Дипломная работа: Проект реконструкции автохозяйства АО Белый ручей

- число воздействий за смену.

Подготовительно-заключительное время рассчитывается по формуле:

(3.7)

где - продолжительность смены, принимаем =8 ч.

Количество воздействий за смену определяем по формуле:

, (3.8)

где Nрл = 1 - количество рабочих.

Подставляя числовые данные, получим:

Основное время на комплекс воздействий складывается из их трудоемкостей [5].

Результаты расчетов работ, представленных в картах эскизов, приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Трудоемкость работ по снятию и установке рессоры

Трудоемкость работ в таблице 3.3 рассчитана для передней подвески.

Все операции выполняются слесарем не ниже 2-го разряда.

Технологический процесс рассматривается в маршрутном и операционном изложении. Маршрутное описание проводится на маршрутной карте по ГОСТ 3.1118-- 82. Операционное изложение процесса приведено в операционных картах по ГОСТ 3.1407 - 86 в формах 1 и 1а.

4. Конструкторская часть

4.1 Анализ существующих конструкций подкатных подъемных устройств

Подъемно-осмотровым оборудованием оснащаются, как правило, все посты ТО и ремонта на предприятиях по обслуживанию автомобильной техники.

Сегодня существует огромное количество типов подъемно-осмотрового оборудования, рассчитанных на различные виды транспортных средств и различную грузоподъемность.

На сегодняшний день наибольшее распространение для обслуживания грузовой техники получили следующие типы подъемников:

- платформенные подъемники 4-х и 6-ти стоечные;

- платформенные подъемники параллелограммные;

- подъемники подкатные (от 4-х до 8-ти стоек);

- подъемники стационарные 4-х стоечные для поднятия автомобиля за раму;

- подъемники канавные рельсовые;

- подъемники канавные - траверсы.

Грузоподъемность различных подъемников может колебаться от 6 до 50 тонн.

Используются два типа привода: электромеханический и электрогидравлический.

Наибольшее распространение на данный момент имеет электромеханический привод. Электрогидравлический привод, как правило, применяется для подъемников обладающих особо большой грузоподъёмность.

Электромеханический подкатной подъемник ПП-10, представленный на рисунке 4.1, один из наиболее распространённых подъемников подобного типа. Данный подъемник представляет собой стойку, установленную на П-образную раму, имеющую два колеса для перемещения стойки. Сверху к стойкекрепится узел мотор-редуктора, соединенный с грузовым винтом через муфту.Подъемная лапа подъемника устанавливается на каретку, которая приводится в движение через передачу «винт-гайка». Автомобиль поднимается за колеса.

Рисунок 4.1 - Подъемник электромеханический ПП-10 (производство ООО «ТехноСоюз»)

В зависимости от производителя, данные подъемники могут несколько отличаться по конструкции стойки, применяемым редукторам и двигателям, при этом основной конструктив одинаков.

Электрогидравлические подъемники, как например ПГ-50, согласно рисунка 4.2, отличаются тем, что вместо мотор-редуктора и силовой пары «винт- гайка»применяется гидравлический цилиндр, а приводится в действие он насосной станцией, установленной на одной из стоек. Данный подъемник имеет грузоподъемность 50 тонн и применяется для обслуживания и ремонта карьерной техники.

Если гидравлические подкатные подъемники российского производства применяются в основном только для особо большой грузоподъемности, то иностранные производители освоили выпуск гидравлических подъемников всего диапазона грузоподъемности.

Рисунок 4.2 - Подъемник электрогидравлический ПГ-50

Каждый тип подъемника имеет свои преимущества и недостатки, которые и определяют его применимость на конкретном предприятии и для конкретных условий.

Подкатные подъемники имеют одно важное преимущество перед другими типами - уменьшение площади рабочих постов за счёт уменьшения ширины проезда, т.к. необходимая ширина проезда для подкатных подъемников рассчитывается, как для напольных постов, в то время, как для платформенных - как для канавных. Это стоит учитывать при обслуживании крупногабаритной техники.

