Проект підйомника 2-х стійкового гідравлічного з вантажопідйомністю 25 тонни

Завдання

на курсову роботу

з дисципліни «Основи проектування та експлуатації технологічного обладнання»

Спроектувати технологічне обладнання - Підйомник 2-х стійковий гідравлічний вантажопідйомністю 2,5 тонни.

Вихідні дані:

Вантажопідйомність 2,5 т

Висота підйому 1,7 м

Швидкість підйому 4 м / хв

Завдання видано

Термін завершення завдання

Завдання видав

Завдання отримав

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Іванівський державний архітектурно-будівельний університет

Кафедра «Автомобілі та автомобільне господарство»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З ДИСЦИПЛІНИ:

«Основи проектування та експлуатації технологічного обладнання»

на тему: «Проект підйомника 2-х стійкового гідравлічного з вантажопідйомністю 2,5 тонни».

Виконав:

Перевірив:

Іваново 2008

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Іванівський державний архітектурно-будівельний університет

Кафедра «Автомобілі та автомобільне господарство»

РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

До КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ:

«Основи проектування та експлуатації технологічного обладнання»

на тему: «Проект підйомника 2-х стійкового гідравлічного з вантажопідйомністю 2,5 тонни».

Виконав:

Перевірив:

Іваново 2008

Зміст

Введення

1. Аналіз існуючих конструкцій підйомника

2. Розрахунок підйомника

3. Розрахунок підйомника на міцність

3.1 Завдання розрахунку

3.2 Розрахунок штока

3.3 Вибір профілю планки

4. Технологія застосування технічного обслуговування і ремонту гідравлічного підйомника

5. Охорона праці та екологічна безпека при експлуатації гідравлічного підйомника

Висновок

Бібліографічний список

Введення

Метою даного курсового проекту є розробка підйомника гідравлічного 2-х стійкового, призначеного для технічного ремонту та обслуговування автомобілів. Підйомник встановлюється у виробничому приміщенні і є стаціонарним. Конструкція підйомника повинна відповідати вимогам безпеки та надійності.

Вантажопідйомне обладнання використовується при технічному обслуговуванні і поточному ремонті автомобіля для можливості підвищення продуктивності праці шляхом одночасного виконання роботи зверху (двигун, електропроводка, прилади), знизу (трансмісія, ходова частина) і збоку (колісні гальма), що, в кінцевому рахунку, зменшує час простою автомобіля під технічними впливами.

Робочі пости, обладнані піднімальними пристроями, забезпечують не тільки підвищення продуктивності праці, а й якісне виконання робіт з ремонту та обслуговування, а також дотримання вимог охорони праці

Для досягнення зазначеної мети потрібно вирішити такі основні завдання: розробити конструкцію і розрахувати підйомник, розробити заходи щодо його технічного обслуговування та ремонту, розробити заходи з охорони праці та екологічної безпеки при експлуатації підйомника. На вирішення зазначених вище, а також інших завдань і спрямований даний курсовий проект.

1. Аналіз існуючих конструкцій підйомника

В даний час проведення технічного обслуговування і ремонту автомобілів неможливо без застосування спеціального обладнання. Застосовуючи технологічне обладнання досягається якість виконуваних робіт зменшується час, що витрачається на обслуговування автомобіля і зростає продуктивність праці

Розбірно-складальні роботи є одними з основних при поточному ремонті автомобіля (близько 28-37% трудомісткості всіх ремонтних робіт). Невід'ємною частиною розбірно-складальних paбoт є підйомно-транспортні та підйомно-оглядові роботи. Маючи високу трудомісткість при цих роботах, необхідно використовувати спеціальне обладнання. До цього обладнання відносяться конвеєри, вантажні візки, тельфери і талі, пересувні крани, кран-балки, підйомники, перекидачі та домкрати.

Підйомники незамінні при проведенні підйомно-оглядових робіт при технічному обслуговуванні та ремонті автомобілів. Вони значно зменшують їх трудомісткість. Щоб задовольняти умови виробництва підйомники повинні мати високу продуктивність, малу металоємність, низьке енергоспоживання і собівартість, а також задовольняти вимогам екологічної безпеки та охорони праці.

Існуючі підйомники класифікують за такими ознаками:

1) за способом установки;

2) за типом механізму підйому;

3) за типом приводу;

4) за місцем установки;

5) за кількістю робочих органів.

