Электромеханический многостоечный подъемник

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электромеханический многостоечный подъемник

1. Постановка цели и задач совершенствования технологического оборудования

Технологическое оборудование и специализированный инструмент, предназначенные для ТО и ремонта автомобилей, являются основой механизации [4].

Нормативный перечень оборудования приведен в «Табеле технологического оборудования и специализированного инструмента для АТП Минавтотранса РФ» и содержит более 300 наименований.

В зависимости от назначения оно подразделяется на 4 группы:

1) подъемно-осмотровое включает оборудование и устройства, обеспечивающие при ТО и ТР удобный доступ к агрегатам и узлам, расположенным снизу и сбоку автомобиля (осмотровые канавы, эстакады, подъемники, опрокидыватели и гаражные домкраты);

2) подъемно-транспортное включает оборудование для подъема и перемещения элементов автомобиля (передвижные краны, электротельферы, кран-балки, грузовые тележки и конвейеры);

3) специализированное оборудование предназначено для выполнения технологических операций ТО: уборочно-моечных, крепежных, смазочных, диагностических, регулировочных и заправочных.

4) специализированное оборудование (разборочно-сборочное, слесарно-механическое, кузнечное, сварочное, медницкое, кузовное, шиномонтажное и вулканизационное, электротехническое, для ремонта систем питания) используется для выполнения технологических операций ТР.

Из общей номенклатуры 18% оборудования имеет общетехническое назначение и применяется в различных отраслях народного хозяйства (металлорежущие станки, сварочное, кузнечно-прессовое, крановое, литейное, электротехническое и другое оборудование).

На долю специализированного оборудования, предназначенного только для ТО и ремонта подвижного состава (моечное, диагностическое и др.), приходится 69%. Доля оборудования для оснастки постов и рабочих мест АТП (шкафы, стеллажи, верстаки, тележки и др.) составляет 13%.

Необходимость расширения номенклатуры оборудования определяется усложнением конструкции автомобилей и вводом в эксплуатацию новой импортной техники.

До настоящего времени фактическая оснащенность АТП технологическим оборудованием (по стоимости) не превышала 30% от нормативов, в том числе:

- уборочно-моечным - 27%;

- шиномонтажным и шиноремонтным - 25%;

- смазочно-заправочным - 20%;

- диагностическим и подъемно-транспортным - по 17%;

- разборочно-сборочным - 7%.

Первоочередность приобретения и изготовления оборудования силами АТП определяется следующими факторами:

1) большой трудоемкостью выполнения технологических операций без применения средств механизации;

2) высокой частотой повторяемости данных операций;

3) влиянием технологической операции на эффективность и безопасность работы автомобиля;

4) степенью обеспеченности АТП данным оборудованием;

5) возможностью более безопасного выполнения технологической операции исполнителями.

Необходимость в проектировании и изготовлении конкретных видов оборудования определяется условиями технической эксплуатации автомобилей в конкретном АТП.

Конструкция различных видов технологического оборудования для ТО и ТР автомобилей отличается большим разнообразием. В конструкциях используются практически все известные технические системы - механические, электрические, электронные, гидравлические, пневматические.

Подъемно-осмотровое оборудование предназначено для подъема автомобиля на требуемую высоту для удобства выполнения работ. По типу механизма подъема подъемники делят на электромеханические и гидравлические.

В последнее время широко стали применяться посты, оборудованные подъемниками - передвижными или стационарными. По сравнению с постами на осмотровых канавах посты, оборудованные подъемниками, обладают рядом преимуществ:

- ниже стоимость;

- автомобиль можно поднять на любую (удобную) высоту, в зависимости от роста рабочего и вида производимых работ;

- лучше доступ к узлам и агрегатам, легче механизировать их монтаж-демонтаж;

- при работе на подъемниках лучше естественная вентиляция и освещение, легче механизировать уборку помещений;

- лучше контролируемость рабочих и общей ситуации на постах, кроме того, подъемник легко переставить на новое место при реконструкции и т.д.

К подъемно-транспортному оборудованию относят кран-балки, тали, конвейеры и др. Кран-балки и тали используют для перемещения и подъема агрегатов и других грузов при техническом обслуживании и ремонте автомобилей. Кран-балки имеют грузоподъемность 1-32 т, тали - 0,2-1,0 т.

2. Анализ функциональных и технологических требований к технологическому оборудованию аналогов

Подъёмные устройства служат для подъёма и удержания автомобиля и его агрегатов на требуемой высоте при ТО и ремонте ПС.

