ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Электромеханический подъемник с передачей винт-гайка

Цель работы:

получение практических навыков по расчету и эксплуатации электромеханических подъемников с передачей "винт-гайка"

Оснащение рабочего места: 1.Электромеханический подъемник с передачей винт-гайка" П-157. 2.Комплект слесарного инструмента. 3.Отвес. 4. Штангенциркуль.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

На станциях технического обслуживания (СТО) и автотран­спортных предприятиях страны используются различные по конструк­ции как отечественные, так и зарубежные подъемники.

Основной рабочей функцией подъемников для автомобилей яв­ляется поднятие и удержание автомобиля на определенной высоте при его техническом обслуживании и ремонте. При этом должен обеспечиваться максимальный доступ к обслуживаемым узлам автомобиля. Соответственно в зависимости от вида работ, выполняемых в той или иной технологической зоне СТО и АТП, к подъемникам предъявляются те или иные технические требования.

Подъемники, применяемые на СТО и АТП, классифицируются по: типу установки (стационарные и передвижные); количеству стоек (1-,2-,3-,4-стоечные); грузоподъемности; типу привода (электрогидравлические, электромеханические, пневмогидравлические и др.); типу поднимающих устройств (цепные, винтовые, телескопические, рычажные); типу подхватывающих устройств (платформенные - подхват за колеса, рамные в виде поперечных балок - подхват автомобиля за оси или раму, консольные - подхват за днище кузова).

Стационарные подъемники, монтируются на определенном месте, чаще всего без специального фундамента на ровную поверхность пола и крепятся с помощью анкерных болтов или специальных шпи­лек. Если подъемник телескопический (в том числе плунжерный) то для его монтажа требуется специальный фундамент.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

К передвижным относятся подъемники, у которых перемещаются стойки. Основным преимуществом передвижных подъемников является их мобильность - возможность использования поочередно на различных постах и в различных технологических зонах предприятия. Передвижные стойки могут использоваться в составе одной, двух, трех и более штук. В этом случае каждая стойка имеет свой индивидуальный привод и пульт управления.

Для обслуживания легковых автомобилей на станциях техничес­кого обслуживания в основном используются подъемники грузоподъ­емностью 2 т.

Доступ к обслуживаемым на подъемнике узлам и агрегатам поднятого автомобиля зависит от конструкции подхватывающих устройств. Наибольший доступ к узлам и агрегатам автомобиля снизу обеспечивают подъемники с подхватывающим устройством в виде четырех поворотных консольных рычагов. С таким подхватывающим устройством выполнены 1- и 2-стоечные подъемники. Используются такие подъемники в зоне приемки и выдачи, технического обслу­живания и ремонта, а также на участке проведения работ по ре­монту кузовов.

Подъемники с подхватывающим устройством в виде поперечных балок (рамные ) выпускаются 1- и 2-плунжерными. Используются они в зонах мойки, на постах нанесения противокоррозионных покрытий, в зоне технического обслуживания и ремонта.

Подъемник платформенного типа (ширина направляющих платформы подъемника достигает 700-800 мм) выпускаются 4-стоечными с электрогидравлическим электромеханическим приводом. Используются такие подъемники чаще всего на участке смазки, в зоне технического обслуживания и ремонта. Для расширения объема проводимых работ подъемники дополнительно комплектуются вспо­могательным оборудованием (балконами, домкратами и др.).

Устройство электромеханических подъемников с передачей "винт - гайка"

Подъемник П-133 (рис.1) состоит из двух стоек С-образного профиля (цельных или сварных). По внутренней поверхности стойки на восьми катках 10 свободно перемещается каретка II. Своей опорой каретка садится на грузовую гайку 9.

Грузовой винт 8 подвешен к опорной крышке на верхнем конце стойки и связан через цепную двухступенчатую передачу 7 с электродвигателем 6. Под защитным кожухом установлен клеммник 4, к которому присоединяются при монтаже электропровода цепей управления и силовые - от аппаратного шкафа и второй стойки.

Под грузовой гайкой 9 с зазором 16-18 мм по винту 8 пере­мещается страхующая гайка 3. Последняя предназначена для меха­нической страховки в случае износа и обрыва резьбы грузовой гайки и позволяет только опускать каретку в крайнее нижнее положение, отключая по ходу движения аварийный выключатель I это исключает возможность дальнейшего использования подъем­ника.

В основании каретки шарнирно крепятся балки 13 подхватов (короткая и длинная), по которым перемещаются и фиксируются в нужном направлении подхваты 12.Перемещение каретки вверх и вниз в крайних положениях ограничивается конечными выключа­телями 5 и 2, а в аварийном положении - выключателем I.

Подъемник П-133 устанавливается на ровную поверхность непосредственно на грунт или межэтажное перекрытие и крепится с помощью анкерных болтов или шпилек.

Другие модели подъемников имеют аналогичную конструкцию и отличаются: по способу передачи крутящего момента от элек­тродвигателя к грузовому винту (клиноременная передача, ше­стеренчатый или червячный редуктор, мотор-редуктор ); по способу синхронизации работы стоек (с электрической синхронизацией путем установки на каждую стойку электродвигателя и ре­дуктора и механической синхронизацией посредством цепной или зубчатой конической передач, размещаемых либо внизу, либо вверху стоек ); по способу размещения стоек относительно автомо­биля ( с симметричным или несимметричным расположением ); по конструкции подхватов.