В даний час набувають поширення гідравлічні підйомники двох стійку, так як вони мають ряд:

синхронізація роботи підйомника не залежить від розподілу навантаження;

для збільшення безпеки, в конструкції підйомника присутній механічний стопор з електроуправлінням;

в гідравлічній системі є клапан, що перешкоджає перевантаження системи у випадку порушення гідроприводу;

лапи полегшують підйом рамних автомобілів;

висота платформ складає в залежності від марки та моделі, що полегшує заїзд автомобілів з ​​малим дорожнім просвітом і з розвиненим пластиковим обвісом.

Плунжерні підйомники є ідеальним варіантом для постів приймання і слюсарних робіт для комерційних і легкових автомобілів. Плунжерні підйомники є основними підйомниками для слюсарних робіт. Деякі підйомники проводиться зі стандартними лапами, а інші відрізняються великими кутами поворотів і виконуються триступінчастими для зменшення довжини лап (при підйомі короткобазним автомобілів). Лапи є універсальними для підйому як короткобазним, так і длінобазних автомобілів.

2. Розрахунок підйомника

Розрахунок гідравлічного підйомника необхідно починати з розробки принципової гідравлічної схеми. Найпростіша схема одноплунжерних підйомника представлена ​​на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1. Гідравлічна схема найпростішого підйомника: 1.Прівод насоса (двигун). 2.Насос. 3. Запобіжний клапан. 4. Манометр. 5. Кран. 6. Клапан перепускний. 7. Гідроциліндр (плунжер). 8.Гідробак

Потужність гідроприводу плунжерного підйомника визначається за формулою:

, (1)

де - Швидкість підйому, ;

- Загальне навантаження на підйомник, ;

= 4 м / хв = 0,0667 м / с;

Вт

Загальне навантаження на один плунжер визначається за формулою:

, (2)

де Qa - вантажопідйомність прототипу, H;

КР - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження, КР = 1,2;

n - число плунжерів;

H.

Потужність гідравлічного насоса визначається за формулою:

, (3)

де - Коефіцієнт запасу, що враховує витоку рідини;

- Коефіцієнт запасу за зусиллями, що враховує тертя деталей і місцевий опір при русі рідини;

Вт

Вибір гідравлічного насоса

Гідронасос вибирається за двома параметрами:

робочому об'єму Qн;

тиску;

Ці параметри пов'язані з потужністю насоса залежністю:

NH = p × Qн = p × qH × n, [кВт] (4)

де Qн - дійсна подача насоса, дм3 / с;

qH - робочий об'єм насоса, дм3;

n - частота обертання насоса, об / с;

p - тиск рідини, МПа.

Задамося робочим тиском 10 МПа, вибір якої зумовлений призначенням гідроприводу. Тиск, що діє на поршень так само можна розрахувати за формулою:

, (5)

де D - діаметр поршня гідроциліндра (плунжера), м;

Остаточно тиск вибирається зі стандартного ряду чисел, найближчого більшого до значення, обчисленого за формулою і використовується в подальших розрахунках.

Діаметр поршня гідроциліндра можна вибрати виходячи з розрахунку штока за умовою стиснення стрижнів.

, (6)

де - [s сж] - допустиме напруження на стиск;

[S сж] = [s в] / n, (7)

де n - для даної формули запас міцності для [s сж], n = 2,5 - 3;

[S в] - допустиме напруження на стиск, [s в] = 180 - 200 Н/м2;

[S сж] = 200 / 3 = 66,6

м.

За розрахованим діаметру штока d уточнюють за ГОСТ 6540-68, приймаємо діаметр d = 110 мм. і D = 250 мм.

Таблиця 2.1

Габаритні та приєднувальні розміри до гідроциліндра

Таблиця 2.2. Технічна характеристика гідроциліндра

Рис.2.2. Гідроциліндр Ц2001. (200-2000)

Для визначення дійсної подачі насоса необхідно визначити робочий об'єм насоса за формулою:

, (8)

де N - потужність гідродвигуна;

р - тиск рідини;

n - частота обертання насоса,

n = 1000 об / хв = 16,6 об / с;

.

Тоді дійсна подача насоса визначиться за формулою:

Qвд = qн × n × h, (9)

де h - об'ємний ККД насоса; h = 0,95.

/ С.

Після розрахунку дійсної подачі насоса і тиску вибирають насос з найближчими до отриманих даних характеристиками.

Найбільш часто у підйомниках використовуються шестеренні, поршневі і лопатеві насоси. Принцип дії та технічні характеристики вибраного насоса необхідно вказати в розрахунково-пояснювальній записці.

Вибір швидкостей руху робочої рідини в гідроприводі та визначення внутрішнього діаметру гідроліній.

