Разработка узлов подъемника-комплекта стоек передвижного шестистоечного подъемника

Содержание

Стр.
Введение..................................................5
1. Назначение, конструкция и принцип работы разрабатываемого оборудования, его техническая характеристика....................................6
2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода разрабатываемого узла....................8
3. Расчет наиболее нагруженных элементов конструкции на прочность...............................................15
4. Эксплуатация и техническое обслуживание, правила охраны труда при работе...............................17
Заключение.......................................19
Список использованных источников......................20
Приложение..................................................21

1. Назначение и принцип действия разрабатываемого оборудования.

Подъемник передвижной предназначен для подъема автомобилей и автобусов при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту.

Рисунок 1.1 – Подъемник передвижной (прототип – модель ППТ-24).

Подъемник состоит из шести стоек 4, каждая из которых имеет электромеханический привод 1, каретку 2 с упором, грузовой винт, рабочую и страхующую гайки, конечные выключатели верхнего и нижнего положения кареток. На первой стойке установлен шкаф аппаратный 3, имеющий корпус с панелью оборудования, автоматический выключатель, лампочку «Сеть», кнопки «Вверх», «Вниз» для управления первой стойкой и кнопки «Вверх», «Вниз» для управления всеми стойками одновременно. На остальных стойках установлены посты управления 5 с кнопками «Вверх», «Вниз» для управления данной стойкой (см. рис. 1.1).
Автоматический выключатель при включении подает напряжение на электрооборудование подьемника, включается лампочка 'Сеть", При нажатии на кнопку «Вверх» для управления всеми стойками включаются двигатели всех стоек, вращаются грузовые винты, перемещая рабочую и страхующие гайки, а через них каретки. Перемещение происходит до тех пор, пока нажата кнопка или сработает один из конечных выключателей верхнего положения. При нажатии на кнопку «Вниз» для управления всеми стойками, включаются двигатели всех стоек, вращаются грузовые винты, перемещая рабочую и страхующие гайки, а через них каретки. Перемещение происходит до тех пор, пока нажата кнопка или сработают все конечные выключатели нижнего положения. Таким образом, происходит установка кареток в исходное положение. Раздельное управление двигателями стоек производится кнопками «Вверх» и «Вниз» для управления первой стойкой и постов управления на остальных стойках.

Таблица 1 – Техническая характеристика прототипа (модель ППТ-24).
Наименование параметра Значение
1 2
Тип передвижной
Вид привода электромеханический
Количество стоек 6
Грузоподъемность, максимальная, т не более:
подъемника
стойки 
24
4
Способ подъема за штатное место
Продолжение таблицы 1.
1 2
Установленная мощность, кВт не более 13,2
Скорость подъема м/с 0,008
Скорость опускания м/с 0,0083
Максимальная высота подъема подхватывающих элементов над уровнем пола, не менее, мм 
1700
Масса, кг, не более 2800
Габаритные размеры стойки, мм, не более
длина
ширина
высота 
920
950
2570

Таблица 2 – Исходные данные для расчета.
Грузоподъемность, кг 28000
Количество стоек 6
Время подъема, м/с 120
Максимальная высота подъема подхватывающих элементов над уровнем пола, не менее, мм 
2100



2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода разрабатываемого узла.

Расчет электромеханического шестистоечного подъёмника будет производится по методике изложенной в [4].
На рисунке 2.1 представлена кинематическая схема рассчитываемого подъемника.


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

Вес поднимаемого груза определяется по формуле:

; (2.1)

где m - это масса поднимаемого груза , кг.

Масса поднимаемого груза равна 28000 кг, тогда вес будет равен:

.

Максимальное значение расчетной силы определяется по формуле:

; (2.2)

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

.

Нагрузка на ходовую гайку:

; (2.3)
где i – число гаек, .
.

Выбор материала грузового винта и гайки.

Материал винта принимаем Сталь 45 ГОСТ 1050-88, термообработка – закалка в масле, отпуск. Материал гайки – антифрикционный чугун АЧС-1 по ГОСТ-1585-85.

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

, 2.4

где , так как гайка цельная; , так как резьба трапецеидальная; [q] - допустимое давление в резьбе, [q]=8 МПа (сталь-чугун).



Определяем внутренний расчетный диаметр резьбы винта d3’ , мм, из условия прочности на растяжение с учетом кручения.

, 2.5

где =1,3 – коэффициент, учитывающий влияние напряжений кручения в сечении винта; [σР] =80 МПа – допускаемое напряжение растяжения для выбранного материала винта.



Выбор стандартного диаметра винта трапецеидальной резьбы.

Выбираем диаметр винта трапецеидальной резьбы по табл. А10[4] из условия d2≥d2’ и d3≥d3’:
dном=60мм, Р=12 мм, d=60 мм, D4=61 мм, d2=D2=54 мм, d3=47мм.
Окончательное обозначение трапецеидальной однозаходной резьбы – Tr 60x12 – 7H/7e, где 60 – наружный диаметр трапецеидальной резьбы, мм; 12 – шаг, мм; посадка 7Н/7е болтового соединения с зазором, 7 класс точности резьбы. Обозначение винта – Tr 60х12 – 7е, обозначение гайки – Tr – 60х12 – 7Н.


