даже при разборке, моменты вращения, инерционные силы при повороте агрегата, или случайные удары могут создавать динамические нагрузки.

• Динамическое действие нагрузок, вызванное движением деталей машин или механизмов, а также элементов конструкций, учитывается с использованием расчетов, основанных на принципе Даламбера. Этот принцип позволяет свести задачу динамики к задаче статики, вводя силы инерции. Динамический коэффициент (K_дин) показывает, во сколько раз динамическая нагрузка больше статической.
• Многократно повторяющиеся нагрузки (например, при частых поворотах двигателя, вибрациях) при колебаниях упругой системы приводят к снижению прочности материалов из-за усталостных явлений. Усталостное разрушение происходит при напряжениях, значительно меньших предела текучести, и требует специальных расчетов на выносливость с учетом цикла нагружения.
• При ударной нагрузке, характеризующейся малой продолжительностью и высокой интенсивностью, многие пластичные материалы ведут себя как хрупкие. Расчеты при ударных нагрузках учитывают энергию удара и динамический коэффициент, который может достигать значительных значений.

Для стендов, расчеты на прочность и жесткость при динамических нагрузках часто выполняются по методам, разработанным для статических, но с обязательным введением соответствующих динамических коэффициентов, увеличивающих расчетные нагрузки. Например, при повороте двигателя может возникать динамический момент, который должен быть учтен при расчете червячной передачи и кронштейнов.

Применение метода конечных элементов (МКЭ) в проектировании

До появления вычислительных программ, расчет статически неопределимых рам вручную требовал решения систем линейных уравнений с большим числом неизвестных, достигающим сотен для сложных конструкций, что делало процесс крайне трудоемким и длительным, занимая дни или даже недели. Сегодня, для расчета рам любой сложности, включая статически неопределимые, а также для комплексного анализа устойчивости стержневых, пластинчатых, оболочечных и твердотельных моделей, а также их комбинаций, применяется метод конечных элементов (МКЭ).

МКЭ позволяет разбить сложную конструкцию на множество простых элементов (конечных элементов), для которых легко составить уравнения равновесия. Затем эти уравнения собираются в общую систему, которая решается численно. Это даёт возможность:

• Моделировать сложную геометрию и граничные условия: Учитывать сложные формы, отверстия, сварные швы.
• Анализировать различные типы нагрузок: Статические, динамические, температурные.
• Определять напряженно-деформированное состояние: Распределение напряжений и деформаций по всему объему конструкции, а не только в критических точках.
• Проводить анализ устойчивости: Современные программные комплексы, такие как ANSYS Mechanical APDL, позволяют проводить анализ устойчивости оболочечных конструкций с учетом больших деформаций и определять критические нагрузки потери устойчивости. Аддон «Устойчивость конструкции» для RFEM 6/RSTAB 9 также является мощным инструментом для расчета элементов, подверженных потере устойчивости, используя метод собственных чисел.
• Оптимизировать конструкцию: Изменять параметры элементов и материалов для достижения оптимальных показателей прочности, жесткости и веса.

Например, расчет кронштейна кантователя на изгиб при максимальном изгибающем моменте в защемлении, создаваемом силой тяжести двигателя, является классическим примером расчета при несимметричной нагрузке. С помощью МКЭ можно точно определить максимальные напряжения в этом защемлении, учесть концентраторы напряжений и оценить запас прочности.

Конструктивные принципы обеспечения безопасности и надежности стенда

Безопасность любой машины или оборудования не является случайностью; она закладывается на самых ранних этапах проектирования и является результатом систематического подхода к идентификации опасностей, оценке рисков и внедрению превентивных мер. Для специализированного стенда, работающего с тяжелыми двигателями, эти принципы приобретают особое значение.

Идентификация опасностей и оценка рисков

Процесс обеспечения безопасности начинается с тщательной идентификации возможных видов опасностей на всех стадиях жизненного цикла оборудования: от разработки и изготовления до эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и утилизации. Для стенда это могут быть:

• Механические опасности: Падение двигателя, защемление, удар движущимися частями, потеря устойчивости, разрушение элементов.
• Электрические опасности: Поражение током при неисправности электропривода.
• Термические опасности: Нагрев деталей редуктора, приводящий к ожогам.
• Химические опасности: Разлив рабочих жидкостей (масел, охлаждающих жидкостей).
• Эргономические опасности: Неудобная рабочая поза, чрезмерные физические усилия.

После идентификации опасностей проводится оценка риска для каждой из них. Риск определяется как комбинация вероятности возникновения опасной ситуации и тяжести её последствий. Оценка риска может проводиться расчетным, экспериментальным или экспертным путем. Например, риск падения двигателя можно оценить, сравнив расчетные напряжения в кронштейнах с допустимыми, а также используя данные статистики инцидентов.

На стадии разработки должен быть определен и установлен допустимый риск для машины и/или оборудования. Если оцененный риск превышает допустимый, проект машины/оборудования должен быть изменен. При этом одним из ключевых принципов является минимизация вмешательства персонала во все рабочие режимы, если это не предусмотрено инструкцией. Это означает, что система должна быть максимально автоматизирована и защищена от ошибок оператора.

