Проект двухстоечного подъемника для грузовых автомобилей на базе подъемника П-180Е13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Конструкция и принцип действия проектируемого подъемника

 

Технические характеристики проектируемого подъемника

Грузоподъемность 4000 кг

Время подъема/опускания 66/64 с

Высота подъемника 2593 мм

Высота подъема 1820 мм

Высота подхватов в нижнем положении   140 мм

Вес подъемника 782 кг

Узел привода состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, пары винт - гайка и узла опорных подшипников. Во время работы вращательный момент передается от электродвигателя через клиноременную передачу на пару винт – гайка, которая в свою очередь осуществляет подъем, опускание подхватов (“лап”).

Каретка представляет собой корпус, 2 раздвижные поворотные лапы и гайки (страховочные и рабочие).

Пульт управления представляет собой шкаф, где помещается все электронно-управляемые приборы.

Основой долговечности и безотказной работы пары винт - гайка является правильный выбор материалов. Гайки выполняются из полимерного материала – копралона, выдерживающего большие нагрузки, имеет высокую степень скольжения, низкий коэффициент трения (за счет чего меньше изнашивается), работает плавно и бесшумно, срок службы в 2 раза превышает срок службы бронзовых гаек. Для безопасности в случае выхода из строя рабочей гайки устанавливается страховочная гайка, которая ставится с зазором к рабочей гайке. При нормальной работе страховочная гайка не испытывает нагрузок.

 

 

6. План размещения подъемного  оборудования на рабочем участке

 

 

1. Инструментальный шкаф

2. Подъемник двухстоечный

3. Шкаф для хранения  запасных частей

4 и 5. Слесарные верстаки

6. Тельфер

7. Стенд для мойки деталей

8. Аптечка и огнетушитель

 

 

 

 

 

 

7. Основные требования безопасности труда при работе с подъемным оборудованием

 

    Контроль за  техническим состоянием и правильной  эксплуатацией подъемника осуществляется  аттестованным инженерно-техническим  работником, ответственным за надзор, содержание и безопасную эксплуатацию  специального подъемного оборудования, назначенным приказом по предприятию.

    Инженерно-технический  работник, ответственный по надзору, обязан:

-постоянно проводить надзор  за техническим состоянием и  безопасной    эксплуатацией подъемника;

-контролировать наличие  и сохранность технической документации  на  подъемник;

-проводить с рабочими  изучение конструктивных особенностей  подъемника, технического обслуживания  его, изучение приемов безопасной  работы на подъемнике, проводить  аттестацию лиц, ответственных за  его эксплуатацию;

-организовать и провести  первичное освидетельствование  и затем не реже одного раза  в 12 месяцев периодические переосвидетельствования  подъемника;

    Приказом по  предприятию, подъемник должен быть  закреплен за лицом, постоянно  и непосредственно эксплуатирующим  его. При этом назначение ответственного  должно быть согласовано с  ИТР ответственным по надзору.

    К работе на  подъемнике допускаются лица, не  моложе 18 лет, изучившие конструкцию  по эксплуатации, прошедшие инструктаж  по технике безопасности и  ознакомленные с особенностями  работы и эксплуатации.

    До начала эксплуатации  нового подъемника, после монтажа, потребитель обязан провести  полное освидетельствование подъемника  в соответствии с требованиями  техники безопасности, инструкции  по эксплуатации, т.е. статические  и динамические испытания, измерение  сопротивления изоляции, проверить  работу конечных выключателей. В  дальнейшем через каждые 12 месяцев  производить полное переосвидетельствование  подъемника.

    Статические испытания  производить грузом массой 25000кг  поднятием нагруженных платформ  на высоту 400-500мм над уровнем  пола и выдержкой под нагрузкой  не менее 10мин.

    Динамические испытания  производить путем трехкратного  подъема на максимальную высоту  груза массой 22000кг.

    Для проведения  статических и динамических испытаний  допускается использовать догруженный  до соответствующей массы автомобиль.

    Электродвигатели, стойки, пуско-контрольная аппаратура, шкаф аппаратный должны быть надежно заземлены.

    Измерение сопротивления  изоляции аппаратов, вторичных цепей  и электропроводки производить  мегаомметром М1102/1 ТУ 25-04-798-78. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Расчет подъемной платформы на прочность

    Оценка опасности  разрушения подъемной платформы, находящейся в заданном напряженном  состоянии производится сравнением  теоретических напряжений с предельными  напряжениями. Условие прочности  напряженного состояния имеет  следующий вид:

σи≤[σи].

    Подъемная платформа  прогибается под действием силы. Такая деформация называется  изгибом. Максимальное напряжение  при изгибе:

σи=Мmax/Wx,

где Мmax – наибольший изгибающий момент;

Wx – момент сопротивления сечения при изгибе.

    Наибольший изгибающий  момент рассчитывается по формуле:

Мmax=G×l×n/k=m×g×l×n/k,

где G=m×g – нагрузка, действующая на подъемник;

k=4 – число подъемных платформ подъемника;

m=3600кг – масса автомобиля;

g – ускорение свободного падения;

n=1,5 – коэффициент запаса прочности материала подъемной платформы.

Mmax=10800000 Н×мм3.

    Для полого стержня  прямоугольного сечения со сторонами, мм:

 b=100; h=90; b0=80; h0=70.

Wx=b×h2/6-b0×h02/6=69667 мм.

    Допускаемое напряжение при изгибе рассчитывается по формуле:

[σи]=[σоп]/n=[1,2×σт]/n,

где  [σоп] – опасное напряжение.

σи=155 Мпа.

σт=355Н/мм2 (сталь 45). Тогда, [σи]=284Н/мм2 – условие выполняется.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Расчет резьбового механизма подъемника

На смятие:

    Условие прочности  напряжения смятия имеет следующий  вид:

σсм≤[σсм].