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.
Рисунок 2.3 – Номинальные профили резьбы болта и гайки трапецеидальной однозаходной резьбы:

Проверка условия самоторможения резьбы.

(2.6)

где - угол подъема винтовой линии резьбы, градус;
где - приведенный угол трения, градус;
где f – коэффициент трения скольжения в паре закаленная сталь-чугун, f = 0,11 табл. А 11[4]; α – угол профиля трапецеидальной резьбы, α=30 ̊




3,64 < 6,5. Условие самоторможения обеспечивается.

Определим момент трения в витках винта, H•мм.

  (2.7)


Определим КПД передачи винт-гайка скольжения.
КПД передачи винт-гайка определяется в зависимости от назначения переда-чи. В нашем случае вращательное движение преобразовывается в поступательное:

  (2.8)

где - коэффициент, учитывающий потери мощности на трение в опорах, =0,8;



Скорость подъема.




где Нмах и Нmin - максимальное и минимальное расстояние от уровня пола до подхватов подъёмника (из чертежа).

Частота вращения ходовой гайки.
Частоту вращения найдем по следующей формуле:

(2.9)

где nр - число заходов резьбы, nр=1;



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

; (2.10)
.

Требуемая мощность электродвигателя, с учетом редукторной передачи и передачи через две муфты, определяется следующим образом:

; (2.11)

где - КПД электромеханического привода; =0,98 - КПД муфты соединительной; =0,8 - КПД червячной передачи.


.

По требуемой мощности и частоте вращения ходового винта выбираем электродвигатель АИР132S8, у которого , а .
Передаточное число червячной передачи равно:

(2.12)


3. Расчет наиболее нагруженных элементов конструкции на прочность.

Наиболее нагруженным элементом конструкции являются ходовые гайки и винты, поэтому расчет проводим для них. Материал винта принимаем Сталь 45 ГОСТ 1050-88, термообработка – закалка в масле, отпуск. Материал гайки – антифрикционный чугун АЧС-1 по ГОСТ-1585-85.

Определим размеры гайки.
Высота гайки Hr:

(3,1)


Число витков в гайке:
  (3.2)
 

Максимальное число витков zмах10...12. z<zмах, условие выполняется.
Принимаем z =7, а высоту гайки =12•7=84 мм;
Наружный диаметр гайки:

  (3.3)

где [σр]- допустимое напряжение растяжения, для чугуна [σр]= 20 МПа по [4] таб. А-7.
Тогда наружный диаметр гайки будет равен:


Примем из ряда нормальных линейных размеров DГН = 90 мм.
Наружный диаметр гайки с заплечиком:

(3.4)

где - допустимое удельное давление, МПа для выбранного материала гайки, по [4], = 60 МПа; D’ГН – наружный диаметр гайки с учетом фаски:

(3.5)

где с – размер фаски, принимаем с=3 мм;

D’ГН = 90+2∙3=96 мм


Принимаем конструктивно D3=100 мм.
Определим высоту заплечика h3, мм:
 
(3.6)
h3=0,25∙84=21 мм.

Проверяем условие прочности заплечика на срез:

  (3.7)

<[], 8,48 МПа<30 МПа,

где - допускаемое напряжение на срез для материала гайки, МПа по таб. А-12 [4].

Условие прочности заплечика выполняется.
Определим момент трения на опорной поверхности гайки ТТР_Г, H•мм

  (3.8)

ТТР в = 252970 < 271192=ТТР Г
Условие непроворачиваемости гайки в корпусе выполняется.
Проверка винта на прочность.
Необходимое условие при проверке винта на прочность:

(3.9)

где [σр] - допустимое напряжение растяжения для выбранного материала винта по [4] = 80 МПа; Тр – крутящий момент в опасном сечении винта, Н∙мм, Тр=ТТР_в.



Прочность винта обеспечивается.

1 – гайка с заплечиком; 2 – винт установочный по ГОСТ 1476-93; 3 – винт
Рисунок 3.1 – Передача винт-гайка скольжения







4 Эксплуатация и техническое обслуживание оборудования, правила охраны труда при работе


Правила охраны труда.