По способу установки они подразделяются на стационарные или передвижные, по месту установки - на напольные или канавные.

Стационарные подъёмники применяются чаще передвижных, т. к. обеспечивают большую устойчивость поднятого груза, безопасное и удобное выполнение работ.

Передвижные подъёмники предназначены для легковых автомобилей и, как правило, бывают одностоечными (в России не выпускаются), реже - двухстоечными.

Канавные подъёмники также подразделяются на стационарные, закреплённые основанием в стенках осмотровой канавы, и передвижные, перемещающиеся по специально проложенным вдоль канавы стальным ребордам.

Они предназначены для вывешивания передней оси, ведущих мостов и колёс автомобилей.

Для вывешивания на постах ТО и ТР легковых и грузовых автомобилей и автобусов широкое распространение получили стационарные и передвижные подъемники различной грузоподъемности.

ПП-6

Подъемник предназначен для подъема за колеса автомобилей с диаметром колесного диска 12» - 22» и общей массой до 6Т. Многоуровневая система безопасности.



Рис. 1 Передвижной подъемник ПП-6

Технические характеристики передвижных подъемников

Платформенный подъемник П-178Д-03.

Электромеханический платформенный подъемник. Одноприводной, цепная передача. Малоизнашиваемые, полиамидные несущие гайки. Автоматическая смазка ходовых винтов, приспособлен для совместной работы со стендом регулировки углов установки колес. Опция - траверса грузоподъемностью 2 т.



Рис. 2 Платформенный подъемник П - 178Д-03

Техническая характеристика платформенных подъемников

Опрокидыватели предназначены для бокового наклона автомобиля под углом до 50°, чем и обеспечивается удобный доступ к днищу. Опрокидывание производят в сторону, противоположную расположению горловины топливного бака. Перед опрокидыванием снимают аккумулятор.

Рис. 3 Hydrolift 4000 - подъемник 4 т универсальный, США

Новый универсальный гидравлический подъемник 4 т с верхней синхронизацией - чистый пол

Колонны подъемника с перестановкой - высота подъемника может регулироваться в стандарте - от 3569 до 3823 мм

Фиксаторы лап, автоматическая разблокировка при опускании, оригинальная каретка ROTARY.

Рис. 4 Телескопические лапы подъемника

Лапы подъемника телескопические: передняя 3-секционная, задняя 2-секционная: обеспечивают нормальную работу с короткими и длинными базами автомобилей

Длинные лапы в раздвинутом состоянии обеспечивают хорошие возможности для работы.

Технические характеристики подъемника Hydrolift 4000:

- Максимальная высота подъема 1851 мм

- Максимальная высота подъема (с адаптерами) 2105 мм

- Высота (регулируемая при установке) 3569 - 3823 мм

- Габаритная ширина подъемника 3372 мм

- Проезд мин. 2457 мм

- База между колоннами 2826 мм

- Габаритная ширина по колоннам 3162 мм

- Клиренс 102 мм

Длина лап:

- короткая 3-ступенчатая 679 - 1207 мм

- длинная 2-ступенчатая 914 - 1397 мм

Гидростанция 2HP, 380 Volt

Подъемник отвечает требованиям американского стандарта ANSI

Качественная порошковая покраска Hydrolift США

По типу механизма привода подъёмные устройства могут быть электромеханическими, электрогидравлическими или электропневматическими; первые два вида получили наибольшее распространение.

По количеству стоек (для гидравлических - плунжеров) различают одно-, двух-, трёх-, четырёх-, шести- и восьмистоечные подъёмники.

Недостатком одноплунжерного подъёмника является необходимость углубления гидроцилиндра в грунт на 2…3 м и его относительно высокая стоимость. Для легковых автомобилей разработаны: одноплунжерный электрогидравлический подъёмник П-104; двухстоечный электромеханический подъёмник П-133; одноплунжерный канавный гидравлический подъёмник П-227 и другие.

Для грузовых автомобилей используются: двухплунжерные электрогидравлические подъёмники моделей П-111 и 480 грузоподъёмностью соответственно 5 и 8 т; двухстоечный электромеханический подъёмник канавного типа модели 468 грузоподъёмностью 5 т и т.д.

Для автобусов предназначены подъёмники моделей 480 и П-126; грузоподъёмность последнего равна 16 т.

3. Конструкция прототипа

Подъемник ECON III 3.0

В качестве прототипа выбран двухстоечный электромеханический подъемник ECONLIFT. Подъёмники серии ECON предназначены для подъёма транспортных средств общим весом 3т. Максимальная допустимая нагрузка на подъёмник не должна быть превышена.