Вибір швидкостей робочої рідини визначають таким чином, щоб втрати тиску були мінімальними і режим руху був ламінарним. За обраним значенням швидкостей і величиною дійсної подачі насоса визначаються внутрішні діаметри всмоктуючої, напірної і зливний гідролінії, використовуючи формулу:

, (10)

де Vж - швидкість рідини в даній гідролінії;

dгр - діаметр гідролінії;

Отже з формули (10) визначимо внутрішні діаметри гідролінії, при виборі внутрішнього діаметра гідролінії слід враховувати, що величина діаметру повинна відповідати стандартизованому ряду, регламентованому ГОСТом 8734 - 58. На що випускаються в промисловості труби і шланги: d ³ dр, де d - стандартний діаметр трубопроводів з стандартизованого ряду.

Так само роблять припущення, що швидкості рідини в гидролінія приймають рівними:

- Всмоктувальна магістраль Vжвсас = 1,5 м, с;

- Напірна магістраль Vжнап = 7,0 м / с;

- Зливна магістраль Vжслів = 2,5 м / с.

м = 10 мм

м = 4,8 мм

м = 8 мм

Вибір розподільної та регулюючої гідроапаратури.

До розподільчої гідроаппратуре належить: гідророзподільники, гідрозамки, зворотні клапани.

До регулюючої апаратури відноситься гідроклапани тиску, клапани співвідношення витрат (подільники та суматори потоків), дроселі т.п.

Основними параметрами цієї апаратури є номінальний тиск р і умовний прохід dу, тобто внутрішній діаметр приєднується трубопроводу.

Розрахунок і вибір гидробака.

Виходячи, з його технічної характеристики насоса виберемо гидробак і підберемо необхідну довжину, ширину і висоту бака. Відомо, що площа бака і секундний обсяг необхідного масла пов'язана залежністю.

Sбак = 0,065 , (12)

де Sбак - площа бака, м2;

Vм - секундний обсяг необхідного масла, дм3 / с.

Sбак = 0,065 = 0,0339 м2,

Визнач секундний об'єм:

Vм = (0,8 - 3,0) × Qп, (13)

де Qп - секундна подача насоса.

Vм = 3 × 0,0001253 = 0,0004 / С = 0,4 / С

Розраховану площа бака необхідно збільшить в 2 рази, так як в ньому має бути вільний простір, для більш легкого і швидкого повернення масла в бак, так само слід врахувати, що під час роботи гідроапаратури масло нагрівається і відбувається його збільшення в об'ємі.

3. Розрахунок підйомника на міцність

3.1 Завдання розрахунку

Працездатність, надійність, і безпечної експлуатації підйомників багато в чому залежать від якості виконання їх металевих конструкцій. У зв'язку з цим до підйомним металлоконструкциям пред'являють - певні вимоги - міцність, загальна стійкість конструкції і місцева стійкість окремих її елементів, статична і динамічна жорсткість; витривалість і разом з тим мінімально можлива маса, висока технологічність виготовлення і монтажу, іноді обмежені габарити. Більшість цих вимог повинно забезпечуватися на стадії попереднього (проектного) розрахунку та компонування.

Під проектним розрахунком і компонування металоконструкції будемо розуміти той обсяг розрахункових і графічних робіт, який необхідно виконати для визначення розмірів поперечних перерізів основних несучих елементів за умовами міцності, загальної стійкості, статичної жорсткості при дії розрахункових комбінацій максимальних навантажень робочого стану, визначення взаємного положення основних несучих елементів в конструкції і основних розмірів конструкції в цілому.

Характерною особливістю проектного розрахунку є неповнота вихідних даних: невідомі точну вагу конструкції, закономірності розподілу навантажень між елементами, динамічні навантаження, так як ці фактори залежать від розмірів поперечних перерізів несучих елементів, а визначення цих розмірів як раз і є одним із завдань розрахунку. У зв'язку з цим проектний розрахунок доводиться виконувати послідовними наближеннями.

3.2 Розрахунок штока

Шток гідроциліндра підйомника має відносно велику довжину при порівняно невеликому діаметрі, відчуваючи при роботі стискаючі зусилля, тому необхідно провести перевірку штока на стійкість використовуючи формули 3.2.1 - 3.2.3

, (3.2.1)

де - Критична сила, яку може витримати центрально-навантажений стрижень, розраховується за формулою (3.2.2);

- Сила діє на гвинт з боку вантажу;

- Нормативний коефіцієнт запасу стійкості:

- Для сталі = 1,8 - 3,0;

- Для чавуну = 5 - 5,5;

- Для дерева = 2,8 - 3,2.