Контроль за техническим состоянием и правильной эксплуатацией подьемника осуществляется аттестованным инженерно-техническим работником, ответственным за надзор, содержание и безопасную эксплуатацию специального подъёмного оборудования, назначенным приказом по предприятию.
Инженерно-технический работник, ответственный по надзору обязан:
 постоянно проводить надзор за техническим состоянием и безопасной эксплуатацией подъёмника;
 контролировать наличие и сохранность технической документации на подъёмник;
 проводить с рабочими изучение конструктивных особенностей подъёмника, технического обслуживания его, изучение приемов безопасной работы на подъёмнике, проводить аттестацию лиц, ответственных за его эксплуатацию;
 организовать и провести первичное освидетельствование и затем не реже одного раза в двенадцать месяцев периодические переосвидетельствования подъёмника.
Приказом по предприятию подъёмник должен быть закреплён за лицом, постоянно и непосредственно эксплуатирующим его. При этом назначение ответственного должно быть согласовано с ИТР, ответственным по надзору.
К работе на подъёмнике допускаются лица не моложе 18 лет, изучившие инструкцию по эксплуатации, прошедшие инструктаж по технике безопасности и ознакомленные с особенностями работы и эксплуатации.
До начала эксплуатации нового подъёмника, после монтажа, потреби-тель обязан провести полное освидетельствование подъёмника 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 переос-видетельствование подъёмника. Статические испытания производить грузом массой 35000 кг поднятием нагруженных подхватов на высоту 100-200 мм. над уровнем пола и выдержкой под нагрузкой не менее 10 мин.
Динамические испытания производить путем трехкратного подъёма на максимальную высоту груза массой 30800 кг.
Для проведения статических и динамических испытаний допускается использовать догруженный до соответствующей массы троллейбус.
Электродвигатели, стойки, пуско-контрольная аппаратура, шкаф аппаратный должны быть надёжно заземлены. Измерение сопротивления изоляции аппаратов, вторичных цепей и электропроводки производить мегаомметром М1102/1 ТУ 25-04-798-78. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Проверить работу конечных выключателей, для чего:
1. Проверить установку упоров (лыж) относительно конечных выключателей.
2. Включить автоматический выключатель, расположенный на электро-шкафу, загорится лампочка-напряжение подано.
3. Нажать кнопку "Вверх" управления всеми стойками - подхваты поднимаются вверх.
4. Кратковременно, поочёредно, на всех стойках нажать ролики верхних конечных выключателей вверх, при каждом нажатии двигатели всех стоек должны отключаться (каретки останавливаться). Довести подхваты до крайнего верхнего положения. Отпустить кнопку "вверх";
5. Нажать кнопку "Вниз" управления всеми стойками - подхваты опускаются вниз;
6. Кратковременно, поочередно, на всех стойках нажать ролики конечных выключателей вниз, при каждом нажатии должен останавливаться дви-гатель только той стойки, на которой нажат флажок конечного вы-ключателя. Довести подхваты до крайнего нижнего положения. Отпустить кнопку "Вниз".
Во время подъёма или опускания автомобиля помимо оператора, находящегося у шкафа аппаратного, должен присутствовать второй работник, который обязан вести наблюдение за положением автомобиля и работой подъёмника со стороны, невидимой оператору, и при возникновении какой-либо опасности или неисправности подать сигнал оператору о немедленной остановке подъёмника.
Запрещается поднимать автомобиль собственной массой и нагрузкой на ось или тележку свыше 28000 кг.
Запрещается находится в автомобиле, под ним или в зоне его возможного падения во время подъёма или опускания.
Запрещается производить подъём и обслуживание автомобиля с работающим двигателем.
Запрещается производить какие-либо работы с подъёмником и его механизмами при поднятом автомобиле, а также во время подъёма или опускания.
Не допускаются наезды и повреждения кабеля колесами стоек и автомобиля.
Запрещается соединять и отсоединять штепсельные разъёмы при включенном вводном автомате.
После незначительного подъёма автомобиля необходимо убедиться в правильном, устойчивом положении автомобиля.
При обнаружении перекосов следует поправить положение автомобиля с пультов управления на стойках.
При опускании на площадке под подхватами подъёмника и под автомобилем или автобусом не должно быть никаких предметов.
В случае возникновения какой либо опасности при подъёме или опускании автомобиля, немедленно остановить подъемник.
Перед началом эксплуатации замерить зазор между рабочей и страхующей гайками во всех стойках и записать его размер в таблицу.
Еженедельно замерять зазор между страхующей и рабочей гайками во всех стойках и записывать его размер в таблицу. Уменьшение его на 2 мм свидетельствует о значительном износе рабочей гайки и требует немедленной ее замены. Работа на страхующей гайке запрещена.
Запрещается эксплуатация подъемника на покрытии с допускаемым удельным давлением менее 100МПа (10кг/см2 ) и отклонением поверхности покрытия от горизонтальности более 2.
Перед подъёмом автомобиля убедится в правильном положении подхватов относительно колес автомобиля, а также в том, что стойки опираются на свое основание и колеса.
После незначительного подъёма автомобиля убедиться в отсутствии нарушения вертикальности каждой стойки, правильном и устойчивом положении автомобиля на подхватах.
Запрещается оставлять тележку в гнезде стойки во время подъёма и опускания автомобилей.
При длительном ремонте и обслуживании на подъемнике под раму автомобиля или спец. места автобуса для страховки устанавливать подставки.

Техническое обслуживание.

Ежемесячно проверять четкую и правильную работу конечных выключателей.
До начала эксплуатации нового подъёмника и в дальнейшем проводить испытания подъёмника по полной программе в соответствии с требованиями по технике безопасности.
Смазка подъёмника.
Через каждые шесть месяцев проверять наличие смазки в редукторах и при необходимости производить долив масла.
Ежемесячно производить смазку упорного подшипника и оси роликов.
Смазку грузового винта производить ежедневно.
При нормальной работе подъемника не должно наблюдаться разбрызгивание смазки, раскачивания стоек, повышенного шума.