Передвижной канавный гидроподъемник

     Введение 

     Передвижной канавный гидроподъемник, предназначенный  для вывешивания над осмотровой канавой или подъемником передних или задних мостов легковых автомобилей, а так же отдельных агрегатов автомобиля.

     Подъемник монтируется в осмотровой канаве. Представляет собой гидроцилиндр с ручным приводом (для облегчения заменим электродвигателем). Механизм смонтирован на каретке, катки которой опираются на поперечные балки рамы тележки. Рама тележки устанавливается на направляющие швеллеры, закрепленные на продольных стенках канавы. Таким образом, механизм можно перемещать вдоль и поперек канавы. В зависимости от рода выполняемой работы, на плунжер подъемника насаживают либо захват, служащий для упора в ось (раму) автомобиля, либо универсальное быстро налаживаемое приспособление для удерживания агрегатов автомобиля. Прототип - модель П-113 передвижного канавного гидроподъемника приведен на рисунке 1. 

       

 

      1. Техническое задание 

     Разработать передвижной канавный гидроподъемник, предназначенный для выполнения работ по поднятию автомобиля, а также его отдельных агрегатов рассчитанных на грузоподъемность 1 т.

     Технические характеристики.

     Тип подъёмника – гидравлический, одноплунжерный, канавный, передвижной;

     Грузоподъемность  – 1т;

     Максимальный  ход плунжера – 600 мм;

     Колея тележки – 1100 мм;

     Максимальные  поперечные перемещения – 580 мм.

     Технические требования.

     Конструкция подвижного канавного гидроподъемника  должна обеспечивать его передвижение по длине и по ширине канавы, а также поднятие и опускание груза. Трущиеся поверхности, шарниры должны быть смазаны солидолом, а сам подъемник - покрашен.

     Конструкция технических составляющих гидравлической системы, электрооборудования и других составляющих частей должна производиться без демонтажа.

     Условия эксплуатации:

     Передвижной канавный гидроподъемник используется внутри помещения.

     Требования  безопасности:

     Конструкция и компоновка элементов гидроподъемника  в части требований к безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2 820-88 "Требования к транспортировке, хранению и консервации".

     Конструкция гидроподъемника должна предусматривать  возможность транспортировки автомобильным, железнодорожным, водным и воздушным  транспортом.

     Гаражный  срок хранения - 12 месяцев.

     Консервация при хранении должна производиться  в соответствии с ГОСТ 9.014-78. 
 
 
 
 
 

     2. Расчет координат  центра масс и  реакций на колёсах  автомобиля. 

     Расчет  координат центра масс и реакций  на колёсах автомобиля необходимы для дальнейшего расчета электрогидравлического подъемника оценки устойчивости автомобиля и др.

     Исходные данные:

     Расчётная схема для определения координат  центра масс и статических нагрузок на оси ходовой части автомобиля представлена на рисунке 2, где указаны  силы, действующие на автомобиль и  расстояния до этих сил в системе  координат.

     Исходные  данные по автомобилю представлены в таблице 1.

     Автомобиль  – ВАЗ-2107. 

     Таблица 1

 

     Рис. 2. Расчетная схема определения  координат центра масс и статических  нагрузок на оси ходовой части автомобиля ВАЗ-2107.

       

     1. Определим суммарные значения  массы m=∑m_i и произведений ∑m_i·x_i и ∑m_i·y_i. Полученные данные сведём в таблицу 2. 

     ∑m_i = 412+98+82+15+173+75+75+55 = 985 кг

     ∑m_i·x_i = 494,40+198,44+44,40+36,33+87,75+87,75+151,25 = 1100,32 кг·м

     ∑m_i·y_i = 263,68+33,32+27,88+8,55+100,34+42,75+46,5+18,15 = 541,17 кг·м 

     Таблица 2

     2. Определяем координаты центра  тяжести масс по соотношениям: 

     X_С = ∑m_i·x_i / ∑m_i = 1100,32/985=1,12 м

     Y_С = ∑m_i·y_i / ∑m_i =541,17/985=0,55 м 

     3. Вычисляем нормальную нагрузку R_k2 (H), действующую на задний мост автомобиля из уравнения моментов действующих сил относительно оси передних колес: 

     ∑М_К1=0,

     G·X_С - R _k2·L = 0, откуда

     R _k2 = G·X_С/L = mgX_С/L = 985·9,81·1,12/2,42 = 4472,06 H 
 

     4.  Определяем нормальную нагрузку R_Кl(H), на переднюю ось автомобиля из уравнения моментов действующих сил относительно оси задних колёс: 

     ∑М_К2 = 0,

     G·(L - X_С) – R_k1L = 0, откуда

     R_k1 = G·(L – X_С)/L = mg·(L – X_С)/L = 985·9,81·(2,42 – 1,12)/2,42 = 5190,79 Н 

     3. Прочностной расчет  исполнительного  механизма. 

     Исходные данные:

     Нагрузка: Р = 1000 кг = 1000·9,81 = 9810 Н,

     Вылет (длина стержня): l = 500мм,

     Материал: Ст.4,

     Е = 2,1 · 10⁶ (кг/см²) – модуль продольной упругости материала для стали.

     Расчетная схема:

     2. Формула Эйлера: 

       

     где I_min – минимальный момент инерции площади поперечного сечения стержня;

     µ – коэффициент, учитывающий способ закрепления концов стержня (один закреплён), µ = 2,0. 
 

     3. Определяем минимальный момент  инерции: 

     

       
 

     4. Определяем диаметр штока:

       

     4. Оценка устойчивости автомобиля. 

     Исходные  данные:

     Подъем  в гору;

     Угол  продольного наклона α₀ = 14°;

     Угол  поперечного наклона α _s = 19°.

1. Определим реакции на передних, задних, правых и левых колесах автомобиля:

     R_K1 = R_A + R_Б = 0,5G(ξ_A + ξ_Б) = 0,5Gξ₁

     R_K2 = R_В + R_Г = 0,5G(ξ_В + ξ_Г) = 0,5Gξ₂

     R_KЛ = R_А + R_В = 0,5G(ξ_A + ξ_В) = 0,5Gξ_лк

     R_KП = R_Б + R_Г = 0,5G(ξ_Б + ξ_Г) = 0,5Gξ_пк 

     где ξ₁, ξ₂, ξ_лк, ξ_пк – коэффициенты перераспределения нормальных реакций. 
 

     

     

     

     

         

     

     

     

     

     

     

       

     2. Определяем момент запаса устойчивости автомобиля: 

       

     

3. Определим критический угол устойчивости:

            

            

          5. Расчет объемного гидропривода 

     Основными параметрами, характеризующими поток  рабочей жидкости в гидроприводе, является расход и давление. От величины расхода зависит скорость движения выходного звена. Давление жидкости определяется внешней нагрузкой (масса автомобиля), действующей на выходное звено.

     Подберём  параметры гидроцилиндра из условия грузоподъёмности 1000 кг по МН 2255-61.

     Исходные  данные:

     N = 1000 кг – нагрузка;