Н

, (3.2.2)

де Е - модуль поздовжньої пружності матеріалу,

(Для сталі Е = 2 * 1011Н/м2);

Н

Imin - момент інерції перерізу гвинта, визначається за формулою

; (3.2.3)

l - максимальна висота підйому;

- Коефіцієнт, що враховує спосіб закріплення кінців стержня:

= 0,5 - при обох затиснених кінцях стрижня;

= 0,7 - при одному защемлення, іншому шарнірно-закріпленому конах;

Гвинт розглядають як стійку з нижнім жорстко затисненим і верхнім вільним кінцем ( = 2). Розрахункова схема показана на малюнку 1.

Малюнок 1. Розрахункова схема гвинта для розрахунку на стійкість.

3.3 Вибір профілю планки

Мізг - згинальний момент (Н * м)

(3.3.4)

- Загальне навантаження на підйомник (15000 ),

L-довжина планки (1600 мм),

n - число плунжерів (2).

Н * м

W-момент опору, .

, (3.3.5)

[S в] - допустиме напруження на стиск, [s в] = 180 - 200 Н/м2,

.

Вибираємо відповідний профіль труби з таблиці 1.

Таблиця 1

Труби сталеві прямокутні (по ГОСТ 8645-68): J - момент інерції; W - момент опору

Прямокутна труба з висотою h = 125мм, шириною b = 75мм і товщиною стінки s = 8,5 мм із сталі Ст3.

Труба 125 х 75 х 8,5 ГОСТ 8645-68

Ст3ГОСТ 380-71

4. Технологія застосування технічного обслуговування і ремонту гідравлічного підйомника

1 Щотижня робити змащування через маслянки штока гідроциліндра.

2 Раз на місяць проводити перевірку і підтяжку різьбових з'єднань, у тому числі скоб, які кріплять гідроциліндр до стінки оглядової ями.

3 Щодня перевірять гідроциліндр і гідравлічного оборудовнія на наявність освіти течі.

4. Постійно перевіряти справний стан трубопроводів, елементів гідроприводу.

5. Щодня проводити підтяжку гвинтів кріплення електрообладнання пульта і огляд електропроводів на наявність пошкоджень.

6. До початку експлуатації нового підйомника і надалі через кожні шість місяців проводити повне технічне повторний огляд.

7. Щодня перевірять планку, фланець, гідроциліндр і ін елементи на наявність механічних пошкоджень.

8. Щодня перевіряти рівень робочої рідини.

5. Охорона праці та екологічна безпека при експлуатації гідравлічного підйомника

1 Контроль за технічним станом і правильною експлуатацією підйомника здійснюється призначеним наказом по підприємству інженерно - технічним працівником, відповідальним за нагляд, утримання і безпечну експлуатацію спеціального підйомного устаткування, який зобов'язаний:

а) здійснювати нагляд за технічним станом та безпечною експлуатацією підйомника,

б) забезпечити наявність та правильність ведення технічної документації на підйомник,

в) дотримуватися порядок призначення осіб, відповідальних за експлуатацію підйомника,

г) організувати і провести первинне огляд підйомника і не рідше, ніж раз на шість місяців проводити періодичне огляд підйомника.

2 Підйомник повинен бути закріплений за особою, відповідальною за його експлуатацію, призначення якого провадиться за погодженням з інженерно - технічним працівником, відповідальним по нагляду.

До роботи на підйомнику допускаються лише особи, які вивчили технічний опис, що пройшли інструктаж з техніки безпеки і ознайомлені з обов'язками його роботи і експлуатації.

3 До початку експлуатації нового підйомника споживач зобов'язаний провести повне огляд підйомника відповідно до вимог технічного опису.

4 У подальшому підйомник, що знаходиться в роботі, повинен проходити повний технічний огляд кожні 6 місяців.

5 Монтаж і експлуатацію гідроапаратури здійснювати в повній відповідності до вимог "Правил технічної експлуатації гідравлічних підйомників."

6 Під час підйому або опускання автомобіля крім оператора, що знаходиться біля пульта управління, має бути присутнім працівник, який зобов'язаний вести спостереження за положенням автомобіля і роботою стійок з боку, невидимою оператору, та у разі виникнення будь - якої небезпеки подати оператору сигнал про негайне зупинення підйомника.

7 Забороняється підйом автомобіля власною масою більше 2,5 тонн.

8 Забороняється перебувати в автомобілі і під ним під час підйому або опускання підйомника.

9 Забороняється експлуатувати підйомник при видимому пошкодженні гідроциліндрів або гідроаппаротури.