    Напряжение смятия  в резьбе рассчитывается по  формуле:

σсм=4×F/π×d22×km×z=4×m×g×P/π×r×d22×km×H,

где F=G/r=m×g/r – осевая сила, действующая на резьбу винта и гайки;

r=2 – число резьбовых соединений винт-гайка в подъемнике;

G=m×g – нагрузка, действующая на подъемник;

m=3600 – масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения;

d2=46 – средний диаметр винта и гайки, мм;

km=0,55..1 – коэффициент пластической деформации, большие значения для крупной резьбы;

z=H/P – число витков на длине свинчивания;

Р=8 – шаг резьбы, мм;

Н=1,866×Р – высота гайки, мм;

σсм=10,5 Н/мм2.

[σсм]= σв/n – допускаемое напряжение при смятии,

где σв=420 Н/мм2 – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке (материал – сталь 45Х);

n=1,5 – коэффициент запаса.

[σсм]=280 Н/мм2. Условие прочности на смятие выполняется.

 

 

На растяжение:

    Расчет резьбового  соединения проводят на растяжение, принимая за опасное сечение  по внутреннему диаметру резьбы  винта d1.

S≥F/[σв].

S=π×d12/4 – площадь поперечного сечения стержня винта,

где d1=37 – внутренний диаметр резьбы винта, мм.

S=1074,7 мм2

где F=G/r=m×g/r – осевая сила, действующая на резьбу винта и гайки;

r=2 – число резьбовых соединений винт-гайка в подъемнике;

G=m×g – нагрузка, действующая на подъемник;

m=3600 – масса автомобиля, кг;

g – ускорение свободного падения;

F=18000 Н.

[σсм]=280 Н/мм2 – допускаемое напряжение при смятии,

где σв – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке (материал – сталь 45Х);

n=1,5 – коэффициент запаса.

F/[σв]=64,3. Условие прочности на растяжение выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Расчет ременной передачи

Определение основных геометрических размеров клиноременной передачи:

 

Момент вращения ведущего шкива

Проектировочный расчет выполняется для заданного поперечного сечения ремня.  По таблице 1 выбираем параметры сечения.

Таблица 1

Сечение ремня	Ширина ремня b0, мм	Высота поперечного сечения h, мм	Предельная длина l0, мм	Площадь поперечного сечения ремня А, мм2	Погонная плотность, ρl, кг/м3
Z(O)	8.5	6	400-2500	47	0,18

    Значение диаметра ведущего шкива определяем из таблицы 2.

 

Таблица 2

Обозначение сечения ремня	Расчетный передаваемый момент Т1, Н·м	Диаметр ведущего шкива d1, мм
Z(O)	<30	63

    Определяем диаметр ведомого шкива d2:

    Полученное значение диаметра округляем до ближайшего большего из нормального ряда.

    Определяем уточненное значение передаточного числа:

    Расчетная длина ремня по заданному межосевому расстоянию:

    Окончательное значение длины ремня получаем, обратившись к нормальному ряду (округляя до ближайшего большего).

    Далее уточняем величину межосевого расстояния:

    Для того чтобы принять окончательное решение по выбору величины межосевого расстояния, необходимо проверить выполнение следующего условия:

amin ≤ а≤аmax,где граничные значения amin и  аmax равны:

 

    Пусть а=260мм.

Условие выполняется.

    Считая межосевое расстояние известным, рассчитываем номинальный угол обхвата малого шкива:

 

Расчет нагрузочной способности ременной передачи:

 

    Скорость перемещения ремня:

    Поправочный коэффициент Ku, который учитывает разные по величине напряжения изгиба на большом и малом шкивах, рассчитываем с помощью формулы:

    Приведенный диаметр шкива

    Число пробегов ремня в секунду:

    Полезное натяжение эталонного ремня:

    Поправочный коэффициент на угол обхвата ремня на малом шкиве:

.

    Поправочный коэффициент учета фактической длины ремня по отношению к эталонной:

 

    Допускаемая мощность, передаваемая одним ремнем для заданных условий эксплуатации в предположении равномерной нагруженности ремней:

    Коэффициент  динамичности нагрузки передачи Cd определяем по таблице 3.

 

Таблица 3

Режим работы	Значение коэффициента Cd
Легкий	1,1

    Необходимое количество ремней передачи:

    Поскольку количество ремней может быть только целым числом, округляем z.

    На практике ремни испытывают неодинаковую нагрузку. Это учитывается коэффициентом неравномерности нагрузки по потокам:

    Мощность, передаваемая одним ремнем с учетом неравномерности нагрузки по ремням:

    Уточняем количество ремней:

z=

 

 

 

Расчет силовых параметров передачи:

 

    Полезное окружное усилие, передаваемое ременной передачей:

    Натяжение ведущей ветви ремня (вспомогательный коэффициент q=5):

    Натяжение ведомой ветви ремня:

 

 

    Напряжение ремня, возникающее при действии центробежной нагрузки:

    Дополнительное натяжение от центробежной нагрузки:

    Сила предварительного натяжения:

    Напряжение в ремне от предварительного натяжения:

    Сила, действующая на вал со стороны шкива:

 

 

 

11. Выводы и заключения.

   В ходе выполненной работы были выявлены преимущества и недостатки по сравнению с другими видами конструкций подъемников. И можно сделать вывод о целесообразности применения электромеханического двухстоечного подъемника в техническом обслуживании и ремонте подвижного состава.

 

Был выполнен расчет на прочность этой конструкции, был произведен расчет резьбового соединения подъемного механизма на  прочность, расчет ременной передачи. Расчеты показали, что размеры и материал для проектируемого подъемника были выбраны верно.