Общие требования к безопасности производственного оборудования

Для обеспечения высокого уровня безопасности, конструкция стенда должна соответствовать ряду общих требований:

• Предотвращение падения или выбрасывания предметов: Конструкция должна исключать падение или выбрасывание предметов (например, частей двигателя, инструмента), опасных для работающих. Все крепления должны быть надежными, а рабочая зона – максимально закрытой или огражденной от случайного выпадения элементов. Также следует предотвращать выбросы рабочих жидкостей, например, за счет установки поддонов.
• Ограждение движущихся частей: Движущиеся части (например, валы, шестерни редуктора, цепи), являющиеся источником травмоопасности, должны быть надежно ограждены или расположены таким образом, чтобы исключалась возможность случайного прикасания к ним. Ограждения должны быть прочными и легко сниматься для технического обслуживания.
• Защита уязвимых элементов: Части оборудования, механическое повреждение которых может вызвать опасность (трубопроводы гидросистем, электрические кабели, клапаны), должны быть защищены ограждениями или расположены безопасно, исключая случайные удары или перегибы.
• Исключение самопроизвольного ослабления и перемещения: Конструкция должна исключать самопроизвольное ослабление или разъединение креплений сборочных единиц и деталей. Также должно быть исключено перемещение подвижных частей за пределы, предусмотренные конструкцией, если это может повлечь опасную ситуацию. Для этого используются стопорные штифты, контргайки, шплинты, а также концевые выключатели.
• Надежность системы управления: Система управления должна обеспечивать надежное и безопасное функционирование на всех режимах работы и при всех внешних воздействиях (например, скачки напряжения). Должны быть предусмотрены кнопки аварийной остановки, а также блокировки, предотвращающие ошибочные действия оператора.

Эргономические аспекты проектирования

Безопасность неразрывно связана с эргономикой. Производственное оборудование должно не только быть безопасным, но и обеспечивать комфортные условия труда, снижая утомляемость и риск ошибок оператора.

В разработанной версии кантователя большее внимание уделялось эргономичности, мобильности и простоте использования для рабочего персонала. Это включает:

• Регулировка высоты: Стенд может позволять изменять высоту установки двигателя, что критически важно для операторов разного роста и для удобства выполнения различных операций.
• Вращение вокруг осей: Возможность вращать двигатель вокруг горизонтальной и вертикальной осей обеспечивает полный доступ ко всем его частям, минимизируя необходимость перемещения оператора или использования неудобных поз.
• Мобильность: Стенд может быть на колесах для легкого перемещения по цеху, или с виброопорами для стационарной установки, если это требуется.
• Удобство управления: Органы управления должны быть расположены интуитивно понятно и требовать минимальных усилий для манипуляций.
• Дополнительные приспособления: Под кронштейнами может быть установлена ванна, препятствующая попаданию на пол остатков масел, охлаждающих или моющих жидкостей, что повышает чистоту рабочего места и предотвращает скольжение.

Обеспечение устойчивости и правильного центрирования двигателя

Одним из наиболее критически важных аспектов безопасности стенда является его устойчивость, особенно при работе с тяжелыми двигателями и возникновении несимметричных нагрузок.

• Грузоподъемность: Важнейшим фактором при выборе стенда является грузоподъемность, которая должна соответствовать весу обслуживаемых двигателей. Для легковых автомобилей она обычно до 500 кг, для грузовых — значительно больше (до нескольких тонн). Перегрузка стенда категорически недопустима.
• Центрирование двигателя: Двигатель должен располагаться по центру и крепко закрепляться на кронштейнах. Нарушение центрирования может привести к самопроизвольному вращению агрегата или даже потере устойчивости стенда в целом. Несимметричная нагрузка, возникающая, например, при снятии турбокомпрессора или другого навесного оборудования с одной стороны двигателя, смещает его центр масс, создавая дополнительные опрокидывающие моменты, которые стенд должен надежно компенсировать.
• Механизмы фиксации: Червячный редуктор позволяет поворачивать мотор в любом направлении и фиксировать его в выбранном положении с высокой точностью и без самопроизвольного проворота благодаря эффекту самоторможения червячной передачи. Стенд должен быть оснащен поворотной монтажной плитой с устройством блокировки, которая предотвращает случайное вращение.
• Стопорный штифт: Необходимо использовать стопорный штифт для дополнительной фиксации поворотного механизма в заданном положении. Все действия по повороту и фиксации двигателя следует выполнять медленно и осторожно.

Кроме того, выбор прочных материалов и хорошее защитное покрытие (например, порошковое) значительно повышают долговечность конструкции и защищают её от химических и механических повреждений, продлевая срок службы и сохраняя эстетический вид.

Расчет и конструирование основных элементов стенда-кантователя

Эффективность и безопасность стенда-кантователя напрямую зависят от правильного расчета и конструирования его ключевых элементов. Особое внимание следует уделять работе этих элементов при несимметричных нагрузках, поскольку именно они часто становятся причиной аварий и отказов.

Расчет рамы и опор стенда

Рама стенда является его несущим каркасом и должна обеспечивать необходимую жесткость и прочность всей конструкции. Обычно рама выполняется в виде сварной конструкции из профильных труб или прокатных элементов (швеллеров, уголков).

Прочностной расчет сварной рамы:
Производится с учетом всех действующих на нее нагрузок:

1. Постоянные нагрузки: Вес самой рамы, привода, червячного редуктора, кронштейнов.
2. Длительные нагрузки: Максимальный вес двигателя, который может быть установлен на стенд.
3. Кратковременные нагрузки: Инерционные силы при повороте двигателя, возможные ударные нагрузки.