К недостаткам данных подъемников стоит отнести большее время на подготовку автомобиля к подъему, т.к. надо подвести все 4 стойки к колесам. Кроме того, для вывешивания колес необходимо применение дополнительных устройств или же необходимо применять специальные грузовые стойки, устанавливаемые под раму автомобиля или его мост.

4.2 Обоснование необходимости разработки

В автохозяйстве АО «Белый Ручей» имеется парк грузовых автомобилей. Основу этого парка составляют автомобили КАМАЗ-43118 и КАМАЗ-65115. В проекте реконструкции предприятия на собственные мощности переводится обслуживание и ремонт данного автопарка. Для обслуживания и ремонта требуется подъемно-осмотровое оборудование.

Один пост ТО и ТР оборудован осмотровой канавой. Ещё два поста оснащаются подъемниками. Было принято решение оснастить посты подъемниками передвижными. При этом наиболее популярный подъемник ПП-10 данного типа не позволяет обслуживать данный автопарк, т.к. снаряженная масса автомобилей превосходит 10 тонн, а нагрузка на заднюю тележку автомобиля КАМАЗ-65115 составляет 5650 кг. Соответственно, необходим подъемник способный выдержать нагрузку в 12 тонн на все стойки. Поэтому в данной разработке принято решение о перерасчете подъемника ПП-10 на грузоподъемность 12 тонн с внесением соответствующих изменений в конструкцию.

4.3 Схема подъемника

На рисунке 4.3 представлена кинематическая схема разрабатываемого подъемника ПП-12. Согласно этой схеме электродвигатель 1 через муфты 2 и червячный редуктор 3 приводит во вращение винт 5, вращающийся на упорном подшипнике 4. При вращении винта 5 грузовая гайка 7 перемещается вдоль винта, тем самым поднимая или опуская грузовую опору 6, на которой установлено колесо автомобиля.

Общий вид разрабатываемого подъемника согласно рисунку 4.4.

Рисунок 4.3 - Кинематическая схема подъемника подкатного ПП-12:

1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - червячный редуктор; 4 - опорный подшипник; 5 - винт; 7 - каретка грузовая; 6 - лапа грузовая

Рисунок 4.4 - Внешний вид проектируемого подъемника подкатного ПП-12

4.4 Устройство и принцип работы

Подъемник состоит из четырех стоек, каждая из которых имеет электромеханический привод, каретку, грузовой винт, рабочуюи страхующую гайки, конечные выключатели верхнего и нижнего положения кареток. На первой стойке установлен шкаф аппаратный, имеющий корпус с панелью электрооборудования, автоматический выключатель, лампочку «Сеть», «Авария», кнопки «Вверх» и «Вниз» для управления первой стойкой и кнопки «Вверх» и «Вниз» для управления всеми стойками одновременно.

На остальных стойках установлены посты управления с кнопками «Вверх» и «Вниз» для управления данной стойкой.

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 образам происходит установка кареток в исходное положение. Раздельное управление двигателями стоек производится кнопками «Вверх»» и «Вниз», расположенными: для управления первой стойкой на шкафе аппаратном и для управления стойками № 2, 3, 4 - на постах управления стоек № 2, 3, 4.

4.5 Расчет привода стоек подкатного подъемника ПП-12

Для расчета привода проектируемого необходимо задаться первоначальными данными.

В автохозяйстве АО «Белый Ручей» имеется 22 автомобиля КАМАЗ. Автомобили КАМАЗ-43118 (шасси) имеют снаряженную массу 9375 кг, а автомобили-самосвалы КАМАЗ-65115 - 10125 кг. Соответственно, грузоподъъемность стандартного подъемника ПП-10 недостаточна для данных автомобилей.

С учетом массы обслуживаемой техники принимаем решение о расчете подъемника подкатнго грузоподъемностью 12 тонн. Для подъема автомобиля используется 4 стояки.

