Проектирование автомобильного подъемника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА

Контрольная работа

по дисциплине: "Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования"

Содержание

Введение

1. Техническое задание

1.1 Конструкция и принцип действия подъемника

2. Расчет определения центра масс и реакций на колесах на примере автомобиля ИЖ 2715

3. Расчет конструкции подъемника

3.1 Расчет нагрузки при неравномерном заезде автомобиля на подъемник

3.2 Расчет нагрузки на платформы подъемника

3.3 Расчет силовой винтовой передачи

3.3.1 Средний диаметр винта и гайки

3.3.2 Проверка винта на прочность с учетом совместного действия деформации сжатия и кручения

3.4 Проверка на прочность продольной балки

3.5 Проверка на прочность поперечной балки

4. Расчет электропривода

5. Эксплуатация, техническое обслуживание и правила техники безопасности

Список литературы

Введение

Среди оборудования для автосервиса автомобильный подъемник является объектом первой необходимости. Без него невозможно или затруднительно производить работы, связанные с вывешиванием колес, диагностикой и ремонтом трансмиссии, выхлопной системы автомобиля.

Для некоторых автомобилей подъемник может понадобиться даже при работе с двигателем и электропроводкой из-за особенностей компоновки подкапотного пространства, требующей доступа снизу. Конечно такие задачи могут решаться на осмотровой яме. Однако удобство подъемника, позволяющего поднять машину на необходимую для работы высоту, а также невозможность оборудования смотровой ямы в большинстве помещений привели к тому, что в большинстве автосервисов используются именно подъемники.

подъемник автомобиль колесо электропривод

1. Техническое задание

Разработать колейный электромеханический мост, предназначенный для выполнения работ по поднятию легковых автомобилей массой до 2 тонн, для городской СТО.

Таблица 1. Технические характеристики разрабатываемого подъемника

Грузоподъемность	2000 кг
Система безопасности	Автоматические механическая и электрическая
Мощность электромотора	2,2 Квт
Время подъема/опускания	30/40 сек
Электропитание	380В
Максимальная высота подъема	1750 мм
Ширина платформ	560 мм
Габаритные ширина/длина	2920/4300 мм

Рисунок 1. Модель APAC 1522

Описание:

- Надежная конструкция

- Регулируемая ширина колеи

- Автоматическая смазка шпинделя и гаек

- Износостойкие опорные гайки

- Простота и легкость в эксплуатации

- Электронная система безопасности на однокристальном микропроцессоре

1.1 Конструкция и принцип действия подъемника

Автомобильный подъемник для сервисного обслуживания состоит из следующих основных систем:

- несущей системы

- приводной системы

- электрической системы управления приводом

В состав несущей системы входят: колонны со встроенными несущими болтами, поперечные балки и продольные заездные балки. Продольная балка жестко прикреплена к поперечным балкам и в ней пропущена приводная цепь.

Правая продольная балка является передвижной, что позволяет изменять расстояние между заездными балками, что делает его универсальным.

Механизм силовой передачи состоит из четырех электродвигателей- передает момент 4 гайкам главных несущих болтов. Электрическая система управления приводом состоит из кнопок управления движениями: "вверх", "стоп", "вниз", двух контакторов и концевых выключателей. Концевые выключатели служат для автоматического задерживания подъемника в крайних положениях.

Конструкция и компоновка элементов подъемника в части требований к безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2 820-88 "Требования к транспортировке, хранению и консервации".

Конструкция подъемника должна предусматривать возможность транспортировки автомобильным, железнодорожным, водным и воздушным транспортом.

Гаражный срок хранения-12 месяцев.

Консервация при хранении должна производится в соответствии с ГОСТ 9.014-78.

2. Расчет определения центра масс и реакций на колесах на примере автомобиля ИЖ 2715

Расчетная схема для определения координат центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части автомобиля представлена на рисунке 1, где указаны силы, действующие на автомобиль и расстояния до этих сил в системе координат.