Расчет рамы на прочность и жесткость выполняется по методам строительной механики, рассматривая её как статически неопределимую стержневую систему. Используются уравнения равновесия, а для сложных конфигураций – метод конечных элементов (МКЭ), как было описано ранее. Определяются максимальные напряжения и деформации в критических сечениях (например, в местах сварных швов, где могут возникать концентраторы напряжений).

Расчет опор стенда на устойчивость:
Опоры, особенно если они представляют собой относительно тонкие стойки, работающие на сжатие, должны быть рассчитаны на устойчивость с использованием формулы Эйлера. При возникновении несимметричных нагрузок, вызванных смещенной силой тяжести двигателя (например, когда с одной стороны двигателя сняты агрегаты, а с другой нет), помимо вертикальной сжимающей силы, возникают изгибающие моменты. Эти моменты дополнительно снижают устойчивость стоек.

Рассмотрим пример: если стойка нагружена вертикальной силой P и изгибающим моментом M, то к расчету по формуле Эйлера добавляются дополнительные условия, учитывающие совместное действие сжатия и изгиба. Коэффициент приведенной длины μ выбирается в зависимости от способа закрепления опор к полу или раме. Для обеспечения надежности, действующие на опоры силы должны быть значительно меньше критических с учетом соответствующего коэффициента запаса устойчивости.

Проектирование и расчет валов (ведущий, ведомый, вал червяка)

Валы являются одними из наиболее ответственных элементов, передающих крутящий момент и несущих поперечные нагрузки.

Выбор материалов для валов:
Валы изготавливают из:

• Углеродистых сталей: Марок 20, 30, 35, 40, 45, 50. Они обладают хорошей прочностью, обрабатываемостью и относительно низкой стоимостью. Сталь 45, например, часто используется для валов, требующих высокой прочности.
• Легированных сталей: Марок 20Х, 40Х, 40ХН, 18Х2Н4А, 40ХН2МА, 38ХМЮА, 30ХГТ, 12ХН3А и др. Эти стали обладают улучшенными механическими свойствами (повышенная прочность, износостойкость, ударная вязкость, коррозионная стойкость) за счет добавок легирующих элементов (Cr, Ni, Mo, V). Например, 40ХН используется для высоконагруженных валов.
• Высококачественных модифицированных чугунов, титановых сплавов (ВТ-1, ВТ-6, ВТ-9): Применяются в специфических случаях, когда требуется особая комбинация свойств (например, низкий вес и высокая прочность для титана).

Выбор материала, вида и режима термической и термохимической обработки вала определяется его конструкцией, конструкцией опор и условиями эксплуатации (величина и характер нагрузок, температура).

Проверочный расчет валов на статическую прочность, жесткость и виброустойчивость:

• Прочность: Валы рассчитываются на прочность при кручении, изгибе и их комбинации. Используются формулы для определения эквивалентных напряжений, которые сравниваются с допустимыми напряжениями для выбранного материала.
• Жесткость: Валы должны удовлетворять требованиям по жесткости, чтобы прогибы и углы закручивания не превышали допустимых значений. Расчет прогиба вала базируется на принципах сопротивления материалов, используя дифференциальное уравнение упругой линии: d2y/dx2 = M(x) / (E · I).
• Виброустойчивость: Особенно важна для валов, работающих на высоких скоростях. Расчет направлен на предотвращение резонансных явлений, которые могут привести к разрушению.

Детальный расчет прогиба вала при несимметричном нагружении:
Несимметричное нагружение вала характеризуется наличием сил и моментов, действующих в различных плоскостях, что приводит к появлению не только изгиба в одной плоскости, но и косого изгиба, а также к неравномерному распределению реакции в опорах.

Типичные случаи несимметричного нагружения валов:

1. Комбинированное нагружение в горизонтальной и вертикальной плоскостях: Например, сила тяжести двигателя действует вертикально, а силы от привода или технологических операций – горизонтально.
2. Нагружение консольных валов: Вал червяка часто является консольным или имеет значительный вылет, что делает его чувствительным к несимметричным нагрузкам.
3. Валы с несколькими шкивами/шестернями: При неравномерном распределении сил от этих элементов.
4. Динамическое несимметричное нагружение: Возникает при несбалансированных вращающихся массах или инерционных силах.

Критичность достаточной жесткости: Учет жесткости валов при несимметричном нагружении важен, так как недостаточная жесткость может привести к:

• Чрезмерным упругим деформациям: Нарушающим точность работы механизма.
• Возникновению критических колебаний и резонансных явлений: Что может привести к быстрому разрушению.
• Неравномерному распределению нагрузки на опоры и подшипники: Это является крайне негативным последствием и приводит к их преждевременному износу и сокращению срока службы.
• Преждевременному износу сопряженных деталей и снижению долговечности конструкции.

Проверку статической прочности выполняют для предотвращения пластических деформаций при кратковременных перегрузках (пуск, разгон, реверсирование, торможение). В расчете используется коэффициент перегрузки K_п, который учитывает кратковременное повышение нагрузки.