С учетом этого, на каждую из четырех стоек приходится масса равная 3000 кг. Для этой массы и проведем все необходимые расчеты привода и самой стойки.

Высота подъема для комфортной работы под грузовыми автомобилями должна составлять не менее 1800 мм. Привод каждой стойки подъемника должен быть оснащен электродвигателем мощностью до 2,5 кВт. Скорость подъема на полную высоту должна быть не более120 с.

Первоначально следует определить частоту вращения грузового винта проектируемой стойки. Частота вращения винта равняется отношению частоты вращения электродвигателя к передаточному отношению редуктора:

(4.1)

где nдв - частота вращения двигателя, мин-1;

iч.р. - передаточное отношение редуктора.

Электродвигатели для привода стойки могут быть использованы с частотами вращениям 750, 1500, 3000 мин-1.Для нашего случая выбираемс частотой вращения nд =1500 мин-1.Действительная частота вращения nдв=1450 мин-1,

Для привода винта применяем червячный редуктор с передаточным отношением iч.р. =16.

Тогда частота вращения грузового винта проектируемой стойки подъёмника ПП-12:

Скорость подъема лап подъемника зависит от частоты вращения грузового винта, рассчитанной выше, и от шага резьбы этого винта:

(4.2)

где .

Определим время подъема автомобиля на расчётную высоту:

(4.3)

где

С учетом грузоподъемности каждой стойки, скорости подъема автомобиля и суммарного КПД привода, определяется потребная мощность электродвигателя:

(4.4)

где Q - нагрузка на стойку, при грузоподъемности стойки равной 3 тонны ;

?з - суммарный КПД привода стойки:

, (4.5)

где зч.р. -

зм -

зn -

зв.п. -

Тогда суммарный коэффициент полезного действия привода проектируемой стойки будет:

.

Определим потребную мощность электродвигателя каждой стойки по формуле (4.4):

В соответствии с расчётом, выбираем асинхронный двигатель марки ДАТ- 80-1,5-1500 мощностью 1,5 кВт.

4.6 Расчет грузового винта, проектируемого подкатного подъемника

Изначально определимся с материалом грузового винта и грузовой гайки, при:

- винт - Сталь 45Х ГОСТ 4543-2016 с закалкой в масле до твердости 48 по HRC;

- гайка - антифрикционный чугун АВЧ - 2 ГОСТ 1585-85.

Из условий износостойкости рассчитаем диаметр грузового винта по формуле [11]:

(4.6)

где

- допускаемое напряжение износоустойчивости, для выбранной пары материалов: сталь-чугун=7ч9 МПа[12].

.

Параметры выбранной резьбы:

d = 50 мм,

d1 = 45 мм,

d2 = 47,5 мм.

Износостойкость винтовой пары определяется по выражению[11]:

(4.7)

где :

(4.8)

Тогда:

Z - число витков резьбы в гайке ,

(4.9)

- допускаемое напряжение износостойкости, 7ч9 МПа [12];

Износостойкость винтовой пары выполняется:

Так как резьба упорная и самотормозящая, должно соблюдаться условие самоторможения ,

где г - угол подъема винтовой линии, град.;

ц - угол трения, град.

(4.10)

Тогда:

(4.11)

где ;

;

Условие самоторможения для выбранных параметров резьбы выполняется:

.

Число заходов резьбы определим по формуле:

(4.12)

Тогда число заходов:

Определим момент в резьбе [11]:

(4.13)

Тогда:

4.7 Проверка грузового винта на прочность по эквивалентной нагрузке

Эквивалентная нагрузка на грузовой винт [13]:

(4.14)

где

- допускаемое напряжение на растяжение, МПа:

(4.15)

где -значение предела текучести, для Стали 45Х ГОСТ 4543-2016 составляет 1200 МПа [12];

[n] -коэффициент запаса, 3…3,5;