Разработка комплекта узлов электромеханического подъёмника четырёхстоечного

Содержание

                                                              Стр.

    Введение………………………………………………………………………….5

1. Назначение и принцип действия разрабатываемого оборудования………6    
2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода электромеханического четырёхстоечного подъёмника……………………………………………………………………8
3. Расчет наиболее нагруженных элементов на прочность………………….16
4. Эксплуатация, техническое обслуживание и правила техники безопасности…………………………………………………………………19

Заключение………………………………………………………………………21

Литература………………………………………………………………………22

 

РЕФЕРАТ

Ключевые слова: РЕМОНТНОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ, ПОДЪЁМНИК ЧЕТЫРЁХСТОЕЧНЫЙ.

Содержит описание конструкции  и принципа действия подъёмника четырёхстоечного, технические характеристики, расчет силовых механизмов и привода, а также расчет наиболее нагруженных элементов конструкции на прочность, описание по охране труда при работе на данном оборудовании, правила его эксплуатации и технического обслуживания.

 

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является получение навыков по разработке комплекта узлов электромеханического четырёхстоечного подъемника.

В курсовой работе выполнен расчет силовых механизмов (передачи винт-гайка) и привода (цепной передачи) модернизируемого узла, а также произведен расчет наиболее нагруженных элементов конструкции (ходовой гайки ) на прочность.

 

1. Назначение и принцип действия разрабатываемого оборудования.

 

1.1 Назначение подъёмника.

Рис.1 – Автомобильный  электромеханический четырёхстоечный подъёмник для сервисного обслуживания (тип-SDO2).

 

Автомобильный подъёмник для сервисного обслуживания (рис.1), является универсальным устройством, позволяющим выполнять работы, связанные с сервисным обслуживанием. С применением подъёмника можно выполнять операции по обслуживанию автомобилей, полный собственный вес которых не превышает 2500 кг. Благодаря добавочному оборудованию подъёмника автомобиль можно обслуживать на двух уровнях.

Конструктивные свойства домкрата позволяют эксплуатировать его в климатических зонах N, ТА и ТН – при условии применения соответствующих защитных покрытий и электроизоляционных материалов, что подтверждено в контрольном сертификате подъёмника.

 

1.2 Конструкция и принцип действия подъёмника.

Автомобильный подъёмник для сервисного обслуживания состоит из следующих основных систем:

- несущей системы

- приводной системы  (механизма силовой передачи)

- электрической системы  управления приводом.                                                               

В состав несущей системы  входят: колонны со встроенными несущими болтами (4 шт.), поперечные балки (2 шт.) и продольные наездные балки (2 шт.). Продольная балка жестко прикреплена к поперечным балкам и в ней пропущена приводная цепь.

Правая продольная балка  является передвижной, что позволяет  изменять расстояние между наездными балками в соответствии с передней колеей обслуживаемого автомобиля, что делает его универсальным.

  Механизм силовой передачи состоит из узла электродвигатель – коробка передач, который посредством замкнутого контура цепи передает привод четырем гайкам главных несущих болтов. Гайки, вращаясь по неподвижным несущим болтам, вызывают вертикальное движение продольных наездных балок подъёмника.

Электрическая система  управления приводом состоит из кнопок управления движениями: «вверх», «стоп», «вниз», двух контакторов и концевых выключателей «вверх» и «вниз».

Концевые выключатели  служат для автоматического задерживания (остановки) подъёмника в крайних положениях.

Таблица 1.1 – Технические данные прототипа.

Электродвигатель типа SZJKe	1 шт.
Мощность электродвигателя	3 кВт
Номинальная скорость вращения	1430 мин-1
Напряжение питания	220/380 В, 50 Гц
Максимальная грузоподъемность	2000 кг
Высота подъема	1500 мм
скорость подъема	2 м/мин
расстояние между колоннами	2500x3860 мм
расстояние между осями  наездных балок: - максимальное - минимальное	1400 мм 1300 мм
длина	5000 мм
ширина	2800 мм
высота	1650 мм
Собственный вес	700 кг

 

Таблица 1.2 – Оборудование для прототипа.

Нормальное:
фундаментные болты  и гайки	12шт.
клинья выпирания для  вертикальной установки	12шт.
специальный ключ для  натяжения цепи, шестигранный 24	1шт.
односторонний гаечный ключ RWPA-41	1шт.
односторонний ключ для  круглых гаек RWPe-55-62	1шт.
стяжка цепи	1шт.
рукоятка ручного приводе	1шт.
маховичок диаметром 12	2шт.
Специальное:
помост для обслуживания	1шт.
регулируемые подставки	1шт.

                                                                                      

Таблица 1.3 – Исходные данные.

Грузоподъемность	2500 кг
Высота подъема	1500 мм
Скорость подъема	2 м/мин

2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода электромеханического четырёхстоечного подъёмника.