Анализ преимуществ и методика расчета полых валов:
Использование полых валов позволяет существенно снизить их вес на 20-50% по сравнению со сплошными валами при сохранении или даже увеличении жесткости на кручение. Это достигается за счет того, что материал, расположенный дальше от оси вращения, вносит наибольший вклад в момент инерции. Полые валы также обладают более высокой критической скоростью вращения, что важно для высокоскоростных механизмов.

Методика расчета полых валов аналогична расчетам сплошных, но с использованием момента инерции полого сечения:
Iполый = π/64 · (D4 - d4)
где D — внешний диаметр, d — внутренний диаметр.

Расчет коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания на прочность учитывает силы и моменты, действующие на коренные и шатунные шейки, центробежные силы вращающихся масс, моменты сопротивления. Хотя эти расчеты сложны, их принципы применимы и к валам кантователя при учете всех действующих нагрузок.

Расчет червячной передачи

Червячная передача является сердцем механизма поворота стенда и состоит из червяка (винта) и червячного колеса. Она обладает уникальными свойствами: высоким передаточным числом в одной паре, компактностью и, что самое главное для стенда, самоторможением, предотвращающим самопроизвольный поворот двигателя.

Определение параметров червячной передачи:

• Крутящие моменты: Определяются моменты на ведущем (вал червяка) и ведомом (вал червячного колеса) элементах, исходя из веса двигателя и желаемого усилия на рукоятке.
• Передаточное число (i): i = z₂ / z₁, где z₂ — число зубьев червячного колеса, z₁ — число витков червяка. Большое передаточное число позволяет легко поворачивать тяжелый двигатель.
• Число витков червяка и зубьев колеса: Выбираются из стандартных рядов.
• Межосевое расстояние: A_w = (d_w1 + d_w2) / 2, где d_w1 и d_w2 — делительные диаметры червяка и колеса.

Проверочные расчеты червячных передач:

1. На износостойкость: При передаче движения в червячной передаче происходит значительное взаимное скольжение витков червяка по зубьям колеса, что вызывает повышенный износ. Расчеты на износостойкость учитывают контактные напряжения и скорость скольжения.
2. На контактную прочность: Определяются контактные напряжения по Герцу, возникающие в зоне контакта витков и зубьев. Эти напряжения должны быть меньше допустимых для материала.

Выбор антифрикционных материалов: Для уменьшения трения и износа, венцы червячных колес (наиболее нагруженная часть) изготавливают из антифрикционных материалов, таких как бронзы (например, БрАЖ9-4, БрОЦС5-5-5), реже из высококачественных чугунов. Червяк обычно изготавливается из легированной стали с последующей термообработкой для повышения твердости поверхности.

Выбор и расчет подшипников

Подшипники обеспечивают вращение валов и воспринимают радиальные и осевые нагрузки.

Методики выбора подшипников:
Подшипники выбираются по динамической грузоподъемности (C), которая определяет способность подшипника выдерживать динамические нагрузки в течение заданного ресурса. Расчет производится по соответствующим методикам, учитывающим нагрузки, действующие на вал (радиальные, осевые, их комбинации), скорость вращения и требуемый ресурс (в часах работы или миллионах оборотов).

Выбор типа подшипников:

• Для вала червяка: Из-за осевых сил, возникающих в червячной передаче, а также радиальных сил от изгиба вала, целесообразно выбирать роликовые конические однорядные подшипники. Они хорошо воспринимают как радиальные, так и однонаправленные осевые нагрузки, а также обеспечивают высокую жесткость опоры.
• Для вала червячного колеса: Если осевые нагрузки незначительны, могут быть использованы шариковые радиально-упорные подшипники. Они способны воспринимать комбинированные (радиальные и осевые) нагрузки.

Неравномерное распределение нагрузки на опоры и подшипники, как уже отмечалось, является негативным последствием недостаточной жесткости валов при несимметричном нагружении, что подчеркивает взаимосвязь всех элементов конструкции.

Расчет кронштейнов крепления двигателя

Кронштейны являются наиболее нагруженными и ответственными узлами конструкции, поскольку они непосредственно воспринимают вес двигателя и передают его на поворотную плиту стенда.

Проверочный расчет кронштейна на изгиб:
Производится в месте максимального изгибающего момента, который возникает в защемлении кронштейна к поворотной плите. Этот момент создается силой тяжести двигателя. При расчете учитывается, что кронштейны могут быть установлены симметрично, и на каждый действует половина силы тяжести двигателя. Однако, при несимметричной нагрузке (например, смещении центра масс двигателя), нагрузка на кронштейны может распределяться неравномерно, что требует более детального анализа, возможно, с использованием МКЭ.

Пример расчета:
Пусть вес двигателя G = 1000 кг (10000 Н).
Если кронштейнов 4, и двигатель расположен симметрично, на каждый кронштейн действует сила P = G/4 = 2500 Н.
Если плечо приложения силы (длина кронштейна от защемления до точки крепления двигателя) L = 0.3 м.
Максимальный изгибающий момент в защемлении M_изг = P · L = 2500 Н · 0.3 м = 750 Н·м.
Далее по формуле σ = M_изг / W (где W — момент сопротивления сечения кронштейна) определяется максимальное нормальное напряжение, которое сравнивается с допустимым напряжением для материала.