Таблица 2

Элемент	mi	Xi	Yi
Кузов	510	1,55	0,68
Мост передний	110	0	0,36
Мост задний	84	Б	0,36
Запасное колесо	15	1,72	0,59
Агрегат	173	0,269	0,579
Водитель	75	1,23	0,6
Пассажир	75	1,23	0,6
Бензобак	58	2,84	0,44
База, м	2,4

1. Определим координаты центра масс системы по соотношениям:

,

I - порядковый номер элемента, указанный в таблице

Таблица 3

Mi*Xi	Mi*Yi
790,5	346,8
0	39,6
201,6	30,24
25,8	8,85
46,5	100,167
92,25	45
92,25	45
164,7	25,52

Рис. 2. Расчетная схема для определения координат центра масс

2. Вычисляем нормальные нагрузки, действующие на автомобиль, из уравнения моментов действующих сил относительно оси передних колес.

, , ,

,

3. Расчет конструкции подъемника

3.1 Расчет нагрузок при неравномерном заезде автомобиля на подъемник

При неравномерном заезде автомобиля на подъемник, нагрузка на опоры не будет распределяться равномерно. Логично предположить, что возможны 4 варианта неравномерного заезда автомобиля на подъемник:

1. переезд и поперечное смещение влево

2. переезд и поперечное смещение вправо

3. не доезд и поперечное смещение влево

4. не доезд и поперечное смещение вправо

Определим максимально допустимые значения смещения автомобиля при неравномерной установке автомобиля на подъемник.

Для расчета необходим только 1 вариант неравномерного положения автомобиля, т.к. расчеты будут аналогичны из-за симметричности платформ подъемника.

Рисунок 3

Схема сил при неравномерном заезде автомобиля

 H

H где:

G - вес автомобиля с учетом динамических напряжений

х - колея автомобиля

Д - допустимое смещение автомобиля от продольной оси подъемника, дальнейший расчет будем проводить с учетом несимметричной постановки автомобиля на подъемник.

3.2 Расчет нагрузок на платформу подъемника

Определим реакции в опорах платформы:

Расчетная схема приведена на рисунке

Рисунок 4

Из уравнения моментов относительно точки А находим реакцию Rb.

для максимального нагружения:

3.3 Расчет силовой винтовой передачи

Винтовой парой называется подвижное соединение двух деталей, называемых соответственно винтом и гайкой, эти детали соприкасаются друг с другом по винтовым поверхностям, имеющимся на винте и отверстии гайки.

Трапецеидальная резьба в профиле- равнобокая трапеция с углом профиля 30° (ГОСТ 9484-60), применяется для силовых винтов, передающих движение в обе стороны. Упорная резьба (ГОСТ 10177-62) предназначена для винтов с большим односторонним усилием. Для грузовых винтов применяется также прямоугольная резьба.

3.3.1 Средний диаметр винта и гайки

где Q - вес приходящийся на каждую стойку

К1 - отношение веса гайки к среднему диаметру резьбы, принимаем 1,6

К2 - коэффициент зависящий от вида резьбы, для трапецеидальной резьбы 0,5

[q] - допускаемое давление для резьбы, [q]= 10 МПа.

С учетом запаса прочности, необходимого для ходового винта подъемника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром 51 мм и шагом 3 мм.

Материал винтовой коры для винта Сталь-45, для гайки Бр ОЦС-6-6-3.

Проверяем условие самоторможения винта L<p

L= arctg(p/(р*dср))

где p - шаг резьбы 3 мм

L=arctg(3/(3,14*51))=1,07°

т.к. 1,07°<4° то условие самоторможения выполняется

Коэффициент полезного действия винтовой пары

Ю=tg L/tg (L+p)

Ю=tg 1,07/tg (1,07+4)=0,21

3.3.2 Проверку винта на прочность с учетом совместного действия деформации сжатия и кручения

Условие прочности:

H

т=Мкр/Wp

Мп=0,25*d2*Q*f0

где f0 - коэффициент трения в подшипниках 0,01

Мп=0,25*0,051*10152,3*0,01=1,3 Нм

Мкр=0,5*10152,3*0,051*0,051*tg(1,07+4)+1,3=2,47 Нм

где Н1 - высота профиля 5 мм

ас - зазор по вершине резьбы 0,25

мм

т=2,47/20*=0,124 МПа

условие прочности выполняется.

3.4 Проверка на прочность продольной балки

Продольная балка испытывает деформацию изгиба. Выполним ее проверку на прочность проводим по условию

Величину реакции R1 найдем из системы двух уравнений

R1+R2=Qдинамич

Qдинамич - максимальная нагрузка приходящаяся на одну из осей

L1=0,3 для несимметричной установки автомобиля

L2=4,3-(0,3+2,4)=1,6 м

R1=15912*0,3/(0,3+1,6)=2512,4 Н

М1изг=2512,4*0,3=753,72 Н

М2изг=2512,4*1,6=4019,84 Н

Ммакс.изг - 4019,84 Н

Таблица 4

Выбираем двутавр исходя из необходимого запаса прочности №10 Wx=39,7*

Следовательно условие прочности выполняется.

