Розрахунок економічної ефективності пристрою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП…………………………………………………………………………4

І. ОБГРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ І  РОЗРАХУНОК ПРИСТРОЮ

 ДЛЯ МЕХАНІЗАЦІЇ ТРУДОМІСТКИХ  РОБІТ У ВИРОБНИЧІЙ ЗОНІ....5

1. Аналіз  конструкції………………………………………………………….5

2. Призначення,  будова та принцип дії………………………………………5

    2.1. Призначення………………………………………………………….…5

    2.2. Будова та принцип дії підйомника………………………………….…6

3. Розрахунок  кінематичної схеми……………………………………………7

    3.1. Розрахунок елементів підйомника………………………………….…8

        3.1.1. Визначення розмірів гідро двигуна………………………………8

        3.2.2. Вибір насоса……………………………………………………..…9

        3.2.3. Розрахунок деталей гідроциліндра на міцність……………...…11

        3.2.4. Розрахунок діаметра осі ролика…………………………………12

        3.2.5. Розрахунок на міцність коліс підйомника………………………13

        3.2.6. Розрахунок діаметра осі колеса…………………………….……15

        3.2.7. Технічне обслуговування………………………………………...16

4. Розрахунок  економічної ефективності пристрою…………………..……17

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ…………………………………………………….…20

ДОДАТКИ

 

 

 

 

 

ВСТУП   Різноманітність номенклатури рухомого складу автотранспортних підприємств (АТП) зобов’язує мати значну кількість гаражного обладнання. Повне забезпечення необхідним гаражним обладнанням дозволяє гарантувати безвідказну роботу автомобілів і якісне технічне обслуговування та ремонт  рухомого складу. До основних особливостей проектування та конструювання гаражного обладнання відносять велике коло робіт, які по виконанню технологічних операцій технічного обслуговування і ремонту рухомого складу, так і по забезпеченню роботи автопідприємств в цілому. Багатоманітність гаражного обладнання ставить завдання регулярної корекції робіт по технічному обслуговуванню, поточному і капітальному ремонту самого обладнання. Раціональна організація технічного обслуговування і ремонту гаражного обладнання забезпечує якісний ремонт і технічне обслуговування рухомого складу АТП.
					КП03.00.00.00.00ПЗ
Зм	Аркуш	№ докум	Підпис	Дата
Розробив		Зінчук			Розрахунок підйомника підкатного	Літера			Аркуш	Аркушів
Перевірив		Придюк							5	18
Т. контр.						ЛНТУ  МБФ  кафедра автомобілів гр. ААГз–61
Н. контр.
Затвердив

 

 

1 ОБГРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ І РОЗРАХУНОК ПРИСТРОЮ ДЛЯ МЕХАНІЗАЦІЇ ТРУДОМІСТКИХ РОБІТ У ВИРОБНИЧІЙ ЗОНІ

 

1 Аналіз конструкції

 

Під час  проектування підйомника були розглянуті конструкції подібних піднімачів, переваги та недоліки тієї чи іншої конструкції. Головним аргументом при виборі конструкції  було те, що даний підйомник забезпечує вільний доступ до агрегатів, розміщених знизу автомобіля. При цьому підйомник  забезпечує велику жорсткість та надійність конструкції при відносно незначній  масі. Крім цього на АТП є досвід використання підкатних стійок з електромеханічним приводом. На рахунок вибору приводу було зупинено вибір на гідравлічному. Застосування гідроприводу дозволяє спростити кінематику, знизити металоємність, підвищити точність та надійність.

Широке  розповсюдження гідроприводів визначається рядом їх суттєвих переваг перед  іншими типами приводів – це можливість отримання великих зусиль та потужностей  при обмежених розмірах, широкий  діапазон безступінчатого регулювання швидкості, можливість роботи в динамічних режимах, забезпечення прямолінійного руху без кінематичних перетворень.