Расчет фиксатора на срез и смятие:
Фиксатор (например, стопорный штифт) предназначен для предотвращения самопроизвольного поворота поворотной плиты. Он рассчитывается на:

• Срез: Под действием касательной силы, возникающей от крутящего момента двигателя, пытающегося провернуть плиту. Площадь среза — площадь поперечного сечения штифта.
• Смятие: Определяется напряжение смятия в отверстиях, через которые проходит фиксатор, и в самом фиксаторе. Площадь смятия — это проекция контактной поверхности на плоскость, перпендикулярную силе.

Коэффициент запаса прочности (n):
Это величина, показывающая способность конструкции выдерживать нагрузки выше расчетных.

n = S / T

где:

• S — предельно допустимое значение величины (например, предел прочности σ_в или предел текучести σ_т материала);
• T — ��асчетное значение этой величины (например, максимальное напряжение σ_max, возникающее в элементе).

Коэффициент запаса всегда больше 1 для безопасных конструкций. Значение, равное 1, означает, что конструкция находится на грани разрушения, что недопустимо.

Коэффициент запаса обеспечивает дополнительную надежность конструкции для избежания повреждений и разрушения из-за возможных ошибок проектирования, изготовления или эксплуатации (неучтенные перегрузки, дефекты материала).

Различают запас по:

• Пределу прочности: n_σВ = σ_В / σ_max
• Пределу текучести: n_σТ = σ_Т / σ_max
• Устойчивости: n_уст = P_кр / P_действ
• Выносливости: Для элементов, работающих при переменных нагрузках.

Строгих методов для выбора допустимых коэффициентов запаса не существует. Выбор производится на основе опыта эксплуатации, анализа последствий отказа и отраслевых нормативов. Очень большие запасы (порядка 4-6) используются для грузоподъемного оборудования, где отказ критически опасен. Для стальных элементов машиностроительных конструкций коэффициент запаса прочности по усталости может быть около 9.7, что подчеркивает важность учета циклических нагрузок.

Выбор материалов и обоснование конструктивных решений

Выбор материалов и конструктивных особенностей является одним из наиболее ответственных этапов проектирования. Он должен быть тщательно обоснован инженерными расчетами, требованиями безопасности, условиями эксплуатации, а также экономическими соображениями.

Обзор и детальное обоснование выбора конкретных марок сталей и других материалов

Для каждого элемента стенда подбирается материал, наилучшим образом сочетающий требуемые механические свойства, технологичность (свариваемость, обрабатываемость) и стоимость.

1. Для рамы стенда:
   • Материал: Сталь конструкционная углеродистая качественная (например, Сталь 20, Сталь 35 по ГОСТ 1050-2013). Эти стали обладают хорошей свариваемостью, достаточной прочностью и пластичностью. Сталь 20 подходит для менее нагруженных элементов, Сталь 35 – для основных несущих балок.
   • Обоснование: Простота обработки, хорошая свариваемость, доступность и относительно низкая стоимость. Достаточная прочность и жесткость для восприятия статических и динамических нагрузок с учетом коэффициента запаса.
2. Для валов (ведущий, ведомый, вал червяка):
   • Материал: Для валов, работающих на кручение и изгиб, рекомендуется использовать Сталь 45 (ГОСТ 1050-2013) или Сталь 40Х (ГОСТ 4543-2016). Сталь 45 – среднеуглеродистая сталь, после нормализации или улучшения обладает высокой прочностью и сопротивлением усталости. Сталь 40Х – легированная хромистая сталь, после закалки и отпуска приобретает высокую твердость, прочность и износостойкость, что критично для вала червяка.
   • Обоснование: Сталь 45 обеспечивает требуемую прочность и жесткость для ведомых валов. Сталь 40Х благодаря своим улучшенным механическим свойствам идеально подходит для вала червяка, который подвергается высоким контактным напряжениям и изгибающим моментам. Возможность термической обработки позволяет достичь оптимальных характеристик.
3. Для венца червячного колеса:
   • Материал: Бронза БрАЖ9-4 (алюминиево-железная бронза по ГОСТ 18175-78) или БрОЦС5-5-5 (оловянно-цинково-свинцовая бронза).
   • Обоснование: Эти бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами, хорошей износостойкостью и способностью работать в условиях граничного трения, что критически важно для червячных передач, где присутствует значительное скольжение. Использование бронзы снижает износ червяка (стального) и уменьшает тепловыделение.
4. Для кронштейнов крепления двигателя:
   • Материал: Листовая сталь Сталь 09Г2С (ГОСТ 19281-2014). Это низколегированная конструкционная сталь повышенной прочности, обладающая хорошей свариваемостью и способностью работать при пониженных температурах (хотя для стенда это менее критично).
   • Обоснование: Высокая прочность при небольшом весе, хорошая свариваемость, что важно для формирования сложной формы кронштейна. Позволяет выдерживать значительные изгибающие моменты и статические нагрузки.

Принципы оптимизации конструкции и защитные покрытия

Оптимизация конструкции направлена не только на обеспечение прочности, но и на снижение веса, улучшение эксплуатационных характеристик и долговечности.

