Разработка подъемника п-263

Содержание Введение

1. Назначение, конструкция и принцип работы разрабатываемого оборудования, его техническая характеристика

2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода разрабатываемого узла

3. Расчет наиболее нагруженных элементов конструкции на прочность

4. Эксплуатация, техническое обслуживание оборудования, правила охраны труда при работе Заключение Список использованных источников

Введение

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

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

1. Назначение и принцип работы разрабатываемого оборудования, его техническая характеристика Подъемник канавный, (прототип П263) изготовлен Псковским ОАО «Автоспецоборудование» .

Подъемник предназначен для работы в автотранспортных предприятиях, станциях технического обслуживания и троллейбусных парках при выполнении работ по техническому обслуживанию и техническому ремонту автомобилей, автобусов и троллейбусов П263 с нагрузкой на ось от собственной массы до 8 т Подъемник может эксплуатироваться в помещениях отвечающим требованиям категории размещения 4 при климатическом исполнении «УХЛ» ГОСТ 15 150–69.

Рисунок 1.1 — Подъемник канавный электромеханический (прототип — модель П263).

Подъемник состоит (рис. 1.1) из двух стоек 1, 2, соединенных между собой поперечиной 3, в которой смонтирован привод подъема. Привод состоит из электродвигателя 4, соединенного при помощи двух муфт 5 с редукторами 6, установленными на раме 7.

Стойки 1,2 представляют собой сварную конструкцию. Внутри стоек смонтированы грузовые винты, по которым перемещаются рабочие гайки 9. Гайки запрессованы в траверсы 10. На траверсах закреплены штанги 11, проходящие через направляющие втулки 12, закрепленные в опорах 13. В верхней части штанг закреплены башмаки 14. Передача вращения к грузовым винтам осуществляется посредством муфт 15. На винтах под рабочими гайками с зазором 10−12 мм. смонтированы страховочные гайки 16. Ход гаек по винту ограничен двумя конечными выключателями 17, 18, смонтированными на одной из стоек. На случай отказа рабочих выключателей предусмотрены аварийные выключатели 19, 20. Подъемник снабжен тормозами 21, расположенными на опорах.

Управление подъемником осуществляется со шкафа аппаратного, установленного на стойке 2.

Таблица 1 — Техническая характеристика прототипа (модель П263).

Таблица 1.2 — Данные для расчета

2. Проектирование и расчет силовых механизмов и привода разрабатываемого узла Расчет электромеханического канавного подъёмника будет производится по методике изложенной в.

На рисунке 2.1 представлена кинематическая схема рассчитываемого подъемника.

1-электродвигатель; 2,4-муфты; 3-червячный редуктор; 5-винт с трапецеидальной резьбой; 6 — гайка Рисунок 2.1 — Кинематическая схема.

Вес поднимаемого груза определяется по формуле:

; (2.1)

где m — это масса поднимаемого груза, кг.

Масса поднимаемого груза равна 10 000 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 i — число гаек, .

.

Выбор материала грузового винта и гайки.

Материал винта принимаем Сталь 45 ГОСТ 1050–88, термообработка — закалка в масле, отпуск. Материал гайки — бронза БрО10Ф1 по ГОСТ 613–79.

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]=11 МПа (сталь-бронза).

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; [уР] =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=48 мм, Р=8 мм, d=48 мм, D4=49 мм, d2=D2=44 мм, d3=39 мм.

Окончательное обозначение трапецеидальной однозаходной резьбы — Tr 48×8 — 7H/7e, где 48 — наружный диаметр трапецеидальной резьбы, мм; 8 — шаг, мм; посадка 7Н/7е болтового соединения с зазором, 7 класс точности резьбы. Обозначение винта — Tr 48×8 — 7е, обозначение гайки — Tr — 48×8 — 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 2.2 — 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-бронза, f = 0,11 табл. А 11[4]; б — угол профиля трапецеидальной резьбы, б=30 ?

3,31 < 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 передачи. В нашем случае вращательное движение преобразовывается в поступательное:

(2.8)

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

Время подъема.

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 АИР160S8, у которого, а .

Передаточное число червячной передачи равно:

(2.12)

3. Расчет наиболее нагруженных элементов на прочность Наиболее нагруженным элементом конструкции являются ходовые гайки и винт, поэтому расчет проводим для них. Материал винта принимаем Сталь 45 ГОСТ 1050–88, термообработка — закалка в масле, отпуск. Материал гайки — бронза БрО10Ф1 по ГОСТ 613–79.