10 Забороняється проводити будь - якої роботи з підйомником і його пультом управління при піднятому автомобілі.

11 Перед підйомом автомобіля необхідно переконатися в правильному розташуванні планок під днищем автомобіля.

12 Після незначного підйому автомобіля необхідно переконатися в правильному і стійкому положенні автомобіля на планках.

13 Забороняється проводити обслуговування автомобіля на підйомнику, що знаходиться під тиском.

14 Забороняється проводити підйом і обслуговування автомобіля з працюючим двигуном.

15 Щомісяця проводити перевірку і підтягування всіх різьбових з'єднань.

16 Забороняється робота на підйомнику з не працюючим запобіжному клапані.

17 Забороняється робота підйомника при відкритій кришці пульта управління.

18 Забороняється використовувати підйомник для робіт з нанесення антикорозійного обробки, миття та фарбування автомобілів.

19 Під час опускання автомобіля забороняється перебувати на конструкції підйомника. Робітник повинен знаходитися на підмостках, розташованих поза контуром рухомих вузлів підйомника.

20 Ці вимоги повинні бути вивішені на видному місці в зоні експлуатації підйомника.

Висновок

У даному курсовому проекті були розглянуті і проаналізовані конструкції підйомників, які нам пропонують різні виробники. Запропонували свою розробку, виконали розрахунок на міцність цієї конструкції. Розробили заходи з охорони праці робітників, заходи з технічного обслуговування.

У ході виконаної роботи були виявлені переваги і недоліки в порівнянні з іншими видами конструкцій підйомника. І можна зробити висновок про доцільність застосування гідравлічного 2-х стійкового підйомника в технічному обслуговуванні та ремонті рухомого складу.

СПИСОК

1. Довідник по машинобудівному кресленню. Під ред. А.А. Чекмарьова і В.К. Осипова. -2-е вид., Перераб. і доп. - М.: «Вища школа», вид. Центр «Академія», 2001. - 493 с.: Іл.

2. . Ануров В.І. Довідник конструктора-машинобудівника: У 3-х томах.7-е вид., Перераб. І доп. - М.: Машинобудування, 1992.

3. Кудрін А. І. Основи розрахунку нестандартного обладнання для технічного обслуговування та поточного ремонту автомобіля: Навчальний посібник. - Челябінськ: Видавництво ЮУрГУ, 2005. - 168 с.

4.Справочное допомогу з гідравлічним машин і гідроприводів / Я.М. Вільнер, Я.Т. Ковальов, Б.Б. Некрасов. - Минск: «Вишейшая школа», 1976. - 415 с.

5.Справочнік. Гаражне обладнання. Під ред. Количева, А.С. Жерновкова. - 2-ге вид .. - М.: Автотрансіздат, 1962. - 240 с.

6Снесарев Г.А., Тібанов В.П. Методичні вказівки з проектування та розрахунку металоконструкції підйомно-транспортних пристроїв. - М.: МВТУ, 1985

7. Буланже А.В., Палочкін Н.В., Фадєєв В.З. Проектний розрахунок на міцність циліндричних і конічних зубчастих передач. Методичні вказівки. - М.: вид. МГТУ, 1992.

8. Александров М.П. Підйомно-транспортні машини. - М.: «Вища школа», 1985

9.Правіла будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів. - М.: Машинобудування, 1989.

10.Казак А. В. Курсове проектування вантажопідйомних машин. - М.: «Вища школа», 1985

11.Васільченко В.А. Гідравлічний обладнання мобільних машин. Довідник. - М.: Машинобудування, 1983. - 301 с.

12.Елементи гідроприводу.: Довідник. Вид 2-е, перероб. і доп. / Абрамов Є.І., Колесніченко К.А., Маслов В.Т. - Київ: Техніка, 1977. - 320 с.

13.Гідравліка, гідромашини і гідроприводи: Підручник для машинобудівних вузів / Т.М. Башта, С.С. Руднєв, Б.Б. Некрасов і дрю - 2-е вид., Перераб. - М.: Машинобудування, 1982. - 423 с.

14.Курсовое проектування деталей машин: Навчальний посібник для технікумів. Шейнбліт О.Т. - М.: Вища школа, 1991. - 432 с.

15. Деталі машин. Курсове проектування: Навчально-методичний посібник. Курмаз А.В., Скойбеда А.Т. - М.: Вища школа, 2004

16. Редуктори і мотто-редуктори загальномашинобудівного застосування. Бойко Л.С., Висоцький О.З. - М.: Машинобудування, 1984.

17. Електродвигуни. Вид. Офіц. М.: Стандартгіз, 1963.