• Рациональная геометрия элементов: Использование профилей с высоким моментом инерции (например, прямоугольные трубы для рамы, полые валы) позволяет при минимальном весе получить максимальную жесткость. Избегание острых углов и резких переходов в конструкции кронштейнов для предотвращения концентрации напряжений.
• Применение защитных покрытий: Для повышения стойкости к химическим и механическим повреждениям, а также для защиты от коррозии, все металлические элементы стенда должны быть покрыты. Использование порошковых покрытий (полимерные краски) является оптимальным решением.
  • Преимущества порошковых покрытий: Высокая стойкость к истиранию, ударам, химическим реагентам (масла, топливо, очистители), отличная адгезия, равномерность покрытия, привлекательный внешний вид. Это значительно продлевает срок службы конструкции и сохраняет её функциональность в агрессивной рабочей среде автосервиса.

Коэффициент запаса прочности: n = S/T

Коэффициент запаса прочности (n) – это не просто число, это фундаментальный показатель надежности и безопасности в инженерном проектировании. Он демонстрирует, насколько конструкция способна выдержать нагрузки, превышающие расчетные, прежде чем произойдет ее разрушение или недопустимая деформация.

Формула:
n = S / T
где:

• S — предельно допустимое значение величины, характеризующее несущую способность материала (например, предел прочности σ_в, предел текучести σ_т, критическая сила устойчивости P_кр, предел выносливости σ_R).
• T — расчетное значение этой величины, соответствующее максимальной нагрузке в условиях эксплуатации (например, максимальное действующее напряжение σ_max, действующая сила P_действ).

Типы коэффициентов запаса:

1. По пределу прочности (n_σВ): Используется для хрупких материалов или при расчете на разрушение. n_σВ = σ_в / σ_max.
2. По пределу текучести (n_σТ): Применяется для пластичных материалов, чтобы предотвратить остаточные деформации. n_σТ = σ_т / σ_max.
3. По устойчивости (n_уст): Критичен для сжатых элементов, предотвращает потерю формы. n_уст = P_кр / P_действ.
4. По выносливости (n_R): Используется для элементов, подверженных циклическим нагрузкам, чтобы предотвратить усталостное разрушение. n_R = σ_R / σ_a, где σ_a — амплитуда напряжений.

Принципы выбора допустимых значений коэффициентов запаса:
Строгих универсальных методов для выбора n не существует, это скорее инженерное искусство, основанное на:

• Опыте эксплуатации: Статистика отказов аналогичных конструкций.
• Отраслевых нормативах: Для каждой отрасли (строительство, машиностроение, авиация) существуют свои регламентированные минимальные коэффициенты.
• Последствиях отказа: Чем катастрофичнее последствия (гибель людей, экологическая катастрофа), тем выше коэффициент запаса.
• Надежности исходных данных: Чем больше неопределенности в нагрузках или свойствах материалов, тем выше запас.
• Экономические соображения: Чрезмерно большой запас приводит к утяжелению и удорожанию конструкции.

Примеры значений:

• Для грузоподъемного оборудования, где падение груза может привести к серьезным травмам или гибели, коэффициенты запаса очень высоки – порядка 4-6.
• Для стальных элементов машиностроительных конструкций, подверженных усталостным нагрузкам, коэффициент запаса по выносливости может быть около 9.7 (например, для некоторых элементов авиационной техники), подчеркивая критичность предотвращения усталостного разрушения.
• Для статически нагруженных элементов, где последствия отказа не столь катастрофичны, n может быть в пределах 1.5-2.5.

Для проектируемого стенда, учитывая работу с тяжелыми двигателями и риски для персонала, необходимо принять коэффициенты запаса, обеспечивающие высокую степень надежности и безопасности, превышающие минимальные отраслевые требования.

Обеспечение промышленной безопасности и соответствие нормативным требованиям

Проектирование и эксплуатация промышленного оборудования, такого как стенд для разборки двигателей, невозможны без строгого соблюдения действующих нормативных документов. Эти стандарты и регламенты призваны обеспечить безопасность персонала, сохранность имущества и минимизацию рисков.

Технический регламент Таможенного союза 010/2011 «О безопасности машин и оборудования» (ТР ТС 010/2011)

Этот документ является основополагающим для всех машин и оборудования, выпускаемых в обращение на территории Евразийского экономического союза. Он устанавливает единые обязательные требования на всех стадиях жизненного цикла: от разработки, изготовления и монтажа до эксплуатации, хранения, транспортирования, реализации и утилизации.

Основные положения ТР ТС 010/2011:

• Идентификация опасностей и оценка риска: Требует от разработчика и изготовителя выявлять все возможные опасности и проводить оценку риска для каждой из них. Это означает, что для стенда необходимо проанализировать все механические, электрические, термические, химические и эргономические риски.
• Минимально необходимые требования безопасности: ТР ТС 010/2011 определяет общие принципы, которым должны соответствовать машины для обеспечения безопасности, такие как предотвращение травм от движущихся частей, защита от перегрузок, надежность систем управления.
• Подтверждение соответствия: Машины и/или оборудование, не подтвердившие соответствие требованиям ТР ТС 010/2011, не должны маркироваться единым знаком обращения и не допускаются к выпуску в обращение на единой таможенной территории Таможенного союза. Это подчеркивает важность сертификации и декларирования соответствия.

Таким образом, проектируемый стенд должен быть изначально разработан с учетом всех требований этого регламента, чтобы в будущем успешно пройти процедуру подтверждения соответствия.

Система стандартов безопасности труда (ССБТ)

Серия ГОСТов ССБТ детализирует общие требования безопасности.