Определим размеры гайки.

Высота гайки Hr:

(3.1)

Число витков в гайке:

(3.2)

Максимальное число витков zмах10…12. z

Принимаем z =10, а высоту гайки =10· 8=80 мм;

Наружный диаметр гайки:

(3.3)

где d — наружный диаметр резьбы, d = 48 мм; [ур]- допустимое напряжение растяжения, для бронзы [ур]= 35 МПа по таб. А-7.

Тогда наружный диаметр гайки будет равен:

Примем из ряда нормальных линейных размеров DГН = 70 мм.

Наружный диаметр гайки с заплечиком:

(3.4)

где — допустимое удельное давление, МПа для выбранного материала гайки, по [4], = 45 МПа; D’ГН — наружный диаметр гайки с учетом фаски:

(3.5)

где с — размер фаски, принимаем с=4;

D’ГН = 70+2•4=78 мм Принимаем конструктивно D3=88 мм.

1 — гайка с заплечиком; 2 — винт установочный по ГОСТ 1476–93; 3 — винт Рисунок 3.1 — Передача винт-гайка скольжения Определим высоту заплечика h3, мм:

(3.6)

h3=0,25•80=20 мм.

Проверяем условие прочности заплечика на срез:

(3.7)

<[], 12,26МПа<30 МПа, где — допускаемое напряжение на срез для материала гайки, МПа по таб. А-12.

Условие прочности заплечика выполняется.

Определим момент трения на опорной поверхности гайки ТТР_Г, H· мм

(3.8)

ТТР в = 205 036 < 219 005=ТТР Г Условие непроворачиваемости гайки в корпусе выполняется.

Проверка винта на прочность.

Необходимое условие при проверке винта на прочность:

(3.9)

где [ур] - допустимое напряжение растяжения для выбранного материала винта по = 80 МПа; Тр — крутящий момент в опасном сечении винта, Н•м, Тр=ТТР_в.

Прочность винта обеспечивается.

Проверка винта на устойчивость.

Тело винта проверяют на устойчивость по условию:

; (3.10)

где — критическая осевая сила, Н; - допустимый коэффициент запаса устойчивости, .

; (3.11)

где — модуль упругости материала винта, для стали; Iмомент инерции поперечного сечения винта, мм4; L — длина винта из чертежа составляет 750 мм; - коэффициент длины, — для одного защемлённого конца винта и второго конца в шарнирной опоре, который может смещаться в осевом направлении.

Момент инерции поперечного сечения:

; (3.12)

.

Тогда:

.

Теперь находим nУ:

следовательно, устойчивость винта обеспечивается

4. Эксплуатация и техническое обслуживание оборудования, правила охраны труда при работе К работе на подъемнике допускаются только лица, изучившие руководство по эксплуатации, прошедшие инструктаж по технике безопасности и ознакомленные с особенностями его работы и эксплуатации.

До начала эксплуатации нового подъемника после монтажа потребитель обязан провести полное освидетельствование подъемника в соответствии с требованиями техники безопасности, а именно: подвергнуть подъемник статическим и динамическим испытаниям, измерить сопротивление изоляции, проверить электрическую прочность изоляции, проверить работу конечных выключателей.

В дальнейшем через каждые 12 месяцев необходимо производить полное переосвидетельствование подъемника.

Статические и динамические испытания подъемника проводятся с максимально нагруженными опорами.

Статические испытания проводятся нагружением опор и выдержкой не менее 10 мин. под грузом массой 12 500 кг., равномерно распределенного на две стойки.

Динамические испытания проводятся троекратным подъёмом на максимальную высоту груза массой 11 000 кг., равномерно распределённого на две стойки.

Провести измерение сопротивления изоляции аппаратов, вторичных цепей и электропроводки.

Контроль изоляции осуществляется мегаомметром М 1102/1 ТУ 25−04- 798−18.

Наименьшее допустимое сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.

Не допускается наличие посторонних предметов на рельсах.

Запрещается открывать аппаратный шкаф и работать с электрической аппаратурой лицам без допуска соответствующих служб.