 

Расчет электромеханического четырёхстоечного подъёмника будет производится по методике изложенной в [1].

На рисунке 2.1 представлена кинематическая схема рассчитываемого подъемника.

 

Рисунок 2.1 – Кинематическая схема(1-электродвигатель; 2,3-опоры болта; 4-цепная передача; 5-гайка; 6-подъемная часть; 7-болт; 8-поднимаемый автомобиль).

Рисунок 2.2 – Схема передачи движения на ходовые гайки (1-электродвигатель; 2-ходовая гайка; 3-цепь.)

 

Вес поднимаемого груза определяется по формуле:

                               ;                                                     (2.1)

где - это масса поднимаемого груза , кг.

Масса поднимаемого груза равна 2500 кг, тогда вес будет равен:

.

 

Максимальное значение расчетной силы определяется по формуле:

                                 ;                                                   (2.2)

где - коэффициент перегрузки, для механизмов равен 1,1.

.

 

Нагрузка на ходовую  гайку:

                                    ;                                                          (2.3)

где – число гаек, .

.

Перед нахождением диаметра резьбы предварительно выберем профиль резьбы. В нашем случае резьба будет трапецеидальная однозаходная. Кроме этого, когда заранее неизвестны высота гайки  и высота профиля резьбы , вводят соответствующие коэффициенты и . Тогда средний диаметр резьбы будет равен:

                            ;                                    (2.4)

где , так как гайка цельная;

       , так как резьба трапецеидальная;

     - допустимое давление в резьбе, =4…6 МПа (сталь по серому чугуну).

.

Значение среднего диаметра принимаем после расчета винта на устойчивость, проведенного в разделе 3. По среднему диаметру определяем все остальные параметры резьбы (см. рис. 2.2):

Окончательное обозначение  трапецеидальной однозаходной резьбы –

Tr 28x3 – 7H/7e, где 28  – наружный диаметр трапецеидальной резьбы, мм; 3 – шаг, мм; посадка 7Н/7е болтового соединения с зазором, 7 класс точности резьбы.

Рисунок 2.3 – Номинальные профили резьбы болта и гайки трапецеидальной однозаходной резьбы (d – наружный диаметр наружной резьбы (болта); d₂ – средний диаметр наружной резьбы; d₃  - внутренний диаметр наружной резьбы; D₁ – внутренний диаметр внутренней резьбы (гайки); D₂ – средний диаметр внутренней резьбы; D₄ – наружный диаметр внутренней резьбы).

 

КПД передачи болт-гайка определяется в зависимости от назначения передачи. В нашем случае вращательное движение преобразовывается в поступательное:

                                   ;                                                       (2.5)

где - коэффициент учитывающий потери мощности на трение в опорах,       =0,8…0,95; принимаем =0,9;

       - угол подъема винтовой линии по среднему диаметру резьбы, градус;

       - приведенный угол трения, градус.

Приведенный угол трения вычисляется  по следующей формуле:

                             , градус;                                            (2.6)

где - приведенный коэффициент трения.

Приведенный коэффициент трения можно  определить следующим образом:

                                ;                                                       (2.7)

где - коэффициент трения, ;

      - угол профиля трапецеидальной резьбы, .

.

Тогда, подставив полученное значение в формулу приведенного угла трения, получим:

.

Теперь найдем угол подъема  винтовой линии по среднему диаметру:

                             , градус;                                    (2.8)

где - шаг резьбы, мм;

      - средний диаметр наружной резьбы (болта), мм.

.

Окончательно находим  КПД:

.

Данная передача с  самоторможением, так как  и значение КПД равное 0,23 находится в промежутке =0,2…0,35.

Время подъема:

                                      ;                                                       (2.9)

где - высота подъема, м;

       - скорость подъема, 2м/мин = 0,033 м/с.

 

Мощность на ведущем  звене при известных значениях  осевой силы (Н) и скорости поступательного движения (м/с) выходного (ведомого) звена определяется по зависимости:

                                       ;                                                 (2.10)

 

.

Мощность на всех ходовых  гайках равна:

                                                 (2.11)

где - число ходовых гаек, =4.

Требуемая мощность электродвигателя с учетом цепной передачи определяется следующим образом:

                                  ;                                                 (2.12)

где - КПД цепной передачи, .

.

 

Частоту вращения найдем по следующей формуле:

                                       ;                                             (2.13)

  где  - шаг резьбы, мм;

        - число заходов резьбы, .

.

 

По требуемой мощности и частоте вращения ходового винта выбираем электродвигатель 4А132М8У3, у которого , а .

 

 

Расчёт цепной передачи.

Требуемое передаточное число:

                                           ;                                                         (2.14)

где - частота вращения двигателя, мин^-1;

          - частота вращения гайки, мин^-1.

.

Число зубьев ведущей  звездочки:

                                           ;                                                     (2.15)

.

Принимаем число зубьев ведущей звездочки  .