1. ГОСТ 12.1.004-91 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования»:
   • Устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты различного назначения на всех стадиях их жизненного цикла.
   • Направлен на профилактику возгораний, обеспечение требуемого уровня пожарной безопасности для персонала и материальных активов.
   • Ключевое требование: Вероятность возникновения пожара от электрического или другого единичного технологического изделия или оборудования при их разработке и изготовлении не должна превышать 10^-6 в год. Это означает, что электропроводка, электродвигатели и другие потенциальные источники возгорания в конструкции стенда должны быть выполнены с высоким запасом надежности и использовать пожаробезопасные материалы.
2. ГОСТ 12.2.003-91 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Оборудование производственное. Общие требования безопасности»:
   • Устанавливает общие требования безопасности к производственному оборудованию.
   • Ключевые положения, применимые к стенду:
     • Защита движущихся частей: Ограждения должны исключать возможность случайного контакта с валами, шестернями, редуктором.
     • Предотвращение самопроизвольного ослабления креплений: Все болтовые соединения должны быть законтрены, сварные швы – проверены на качество.
     • Исключение перемещения подвижных частей за предусмотренные пределы: Механизмы поворота должны иметь концевые упоры и блокировки.
     • Безопасность гидро-, паро-, пневмосистем и кабелей: Если в стенде используются эти системы, они должны быть защищены от механических повреждений и исключать утечки.
3. ГОСТ Р 54123-2010 «Безопасность машин и оборудования. Термины, определения»:
   • Содержит термины и определения, а также основные показатели безопасности, такие как риск, назначенный срок службы, назначенный ресурс, вероятность безотказной работы, коэффициент оперативной готовности.
   • Также определяет показатели критического воздействия: механическое, термическое, химическое, пожар, взрыв, радиационное, электрическое, шум, вибрация. Использование этих терминов и показателей позволяет проводить унифицированную оценку безопасности.
4. ГОСТ Р 51333-99 «Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования. Термины, технологические решения и технические условия»:
   • Описывает опасности, исходящие от машины, опасные ситуации и риски. Этот стандарт является методологической основой для проведения оценки рисков, определяя, какие опасные ситуации могут возникнуть (например, падение двигателя из-за разрушения кронштейна) и как их следует оценивать.

Рекомендации по безопасной эксплуатации и техническому обслуживанию

Соответствие нормативам не заканчивается на этапе проектирования и изготовления. Безопасность оборудования в значительной степени зависит от правильной эксплуатации и своевременного технического обслуживания.

Основные рекомендации:

• Регулярная проверка стенда: Перед началом каждой рабочей смены и периодически (например, раз в неделю) необходимо проводить тщательный осмотр стенда на наличие:
  • Трещин (особенно в местах сварки, так как они являются концентраторами напряжений).
  • Деформаций (изгибов, перекосов несущих элементов).
  • Ослабления креплений (гайки, болты, штифты).
  • Отсутствия деталей (например, стопорных штифтов, элементов ограждений).
• Смазка подвижных частей: Все подвижные части стенда (шарниры, подшипники, червячная передача) должны быть чистыми и регулярно смазываться в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Это уменьшает износ и предотвращает заедания.
• Свободный доступ: К фиксирующим и крепежным частям должен быть обеспечен свободный доступ для визуального контроля, смазки движущихся узлов и затяжки крепежных частей.
• Недопустимость перегрузки: Категорически не допускается перегружать стенд сверх установленной грузоподъемности. Это ведет к потере запаса прочности и может вызвать разрушение.
• Запрет на изменения конструкции: Запрещается вносить какие-либо изменения в конструкцию стенда без согласования с разработчиком и проведения повторных расчетов и оценок безопасности.
• Перемещение нагруженного стенда: Не допускается двигать нагруженный стенд по неровным поверхностям, так как это может вызвать дополнительные динамические нагрузки, потерю устойчивости и падение двигателя.
• Положение оператора: Выполнять работы, находясь под агрегатом, категорически запрещено.

ГОСТ 14846-2020 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний» устанавливает методы стендовых испытаний автомобильных двигателей и может применяться при научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах. Хотя этот стандарт непосредственно не регулирует конструкцию стендов для разборки, он формирует общие принципы работы с двигателями на стендах и может использоваться при разработке стендов для тестирования уже собранных двигателей.

Таким образом, комплексное применение нормативной базы и строгое соблюдение правил эксплуатации являются залогом безопасной и долговечной работы специализированного стенда для разборки двигателей.

Заключение

Проделанная работа по разработке и оценке безопасности специализированного стенда для разборки двигателей демонстрирует комплексный подход к инженерному проектированию, где функциональность неразрывно связана с надежностью и безопасностью. В ходе исследования были успешно решены поставленные цели и задачи.

Мы начали с анализа существующих конструкций стендов, выявив их преимущества и, что более важно, «слепые зоны», связанные с работой в условиях несимметричных нагрузок, эргономикой и требованиями безопасности. Это обосновало необходимость проектирования модернизированного стенда, способного эффективно и безопасно работать с тяжелыми агрегатами, такими как двигатели КАМАЗ.