Подъемник, рельсовый путь, реборда канавы должны быть заземлены. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Измерение сопротивления изоляции и проверку электрической прочности производить не реже 1 раза в год.

Ежедневно перед началом работы проверять состояние кабеля и заземления. При обрыве кабеля или повреждении изоляции немедленно прекратить эксплуатацию подъемника, отключить его электроснабжение и вызвать представителя соответствующей службы.

Ежедневно перед началом работы проверять работу защитноотключающего устройства.

При подъеме колеса транспортного средства, находящиеся на полу, должны иметь возможность свободно перекатываться, не должны быть заторможены. Постановка башмаков запрещена т.к. при подъеме и опускании изменяется положение моста, находящегося на полу помещения.

После незначительного подъема транспортного средства следует прекратить подъем, убедиться в правильном и устойчивом его положении и продолжить подъем.

Регулярно проверять зазор между рабочей и страховочной гайками. При уменьшении зазора на 3 мм., по сравнению с первоначальным, рабочую гайку следует заменить.

Эксплуатация подъемника на страховочной гайке запрещается.

Обслуживающему персоналу запрещается находиться на основании подъемника в момент подъема и опускания транспортного средства.

Ежедневно проверять работу конечных выключателей.

Подъем транспортного средства с работающим двигателем запрещен.

Запрещается производить какие-либо работы с подъемником при поднятом транспортном средстве.

Безопасная работа подъемника гарантируется только для тех его функций, условий эксплуатации и нагрузок, которые перечислены в настоящем РЭ.

Изготовитель не несет никакой ответственности за любые последствия, возникающие из-за использования подъемника не по назначению или в условиях, отличных от вышеописанных.

Техническое обслуживание.

Не реже одного раза в месяц производить проверку и подтяжку всех резьбовых соединений. Ослабленные болтовые соединения подтянуть.

Ежемесячно проверять четкую и правильную работу конечных выключателей.

До начала эксплуатации нового подъемника и в дальнейшем ежегодно проводить испытания подъемника по полной программе в соответствии с требованиями по технике безопасности.

Через каждые шесть месяцев производить долив масла в редуктора Еженедельно проверять наличие смазки на грузоподъемных винтах и при необходимости производить их смазку.

Ежемесячно закладывать смазку в верхний опорный подшипник грузового винта.

При нормальной работе подъемника не должно наблюдаться раскачивания стоек, повышенного шума.

Перед началом эксплуатации подъемника необходимо проверить плотность и надежность резьбовых соединений крепления жил проводов к электроаппаратам (пускатели, автоматические выключатели, кнопки, концевые выключатели, клеммные зажимы и др.) и крепление самих аппаратов. Ослабленные соединения подтянуть.

Слабое крепление жил проводов к контактам электроаппаратов приводит к перегреву и выгоранию электрических контактов.

Резьбовые соединения могут ослабнуть в процессе транспортирования, а также в процессе эксплуатации подъемника.

В процессе эксплуатации следует проводить периодическое техническое обслуживание электрооборудования подъёмника с проверкой надёжности электрических контактов.

Ответственность за перегрев и выгорание электрических контактов несёт эксплуатирующая организация.

Заключение

В ходе курсовой работе выполнен расчет привода подъёмника.

Для гайки выбран материал бронза БрО10Ф1 по ГОСТ 613–79. Для болта выбран материал Сталь 45 по ГОСТ 1050–88, термообработка — закалка в масле. Резьба — трапецеидальная однозаходная Tr 48×8 — 7H/7e.

Также в ходе работы был выполнен проектный расчёт наиболее нагруженного элемента конструкции — несущей гайки. В результате расчета получили размеры гайки.

Обозначение винта — Tr 48×8 — 7е, обозначение гайки — Tr — 48×8 — 7Н.

Наружный диаметр гайки с учетом фланца:

Высота гайки =80 мм

Список использованных источников

1. Санюкевич Ф. М. Детали машин. Курсовое проектирование. — Брест: Брестский государственный технический университет, 2003.

2. Оборудование для ремонта автомобилей. Справочник./ Под ред. М. М. Шахнеса. — М.: Транспорт, 1978.

3. Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений. — Мн: 1991 г.

4. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Проектирование, расчет и эксплуатация технологического оборудования» для студентов специальности 1 — 37 01 06 «Техническая эксплуатация автомобилей». Брест. 2009.