3.5 Проверка на прочность поперечной балки

Поперечная балка испытывает деформацию изгиба. Выполним ее проверку на прочность проводим по условию

Величину реакции R1 найдем из системы двух уравнений

R1+R2=Q динамич

Qдинамич - максимальная нагрузка приходящаяся на одну из осей

L1=0,472 для несимметричной установки автомобиля

R1=15912*0,472/(0,472+0,178)=11554,6 Н

Ммакс.изг- 11554,6*0,472=5453,8 Нм

Выбираем двутавр исходя из необходимого запаса прочности №10 Wx=39,7*

Следовательно, условие прочности выполняется.

4. Расчет электропривода

На каждой из опор подъемника расположен электродвигатель, всего их 4 шт.

Принимаем скорость подъема U=3,5 м/мин

Частота вращения винта

n=U/p

n=3,5/0,003=1167 об. мин

принимаем n=1200

Передаточное число от электродвигателя к винту

i=nдв/n

i=1500/1200=1,25

требуемая мощность двигателя

Nдв=Nм/Юобщ

где Nм - требуемая мощность для подъема груза

Юобщ - общий КПД привода

Nм= V*Fa

где V - скорость подъема груза 0,058 м/с

Fa - вес автомобиля приходящийся на каждую из опор, 10152,3 Н

Nм=0,058*10152,3=588,8 Вт=0,6 КВт

Юобщ=Юпод.к.* Ювг*Юред

где Юпод.к. - КПД подшипников качения

Ювг - КПД самотормозящейся передачи винт-гайка

Юред - КПД редуктора

Юобщ=0,98*0,4*0,96=0,38

Nдв=588,8/0,38=1549,4 H

Принимаем электродвигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный АО-2-12-6 у которого nном=915 об/мин, Nном=0,6 КВт

Уточняем передаточное число:

i=915/1200=0,8

5. Эксплуатация, техническое обслуживание и правила техники безопасности

При пользовании подъемным устройством необходимо соблюдать следующие правила.

Работа под автомобилем, находящимся на гидравлическом подъемнике, разрешается только после опускания откидывающихся стоек или включения других предохранительных устройств. Во избежание перекоса и смещения автомобиля относительно платформы вследствие неправильного и неустойчивого положения опорных точек автомобиля необходимо контролировать положение автомобиля при подъеме.

Нахождение рабочих в автомобиле при его подъеме воспрещается. При крепежных и других операциях технического обслуживания и ремонта автомобиля на подъемнике следует избегать резких движений и раскачиваний автомобиля. При обнаружении неисправности гидравлического подъемника (неплотность перепускного клапана и крана) работа на нем должна быть прекращена.

Помимо общих требований техники безопасности, относящихся к гидравлическим подъемникам, на электромеханических дополнительно необходимо:

· применять защитное заземление подъемника и аппаратного шкафа

· затормаживать автомобиль при установке его на платформу подъемника или устанавливать упоры под колеса

Правильный уход и эксплуатация подъемника являются залогом его безотказной и безаварийной работы. Перед подъемом автомобиля следует проверить исправность работы подъемника, и в частности работоспособность электрической системы управления приводом.

Заезжая на подъемник обеспечьте симметричное расположение автомобиля относительно продольной оси подъемника. Зафиксируйте автомобиль на подъемнике так, чтобы он не смог сдвинуться с места. Осуществите подъем автомобиля на 100...200 мм нажатием соответствующей кнопки управления. Убедитесь в устойчивом положении автомобиля на подъемнике, после чего можно продолжить подъем на полную высоту. Выполните опускание автомобиля нажатием соответствующей кнопки пульта управления.

Осуществите съезд автомобиля с подъемника.

Список литературы

1. Автомобили и автомобильное хозяйство. //В.С. Козлов, Н.Новгород 2010 г.

2. Каталог технологического оборудования для АТП фирмы "Эквинет"

3. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования. //Е.В. Бондаренко, Р.С. Фаскиев 2011 г.

4. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования. //С.П. Бортников 2006 г.

Размещено на Allbest.ru

...