Далее были детально рассмотрены теоретические основы инженерных расчетов: от фундаментальных концепций прочности, жесткости и устойчивости до специфики расчетов на изгиб, устойчивость сжатых элементов по формуле Эйлера (с учетом различных способов закрепления и гибкости стойки), а также влияния динамических и повторяющихся нагрузок. Особое внимание было уделено применению современных вычислительных методов, таких как метод конечных элементов (МКЭ), который позволяет проводить всесторонний анализ сложных конструкций, включая устойчивость оболочечных систем и определение критических нагрузок.

Ключевым аспектом работы стало формирование конструктивных принципов обеспечения безопасности и надежности стенда. Были систематизированы методы идентификации опасностей и оценки рисков, изложены общие требования к безопасности производственного оборудования, подчеркнута важность эргономических аспектов и критичность правильного центрирования и фиксации двигателя для предотвращения самопроизвольного вращения и потери устойчивости.

Наиболее объемный раздел был посвящен расчету и конструированию основных элементов стенда-кантователя. Мы рассмотрели прочностной расчет рамы и опор, детально проанализировали проектирование валов, включая выбор материалов, расчет на прочность, жесткость, виброустойчивость, а также преимущества и методику расчета полых валов при несимметричном нагружении. Проведен анализ червячной передачи с расчетом на износостойкость и контактную прочность, обоснован выбор антифрикционных материалов. Отдельно были представлены методики выбора подшипников и расчет кронштейнов крепления двигателя на изгиб, а фиксатора — на срез и смятие. Развернуто объяснено понятие коэффициента запаса прочности, его типы и принципы выбора допустимых значений в зависимости от условий эксплуатации и последствий отказа.

Наконец, мы систематизировали требования нормативной документации, такие как ТР ТС 010/2011 и основные ГОСТы ССБТ (ГОСТ 12.1.004-91, ГОСТ 12.2.003-91, ГОСТ Р 54123-2010, ГОСТ Р 51333-99), продемонстрировав, как их положения интегрируются в конструктивные решения и методологию оценки рисков, а также сформулировали рекомендации по безопасной эксплуатации и техническому обслуживанию.

Таким образом, разработанная конструкция стенда, основанная на глубоком анализе и расчетах, не только соответствует высоким требованиям функциональности, но и обеспечивает повышенную безопасность и надежность, особенно в аспекте работы с несимметричными нагрузками. Это достигается за счет обоснованного выбора материалов, применения адекватных методов расчета (включая учет МКЭ и формулы Эйлера для устойчивости), комплексной интеграции нормативных требований и акцента на эргономике.

Перспективы дальнейшего развития включают создание полномасштабной 3D-модели стенда в CAD-системе, проведение численного моделирования в программных комплексах МКЭ для получения более точных данных о напряженно-деформированном состоянии, а также разработку детальной технологической карты изготовления и сборки. В будущем возможно также создание опытного образца для проведения натурных испытаний и верификации расчетных данных, что позволит еще больше усовершенствовать конструкцию и подтвердить её соответствие всем заявленным требованиям.

Список использованной литературы

1. Руководство к курсовому и дипломному проектированию. Рязань: РВАИ, 2009. 418 с.
2. Ремонт автомобилей КамАЗ: учебник / Б.А. Титунин. П.: Агропромиздат, 1987. 483 с.
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие. М.: Высшая школа, 1998. 134 с.
4. Борщов В.А., Гусев В.И., Верещак Ф.П. и др. Справочник технолога автомобильного / под ред. Р.А. Малышева. М.: Транспорт, 1977. 344 с.
5. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для техникумов. М.: Машиностроение, 1980. 351 с.
6. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для техникумов. М.: Высшая школа, 1991. 432 с.
7. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов: учебник для вузов / под ред. А.В. Александрова.
8. Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. Машиностроение, 1978. 312 с.
9. Балыкин М.К. и др. Сопротивление материалов (примеры и задачи): учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей. Минск: БИТУ, 2008. 365 с. ISBN 978-985-479-857-8.
10. Петров Е.А., Васильев А.С., Прусов А.С., Клюев А.М. Анализ устойчивости ортотропной цилиндрической оболочечной конструкции в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 2. С. 263-270.
11. Асанбеков К.А., Огнев И.И., Сутормин Е.А., Чернышов Д.И. Совершенствование стенда для обслуживания и ремонта двигателей автомобилей в условиях СТОА // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15, № 3. С. 104-109.
12. ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.
13. ГОСТ 12.2.003-91. Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
14. ГОСТ 14846-2020. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.
15. ГОСТ 21624-81. Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий.
16. ТР ТС 010/2011. О безопасности машин и оборудования.
17. Сенин П.В., Фомин А.И. Расчет прочностных параметров коленчатых валов при усталостных испытаниях с целью обеспечения их надежности // Инженерный вестник Дона. 2019. № 1.
18. Аввакумов М.В., Коновалов А.Б. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ: методические указания. СПб.: СПбГТУРП, 2012. 37 с.
19. Глухих В.Н., Прилуцкий А.А. Расчет и проектирование валов: учеб. пособие. СПб.: СПбГУ-НиПТ, 2010. 76 с.
20. Ахмедьянова Л.В., Третьякова Е.М. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН: электрон. учеб.-метод. пособие. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2018. 1 оптический диск.
21. Сахнов А.В., Хихлушка А.В. Разработка стенда-кантователя для разборки и сборки двигателей внутреннего сгорания // Молодежный вестник Поволжья. 2018. № 3. С. 50-52.