Модернизация гидравлического подъемника (конструкторская часть дипломного проекта)

В ремонтном производстве большое значение имеют различного рода приспособления. Нестандартное оборудование, повышающее производительность труда, улучшает вопросы техники безопасности и качество ремонта. В конструкторской части разработан гидравлический подъемник и произведен расчет привода и прочностные расчёты основных деталей. Выбраны: электродвигатель привода, произведен расчет передачи. Разработана инструкция по эксплуатации и уходу за предлагаемой конструкцией.




3.4. Расчёт и выбор силового цилиндра
Площадь поршня силового цилиндра определяется по формуле



где Р – усилие прилагаемое к рабочему органу технологического оборудования, Н
р – рабочее давление в гидравлической системе, Па
ηмех – механический КПД цилиндра,
Принимаем рабочее давление в гидросистеме стенда р = 10,0•106 Па. Принимаем механический КПД цилиндра ηмех = 0,95



Диаметр цилиндра определяем по формуле



где Fn – площадь поршня силового цилиндра



Принимаем: Гидроцилиндр исполнения 1 с диаметром цилиндра d = 160мм и ходом поршня ln = 1000мм.
Действительная площадь поршня силового цилиндра.


Рабочее давление в гидроцилиндре определяется по формуле





Окончательно принимаем гидроцилиндр ЦС-160.
При выборе насоса гидроцилиндра находят его производительность:



где Q – производительность насоса, л/мин
Fn – площадь поршня силового цилиндра, см2
Ln – ход поршня рабочего цилиндра, определяется при выборе гидроцилиндра, мм
t – время рабочего хода исполнительного органа технологического оборудования, сек.
ηn – объёмный КПД гидросистемы оборудования,
Принимаем ход поршня рабочего цилиндра Ln = 1000мм = 100см. Принимаем время рабочего хода исполнительного органа технологического оборудования t = 4...6сек на каждые 100мм хода поршня t = 40сек. Принимаем объёмный КПД гидросистемы оборудования, ηn = 0,9

Принимаем шестеренчатый насос марки НШ32 где производительность q = 31,8 л/мин, номинальная частота вращения вала 1000 об/мин .
Действительная производительность насоса определяется по формуле



где ηо – объёмный КПД насоса, ηо=0,925

Принимаем объёмный КПД насоса ηо=0,925

л/мин

Действительное время хода поршня





3.5. Обоснование размеров масляного бака.
 Исходя из опыта эксплуатации технологического оборудования, ёмкость бака в литрах применяется, числено равной количеству масла, нагнетаемого всеми насосами за 1...2 минуты. Бак равен 50 литрам.
 Наиболее целесообразно применять баки плоской формы. Площадь поверхности масляного бака рассчитывают следующим образом: всю смачиваемую поверхность бака принимают с коэффициентом, равном 1; остальную поверхность, не соприкасающуюся с рабочей жидкостью, с коэффициентом 0,5. Для проверки правильности выбора размера баков и температурного режима работы гидропривода рассчитывают площадь всей поверхности охлаждения рабочей жидкости. В общую площадь охлаждения входит площадь масляного бака, площадь всех маслопроводов, цилиндров и другой аппаратуры, соприкасающейся с рабочей жидкостью.

3.6 Выбор распределительного устройства.

В гидросистемах технологического оборудования применяются тракторные и специальные распределители.
Определяем мощность необходимую на привод насоса



где p1 – давление срабатывания предохранительного клапана
 Q – производительность насоса, л/мин
 ηп – КПД
Принимаем объёмный КПД насоса ηп=0,75...0,85, давление срабатывания предохранительного клапана p1=1,05ּ106 Па



 Тракторные распределители выпускаются согласно ГОСТ 8754 – 88. ГОСТ предусматривает четыре типоразмера распределителей предназначенных для управления навесными, полунавесными и прицепными машинами. Характеристика типоразмеров распределителей приведены в таблице 3.3 стр. 54 / /.
 Выбираем распределитель Р75В1, максимальная пропускная способность, число золотников – 1.
 Для распределения подачи масляного потока наряду с тракторными распределителями в технологическом оборудовании используется предохранительные клапаны с электромагнитным или ручным управлением разгрузкой (распределителем). Основные параметра клапанов приведены в таблицы 3.4 стр. 55 / /.

3.7 Определение размеров упора

Проанализировав работ стенда, принимаем, что для определения размеров упора в опасном сечении представляем его в виде балки закрепленной на опорах (рисунок 4.2).


Рисунок 4.2 – Расчетная схема и эпюра изгибающего момента упора

Размеры упора в опасном сечении определяем из условия запаса прочности на изгиб

где и – напряжение изгибающее действующее в упоре, Па;
Ми – изгибающий момент в опасном сечении упора, Нм;
W – момент сопротивления, м3.
Сечение упора в опасном сечении представлено на рисунке 4.3.



Рисунок 4.3–Сечение упора в месте приложения силы

Произведем расчёт момента сопротивления материала в опасном сечении и определим наиболее оптимальную толщину упора.
 Момент сопротивления материала упора в опасном сечении определяется по формуле



где В – толщина упора, м;
Н – высота упора, м;
d – диаметр под шток гидроцилиндра, м.

Принимаем высота упора Н = 0,25 м. Диаметр под технологический болт d = 0,024 м.
 Упор изготавливается из стали 35 допустимое напряжение равно [σи] = 155 МПа
 Толщину упора в опасном сечении выражаем по формуле





Принимаем толщина упора В=60мм.

3.8 Расчёт пальца на прочность

Диаметр паль определяем условия запаса прочности по формуле 4.11. Расчетная схема пальца представлена на рисунке 4.4



Рисунок 4.4 –Расчетная схема пальца


Силу действующую на палец определяем по формуле

ДП 110304.21.00.00.00 ПЗ


где Р – сила, Н;
f – коэффициент трения, f = 0,15...0,2;
i– число стыков.



Палец изготовлен из стали 20, допускаемое напряжение при растяжении равно [σр] = 115 МПа.
 Диаметр пальца определяем по формуле





Принимаем диаметр пальца 80 мм.

3.9. Инструкция по использованию и уходу за предлагаемой конструкцией

Использование и уход за стендом сводится к соблюдению правил техники безопасности при работе на оборудованию и поддержанию агрегатов узлов и деталей стенда в исправном состоянии.
Для обеспечения долговечности работы трущихся поверхностей деталей стенда целесообразно выполнить правильное обоснование смазочных материалов. Проанализировав работу стенда и рекомендации по смазки трущихся поверхностей /4/ принимаем, что смазка трущихся поверхностей “пуансон -корпус” будет ежесменно осуществляться смазкой УС - 2.
В качестве рабочей жидкости в гидроприводах используют минеральные масла - индустриальное 40. Для защиты от подсоса воздуха в конструкции гидравлического привода используется короткий всасывающий трубопровод длинной менее 1,0 м с достаточно большим сечением, масляный насос располагается ниже уровня масла. Подвод маслопроводов к цилиндру осуществляется в самой верхней точки последних, чтобы происходил полный обмен масла и воздух уносился при выталкивании масла. С целью уменьшения износа трущихся поверхностей деталей гидравлического привода стенда, производить замену масла через 3000...5000 часов работы стенда.