 

2 Призначення, будова та принцип  дії

 

2.1 Призначення

Гідравлічний підйомник призначений для підйому при технічному обслуговуванні та ремонті легкових та вантажних автомобілів на висоту 1800 мм. Завдяки монтажу робочого органу на вантажному візку, підйомник може використовуватись як індивідуально, так і спільно з аналогічним в складі поста.

 

2.2 Будова та принцип дії підйомника

 

Підйомник приводиться в дію від електродвигуна. Основа підйомника складається з  рами 1 (рис.3.1), до якої кріпляться елементи несучої частини. В підхоплювач 2 вмонтовані два ролики 3, які рухаються по направляючих, приварених до несучих стійок 4. Між стійками розміщений гідроциліндр 5, який сполучений з підхоплювачем за допомогою двох ланцюгів. Один кінець кожного ланцюга прикріплений до підхоплювала, а другий – до плити візка. Гідравлічний циліндр закінчується поперечним валиком, на якому обертаються два ролики. Через ці ролики перекинуті ланцюги. Під дією рідини приводиться в рух внутрішній гідравлічний плунжер, який забезпечує підйом підхоплювала 2.

Пересування підйомника в зоні обслуговування чи ремонту здійснюється вручну, за спеціальну ручку.

 

 

Рис. 1 Схема гідравлічного підкатного підйомника

 

Основою візка служить рама, зварена із прокатного матеріалу, до якої прикріплені чотири колеса, одна пара яких може повертатись на 360⁰ навколо своєї осі за допомогою поворотного механізму. Маневрування і пересування візка здійснюється за допомогою спеціальної ручки 6, яка прикріплена до поворотного механізму. На верхній площині візка до рами жорстко прикріплені два стояки 7 і зварені таким чином, що утворюють профіль прямокутної форми. Стояки несуть основне навантаження, яке передається від підхоплювала.

Для фіксування рівня  підйому підхоплювача  в верхній і нижній точках в підйомнику передбачено автоматичні вимикачі, які спрацьовують при максимальних і мінімальних висотах розміщення каретки.

 

3 Розрахунок кінематичної схеми

 

Сили, які  діють на підйомник при його переміщенні:

 

                      Рис.3.2 Схема сил, які діють  на навантажений підйомник:

  F – сила прикладання для  переміщення підйомника;   

  N - нормальна реакція опори  ;

  G – маса підйомника;

  F_T      - сила тертя кочення.

 Сила і однакові по модулю, але різні за напрямками, тому вони зрівноважують одна одну. Виходячи з цього, сили, прикладені для перетягування підйомника протидіють силі тертя F_T  , яка визначається із співвідношення:

де  - коефіцієнт тертя кочення. Для пари =0,015

В даному підіймачі  використовується дві пари коліс, відповідно з цим:

Для того, щоб  перетягнути даний підйомник  по рівному бетонному покриттю необхідно  прикласти силу 36 кг.

 

3.1 Розрахунок елементів підйомника

 

3.1.1 Визначення розмірів гідродвигуна

Вихідні дані для розрахунку гідравлічного  підйомника є:

• максимальна вантажопідйомність, Н;
• висота піднімання, мм;
• час піднімання, с.

Вага, яку  піднімає гідравлічний підйомник F_ф із врахуванням перевантаження :

,

 

де k_n – коефіцієнт перевантаження , k_n=1,2;

 

.

 

Швидкість піднімання визначимо за формулою

 

,

де Н – висота  піднімання, м;

t – час піднімання, с.

 

.

 

Розрахуємо  діаметр гідроциліндра за формулою:

 

де р – номінальний тиск, який створює насос шестеренчастого типу, Па; (р=10МПа).

 

.

 

Приймаємо діаметр поршня  D=56 мм.

 

3.2.2 Вибір насоса

 

Подача  насоса визначимо із залежності:

 

 

де  – максимальний робочий об’єм гідроциліндра м³; – об’ємний коефіцієнт корисної дії насоса; приймаємо =0,9.

Максимальний  робочий об’єм гідроциліндра  визначимо за формулою:

 

 

де  – площа поршня, м ².