Необходимость модернизации подъемника обусловлена тем, что СТО принят заказ на обслуживание внедорожников, спецавтомобилей с максимальной массой до 4 т. В связи с тем, что количество автомобилей весом 4 т составляет незначительный процент от общего числа обслуживаемых автомобилей, принято решение о модернизации имеющегося подъемника путем усиления несущих элементов конструкции.

Рис. 5 Подъемник ECON III 3.0

Артикул: ECON III 3.0.

- постоянный самоконтроль за всеми функциями безопасности;

- малое время подъема / опускания;

- универсальные опорные рычаги с большим пределом раздвижения;

- угол поворота короткого опорного рычага 180°.

Характеристика	Значение
Грузоподъёмность	3000 кг
Питание	380В/3ф/50Гц
Габариты подъемника:
Высота	4490 мм
Ширина	3100 мм
Расстояние между стойками	3023 мм
Мощность	2 х 2,4 кВт
Время подъёма	40 сек
Время опускания	40 сек
Высота подъёма	1990 мм
Ход каретки	1880 мм
Пределы регулировки опор HT	85-110 мм

4. Выбор и описание предполагаемой модернизации конструкции технологического оборудования

В связи с необходимостью повышения грузоподъемности необходимо выполнить проектные расчеты на прочность механизма подъема, а также, при необходимости, провести корректировку в выборе электродвигателя.

5. Расчет винтовой пары подъемника

Целью данного расчета является определение диаметра винта, определение крутящего момента, прилагаемого к винту, расчет параметров гайки, упора и определение КПД подъемника.

Для данного расчетного случая осевая сила приложена к гайке, винт вращается в подшипниковой опоре. Определим силу Р, необходимую для равномерного подъема гайки.

Условно считаем силу Р действующей по касательной к средней окружности резьбы соединения.



Рис. 6 Винтовой электромеханический подъемник: 1 - стойка; 2 - поперечина; 3 - винт; 4 - гайка; 5 - подхват; 6 - электродвигатель; 7 - редуктор; 9 - анкерный болт

Для винтов с непрямоугольной резьбой сила Р определяется по формуле:

Р=Q•tg (л+с')

где Р - сила, вращающая гайку, окружное усилие, Н;

Q - осевая нагрузка винтовой пары, Н;

л - угол подъема винтовой линии, градус;

с - угол трения в резьбе; tgс=f

f - коэффициент трения в винтовой паре; f=0,15.

с' - приведенный угол трения, определяемый их соотношения

tgс'=f/cos (б/2)

где б - угол профиля резьбы, градус;

б =55° для винтов с дюймовой резьбой; б =60° для винтов с метрической резьбой; б =30° для винтов с трапецеидальной резьбой и т.д.

Принимаем упорную резьбу Уп 60х3 ГОСТ 10177-82 (б=30°, б₁=3° для обеспечения самоторможения винтовой пары).

Нагрузка на один винт подъемника определяется по формуле:

Q=G_a·K_p /n

где n - число стоек;

G_a - вес автомобиля, Н; G_a =m_a ·g=4000·9,8=39200 Н.

K_p - коэффициент неравномерности распределения силы веса по стойкам. K_p =1,1…1,3. для двухстоечных подъемников принимается K_p=1,1.

Q=39200·1,2 /2=23520 Н

Рис. 7 Схема действия сил на опорные ролики

Длина плеча подъема определяется по формуле:

CD=(1/4)·В+L,

где В-ширина автомобиля, м; В =2,2 м;

L - запас по ширине на сторону; L =0,25…0,4; для легковых автомобилей принимается L =0,25 м.

CD=(1/4)·2,2+0,25=0,8 м.

Диаметр роликов d берется в пределах 0,05…0,07 м.

Если задаться расстоянием АК, то длина роликов определяется:

АК=(0,3…0,5)·CD; АК=(0,3…0,5)·0,8=(0,24…0,4) м.

СК=(0,5…0,7)·АК; СК=(0,5…0,7)·(0,24…0,4)=(0,12…0,28) м.

Силы, действующие на ролик, определяют из системы уравнений:

Контактирующие поверхности ролика и направляющей поверхности подвергают термообработке и рассчитывают по контактным напряжениям:

,

где Е_пр. - приведенный модуль упругости;

с_пр. - приведенный радиус кривизны, м;

q - приведенная нагрузка, Н/м.