Рис.1. Подъемник П-133: I - выключатель аварийного по­ложения; 2,-5 - конечные выключатели; 3 - страхующая гайка; 4 - клеммник; 6 - электродвигатель; 7 - цепная двухступенчатая передача; 8 - грузовой винт; 9 - грузовая гайка; 10 - катки; II - каретка; 12 - подхваты; 13 - балки подхватов (3)

Обслуживание подъемников

При обслуживании подъемника необходимо ежемесячно подтя­гивать резьбовые соединения. Момент затяжки резьбовых соедине­ний устанавливается заводом изготовителем, либо определяется по специальным таблицам с учетом диаметра, шага и некоторых других параметров резьбы, либо рассчитывается по приближен­ной формуле:

МкР = D/30 ( I )

где Мкр - момент затяжки, Н*м, D - диаметр резьбы, мм.

Трущиеся соединения необходимо регулярно смазывать. Опорные подшипники винтов смазывают одни раз в месяц консистентной смазкой. Грузовые винты и направляющие штанги постоянно должны быть связаны нигролом. В первый месяц работы масло в редукторе сменяют дважды, а в последующие - один раз в шесть месяцев. Ежемесячно проверяют уровень масла и при необходимости доливают.

Цепные и клиноременные передачи проверяют один раз в ме­сяц, при необходимости регулируют их натяжение или заменяют ремни или цепи.

Один раз в год подъемники освидетельствуют в соответст­вии с требования Гостехнадзора к грузоподъемным машинам и ме­ханизмам.

Последовательность расчета

Согласно номеру зачетной книжки выбираю исходные данные:

- грузоподъемность: 1 т.;

- скорость подъема: 40 мм/с.

Выбираю материал пары:

-материал винта - Сталь 45;

-материал гайки - БрОФ-10-1.

Определяю по критерию работоспособности и среднему давлению между рабочими поверхностями резьбы и винта средний диаметр резьбы:

мм,

где Fa - осевая сила, действующая на винтовую пару, Н;

Y=2,5 - коэффициент высоты головки гайки [1];

[p]=10 - допускаемое давление [1].

По ГОСТ принимаю трапецеидальную резьбу с параметрами:

d=18 мм, d2(D2)=17 мм, d3=15,5 мм, P=2.

Тело винта проверяю на устойчивость, сравнивая действительный коэффициент запаса устойчивости с допускаемым:

Для этого рассчитываю гибкость винта:

,

где =0,7 - коэффициент длины (см. рис.2) [1];

l=1700 мм – длина винта;

i – радиус инерции поперечного сечения винта.

мм.

Рис.2 Схема закрепления концов винта

Тогда:

Гибкость винта превышает предельное значение [1], следовательно значение критической силы определяем по формуле Эйлера:

,

где E-модуль упругости материала винта, МПа;

I – момент инерции поперечного сечения винта:

Следовательно:

Н.

Запас устойчивости:

Для обеспечения необходимого запаса устойчивости выбираю большее значение d=36 мм, d2 (D2) =33 мм, d3=29 мм, P=6 и провожу аналогичные вычисления, для которых:

Для того, чтобы не происходило самопроизвольное опускание, должно выполняться условие самоторможения:

,

где - угол трения;

- угол наклона винтовой линии:

Вывод: условие самоторможения выполняется.

Параметры гайки:

D=70 мм - диаметр тела гайки;

Dоп=100 мм – диаметр опорной поверхности гайки;

Hб=15 мм – высота фланца гайки.

Тело гайки рассчитываю на растяжение (сжатие) с учетом напряжения кручения:

То есть:

Принятые размеры опорного фланца гайки проверяю на срез и на смятие:

, ,

,

Определяю угловую скорость и частоту вращения n вращающегося звена, движущегося поступательно:

,

,

где P=6 мм – шаг резьбы [2];

np- число заходов резьбы. Для самотормозящихся передач np=1 [1];

V=40 мм/с – скорость подъема (из задания).

Тогда:

,

.

Вращающий момент на ведущем звене:

.

где Fa-осевая сила;

d2-средний диаметр резьбы;

-угол подъема винтовой линии по среднему диаметру резьбы;

-угол трения в винтовой паре.

Подсчитываю значение КПД передачи ”винт-гайка”:

,

где - коэффициент, учитывающий потери мощности на трение в опорах и в передаче из-за неточности нарезания резьбы.

Передаточное число передачи, устанавливаемой между винтом (гайкой) и электродвигателем, определяю по формуле:

,

где nэ – частота вращения вала электродвигателя.

В проектируемом подъемнике для передачи крутящего момента от электродвигателя к винту применяю цилиндрический редуктор.

Тогда мощность электродвигателя рассчитываю по формуле:

,

где =0,95 – КПД открытой зубчатой цилиндрической передачи.

Тогда:

Вт.

Выбираю для проектируемого механизма электродвигатель АИР80А4 с частотой вращения 1500 об/мин. и мощностью 1,1 кВт. [3]

Рис.3 Кинематическая схема подъемника

1 – электродвигатель; 2 – цилиндрический редуктор; 3 – грузовой винт; 4 – каретка с гайкой и механизмом подхвата; 5 – стойка.

Список используемой литературы

Трефилов подъемник с передачей «винт-гайка» - Методические указания к выполнению лабораторной работы; ГОСТ ; Анурьев конструктора машиностроителя: В 3 т. Т. 3.- 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. . - М.: Машиностроение, 20с..