 

,

;

;

.

 

Потужність, яка витрачається на привод насоса

 

де  – коефіцієнт корисної дії, що враховує внутрішні втрати в гідронасосі; = 0,88.

 

.

 

Приймаємо асинхронний електродвигун марки  АИР100S4 потужністю N_е=3,0 кВт при частоті обертання n _N=1500 об/хв. .

Необхідний  об’єм подачі масла за один оберт  ведучого вала насоса:

 

.

 

Приймаємо масляний насос шестеренчастого типу марки НШ10 з робочим об’ємом .

 

3.2.3 Розрахунок деталей гідроциліндра на міцність

 

Приведемо розрахунок основних деталей гідроциліндра  на міцність. Під час роботи шток гідроциліндра зазнає напруження стискання, яке повинно задовольняти нерівність:

 

,

 

де  А_ш – площа найменшого перерізу штока, мм²;

 – допустиме напруження  стискання, МПа; для сталі 35 =140 МПа.

 

де  – діаметр штока, мм; =30 мм.

 

;

.

 

Отримане  значення менше за допустиме, отже умова  міцності виконується: .

Труби гідроциліндра  розраховують на нормальні напруження від внутрішнього тиску, що діє в  коловому напрямку:

 

,

де  – максимальний тиск, який виникає в гідросистемі в момент спрацьовування запобіжного клапана, МПа; =12 МПа;

 – товщина стінки гідроциліндра,  мм ; =16мм.

 

.

 

Отримане  значення менше за допустиме напруження =120 МПа.

 

3.2.4 Розрахунок діаметра осі ролика

 

Осі роликів  не передають обертового моменту, а  сприймають тільки поперечне навантаження. Тому вісь розраховуємо тільки на згин.

Знайдемо  реакції R, які виникають між роликами і стійкою, при навантаженні захвату  зусиллям Складаємо рівняння моментів відносно точки О, яка утворена перетином перпендикулярів проведених від сил R та

                                                 

де  та - плечі сил R та F.

Приймаємо

                                     

Діаметр циліндричної суцільної осі знайдемо із виразу

                                                        

де  - діаметр осі, мм;

    - допустиме напруження на згин, Нм. Для матеріалу нормалізована сталь 35,

- згинаючий момент, Нм, який визначаємо за формулою

                                         

n – кількість  осей. В прийнятій конструкції  n=4.

                          

Приймаємо

 

Проведений розрахунок основних деталей  гідроциліндра показав, що їх геометричні  розміри прийняті вірно з дотриманням  умови міцності при дії максимальних навантажень на деталі.

 

 

3.2.5 Розрахунок на міцність коліс підйомника.

 

Колеса  рами-візка виготовляємо із сірого чавуну марки СЧ 32-52 ГОСТ 1412-70, для якого допустиме напруження на стиск для круглої форми перерізу при статичному навантаженні.

Розрахунок  контактних напружень, які виникають  між колесом підйомника і бетонною підлогою можна звести до визначення контактних напружень між двома  циліндрами.

До прикладання  питомого навантаження   циліндри стикаються по лінії. Під навантаженням лінійний контакт переходить в контакт по вузькій площині і при цьому точки максимальних нормальних напружень лежать на поздовжній осі симетрії контактної площини. Значення цих напружень вираховуємо за формулою

 

          

           

де  - коефіцієнт Пуассона. Для конструктивних матеріалів коефіцієнт Пуассона лежить в межах Без суттєвої похибки можна прийняти і отримуємо формулу у вигляді

 

                     

                                  

де  - питоме навантаження,

    - зведений модуль пружності,

   - зведений радіус кривизни,

Питоме контактне  навантаження визначаємо за формулою

 

        

          

де  - власна вага підйомника (приймаємо );

      - сумарна довжина лінії контакту коліс, м.

Для двох коліс  довжина лінії контакту рівна 

Зведений  модуль пружності контактних матеріалів визначаємо за формулою