При изготовлении ролика и направляющих из одинакового материала:

Е_пр. = Е₁ =Е₂.

,

где r₁ - радиус ролика, м; r₁ =d/2;

r₂ - радиус направляющей, м.

При прямолинейной направляющей r₂ =?, тогда

.

Подставляя в формулу полученные результаты, получаем выражение для распределенной нагрузки:

где S - коэффициент запаса; S =1,2…1,3;

[у_к] - допускаемые контактные напряжения, Мпа;

[у_к] = 2,8·у_Т - при объемной закалке;

[у_к] = 50·HRC, МПа - при закалке ТВЧ;

[у_к] = 40·HRC, МПа _Т - при цементации и азотировании поверхностей;

HRC - твердость поверхностей по Роквеллу.

Для качественных конструкционный сталей

у_Т = 650 Мпа; HRC=45…50 ед. после термообработки.

Длина ролика определяется по формуле:

Ролики в процессе качения по направляющим создают дополнительное усилие на винте, определяемой по формуле:

Q_д =R_k·f·z,

где f=0,1 - коэффициент трения качения;

z - число роликов в стойке.

Q_д =R_k·f·z= 62720·0,1·2= 12544 Н.

Уточненное усилие на винте:

Q_y =Q + Q_д

Q_y =23520 + 12544 = 36064 Н

Дальнейший расчет винта производится для уточненного усилия на винте аналогично расчету винта домкрата.

Р=Q_у•tg (л+с')

Q_у=36064 Н

tgс'=0,15/cos (30°/2)=0,1553

с'=8,83°

л=arctg (p/ d₂)=arctg (5/86,25)=0,0579 рад=3,32°

Р=36064•tg (3,32°+8,83°)=7764,4 Н

Определяем напряжения кручения от окружной силы:

ф_кр=М_кр/W_p ?[ф]_кр=450МПа (сталь 30ХГСА)

где М_кр - крутящий момент от действия окружной силы, Н•мм;

W_p - полярный момент инерции нагруженного сечения, мм³.

W_p=(р?d₁³)/16

Для принятого размера упорной резьбы Уп 60х3 ГОСТ 10177-82 внутренний диаметр резьбы d₁=54,794 мм;

средний диаметр резьбы d₂=57,75 мм;

шаг резьбы р=3 мм.

W_p=(р?d₁³)/16==(р?54,794)/16=32301,96 мм³

М_кр=Р•d₂

М_кр=7764,4 •57,75=448392,7 Н•мм

ф_кр=448392,7 /32301,96 =13,9 МПа <[ф]_кр

Выполним расчет резьбы на срез при предположении, что осевая сила равномерно передается через все витки винтовой пары.

Условие прочности резьбы на срез записывается тогда:

ф_ср=Q_у/s•k_п?S?р?d₁

где k_п - коэффициент полноты резьбы; для трапецеидальной и упорной резьбы k_п=0,65;

z - число витков резьбы гайки; z=15 принято конструктивно.

ф_ср=Q/z•k_п?S?р?d₁=36064 /15•0,65•3 р?54,794=7,16 МПа

По результатам расчета делаем вывод о том, что для принятых конструктивных размеров прочность винта на кручение и прочность резьбы винта на срез достаточны.

Длина винта принимается равной высоте подъема автомобиля. Винт выполняется висячим с опорой в верхней его части, поэтому на устойчивость не рассчитывается.

Рис. 8 Расчет крутящего момента, прилагаемого к винту на упорном подшипнике

Крутящий момент, прилагаемый к винту на упорном подшипнике, определяется по формуле:

где f - коэффициент трения качения; f = 0,01;

d_п. - диаметр дорожки тел качения упорного подшипника. Подшипник 8214 ГОСТ 7872-89. D=105 мм; d = 70 мм; d_п. =88 мм. Грузоподъемность: C₀ = 158 кН

Так как частота вращения вала невелика, подбор подшипника ведется по статической грузоподъемности: C₀ ?Q_y/

Для подшипника 8214 ГОСТ 7872-89 условие выполняется, подшипник пригоден.

6. Расчет электропривода

Расчетная схема электропривода - электропривод с поступательным движением рабочего органа.

Скорость вращения винта принимается

V=1,5…2 м/мин.

Частота вращения винта определяется по формуле:

,

где S - шаг резьбы винта. S =3 мм.

,

Мощность электродвигателя (кВт) одной стойки определяется по формуле:

где з_м - КПД механической передачи; Для редуктора з_м = 0,9.

Принимаем:

- электродвигатель АИР 160М4 ТУ 16-525.564-84 на каждую стойку; мощность электродвигателя N _эл. =18,5 кВт; n_эл. =1455 мин.^-1.

7. Разработка технологической карты технического обслуживания оборудования

В процессе эксплуатации оборудование, так же как и автомобиль, изнашивается, деформируется, подвергается коррозии и воздействию других факторов, что в конечном итоге снижает показатели его надёжности и долговечности.

Для поддержания работоспособности технологического оборудования разработана система технического обслуживания и ремонта, которая носит планово - предупредительный характер.

При ремонте гаражного оборудования в зависимости от его сложности и назначения применяются следующие виды технических воздействий, имеющих определённые для каждого вида оборудования перечни операций:

1) ежедневное обслуживание ЕО;

2) периодическое техническое обслуживание ТО;

3) сезонное обслуживание СО;

4) текущий ремонт ТР;

5) средний ремонт для некоторых моделей оборудования СР;

6) капитальный ремонт КР.

Перечень, периодичность и трудоемкость операций ТО и ремонта устанавливаются Положением и Руководствами по ТО и Р технологического оборудования на АТП и СТО с учетом рекомендаций автозаводов.

График технического обслуживания подъемника приведен в таблице 1.

Таблица 1 График технического обслуживания подъемника

Интервал	Обслуживание, которое необходимо сделать
1 неделя	Опорные рычаги	Проверить износ резиновых подушек; Проверить блокировку рычагов.
6 месяцев	Точки смазки	Проверить и смазать при необходимости: - ходовую гайку; - направляющие; - удлинители рычагов; - резьбы опор.
	Гайки анкеров	Проверить затяжку всех гаек и при необходимости - подтянуть
12 месяцев	Ходовая гайка	Проверить износ обеиз гаек. При износе гаек заменить гайки по прилагаемому техпроцессу.
	Приводы	Проверить валы подъемника при помощи квалифицированного обслуживающего персонала, аттестованного на обслуживание подъемников.

Поиск неисправностей и меры по их устранению приведены в таблице 2.

Таблица 2. Поиск неисправностей подъемника

Неисправность	Причина	Меры по устранению неисправностей
Шумы, вибрации	Недостаточная смазка	Проверить точки смазки. Смазать при необходимости.
	Не достигнута рабочая температура	Прогнать подъемник несколько раз до достижения рабочей температуры
Звуковой сигнал сразу по включении подъемника	Неосторожно нажатая кнопка	Отпустить кнопку
	Короткое замыкание	Вызвать сервисную службу
Подъемник остановился при работе, при нажатой кнопке мигает зеленый светодиод	Падение напряжения питания	При повторе включения проверьте линию питания
Подъемник остановился при спуске. Мигает желтый светодиод	Подъемник встретил препятствие или коснулся пола	Поднять подъемник до выключения желтого светодиода
Подъемник остановился при подъеме. Мигает желтый светодиод	Подъемник перегружен.	Отпустить кнопку, нажать снова. Снизить нагрузку.
	Вялое действие. Возможные причины: - долго стоял под грузом; - недостаточное смазывание и т.д.	Отпустить кнопку, нажать снова. Проверить точки смазки. При необходимости вызвать сервисную службу.
Мигает желтый светодиод	Разница в уровнях кареток слишком большая	Вызвать представителей MAXA
Горит красный светодиод. Мигает желтый светодиод	Повреждена опорная гайка.	Вызвать представителей MAXA
	«Пляшет» блокировка рычагов; Ходовой винт выскочил из опорного подшипника; Нет импульсов
Мигает красный светодиод	Ошибка датчика.	Вызвать представителей MAXA
Постоянно горят все три светодиода	Произошла ошибка	Выключить главный выключатель и включить его снова приблизительно через 5 секунд. При повторе неисправности вызвать сервисную службу.

Технологическая карта технического обслуживания подъемника приведена в приложении.

многостоечный оборудование электромеханический подъемник

Список литературы

1. Вишневедский Ю.Т. «Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автомобилей», Учебник. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К?», 2003.

2. Закон РФ «Об охране окружающей среды» №7-ФЗот 20.12.2001.

3. Сарбаев В.И., Селиванов С.С, Коноплев В.Н, Демин Ю.Н. «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Механизация и экологическая безопасность производственных процессов», Ростов-на-Дону, «Феникс», 2004-448 с.

4. Костенко В.И., Екшикеев Т.К «Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования», СПб.: СЗТУ, 2010

Размещено на Allbest.ru

...