4 Обоснование исходных данных для выполнения модернизации технологического оборудования

Исходные данные для проектирования представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Исходные данные для проектирования

Наименование параметра	Обозначение	Значение
Характеристики указанные в задании
Грузоподъемность, т	Т	4,5
Тип	–	Передвижной
Мощность электродвигателя, кВт	N	2,2
Питание сети, В/Гц	–	220/50
Привод	–	Электро-гидравлический
Высота подъема, мм	Н	1400
Характеристики принятые
Габаритные размеры рамы, мм	-	2145 × 2000
Время подьема, с	-	50
Расстояние между трапами, мм	-	800
Ширина трапов, мм	-	650
Длина трапов, мм	-	1607…2145
Давление в рабочей полости, МПа	Рц	25
Производительность насоса, /об	Qн	4,8
Перечень функций
Микровыключатели ограничения высоты	-	+
Система стопоров	-	-
Защита от скатывания	-	-
Система аварийного опускания	-	-
Механические замки	-	-
Расширирители для рамных автомобилей	-	-
Перечень операций
ТО,ТР ходовой части	-	+
ТО,ТР Трансмиссии	-	+
ТО,ТР двигателя	-	+
ТО,ТР кузова	-	+
Перечень инструментов
Люфт-детектор	-	-
Доп. уровень	-	-
Гидравлический станция	-	+
Шкаф управления	-	+
Подушки резиновые	-	+

Выбор исходных данных для проектирования основан на данных модернизируемой модели подъемника, а именно KraftWell KRW2.7, и данных, указанных в задании.

4.1 Выбор и обоснование данных для выполнения расчета по модернизации оборудования KRW2.7.

1-электродвигатель; 2-аварийный клапан; 3-соленоидный клапан опускания; 4-клапан регулировки скорости опускания; 5-перепускной клапан; 6-шестеренчатый насос; 7-обратный клапан; 8-регулировочный клапан;

Рисунок 4.1-Расчетная схема гиравлического привода

Расчитаем гидроцилиндр.

Усилие на штоке для перемещения груза равно:

^(4.1)

где G – грузоподъемность, кг

g-ускорение свободного падения, см², g=9,81;

(4.3)

где р – номинальное рабочее давление гидроцилиндра, МПа;

η_мех – механический КПД гидроцилиндра: η_мех = 0,95.

мм

Расчетное значение D=80 мм округляем до ближайшего стандартного (ГОСТ 12447–80). Выбираем тип, размер и конструкцию гидроцилиндра, выбираем ЦГ-80.50х680.22.

Технические характеристики выбранного цилиндра представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Технические характеристики выбранного гидроцилиндра

Наименование параметра	Значение
Номинальное давление Pном, МПа	23
Диаметр цилиндра D, мм	80
Диаметр штока D, мм	50

Выполним расчет расхода жидкости привода.

Скорость штока при подъеме платформы

(4.5)

где F – ход штока, мм;

t – время подъема, с.

м/c

(4.4)

(4.5)

Подачу (производительность) насоса постоянной производительности рассчитывают по уравнению:

, (4.6)

где Qmax — максимальный из рассчитанных расходов;

Qга — суммарные объемные потери в гидроаппаратуре предлагаемой схемы привода;

Qкл — расход масла через предохранительный клапан, необходимый для обеспечения устойчивой работы привода;

n– количество гидроаппаратов на напорной гидролинии привода.

Объемные потери в гидроаппаратах определяются по уравнению:

, (4.7)

где r_ГА — удельная утечка (ориентировочно для гидроаппаратуры r_ГА = 0,017 см3/(Мпа/с), гидроцилиндра r_ц = (0,034/0,05) см3/(Мпа/с), гидромотора чд = (0,8/1,2) см3/(МПас);

р_ц — максимальное рабочее давление в гидродвигателе (при рабочих подачах с F_HM).

По основным параметрам гидроцилиндра, а именно, по рабочему давлению р и расходу рабочей жидкости Q, подбираем гидронасос с учетом запаса. Гидронасос Г11-23

Технические характеристики выбранного насоса представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Технические характеристики выбранного насоса

Наименование параметра	Значение
Номинальное давление Pном, МПа	25
Производительность насоса,	2,28
Напор, м	258
Масса, кг	16

Подберем электродвигатель.Мощность потребляемая двигателем:

(4.8)

где k — коэффициент запаса (принимаем из интервала 1,1-1,4).Принимаем k=1,2 ;

γ — удельный вес перекачиваемой жидкости, для гидравлического масла γ=8810 Н/м³, ;

Q — производительность насоса, м³/с,;

Н — напор насоса, м;

— кпд передачи, принимаем ;

— кпд насоса,принимаем .

Выбираем электродвигатель типа АИРЕ 100S4.

Технические характеристики выбранного насоса представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Технические характеристики выбранного электродвигателя

Наименование параметра	Значение
Номинальная мощность,кВт	2,1
Максимальные обороты,об/мин	1500
Напряжение сети, В	220
Масса, кг	25

Проведём расчет пневмоцилиндра

Рисунок 4.2-Расчетная схема пневматического привода

Осевая сила на штоке определяется в зависимости от конструкции пневмоцилиндров:

Для цилиндра одностороннего действия с возвратной пружиной

(4.9)

где D – диаметр пневматического цилиндра(поршня), мм;

р_в – давление сжатого воздуха в сети. Обычно принимается 0,5 МПа;

η – коэффициент полезного действия пневмоцилиндры: η = 0,85– 0,90;

F_пр – усилие предельно сжатой пружины: F_пр= 90–200 Н;

Внутренний диаметр воздухопроводов выбирают в зависимости от диаметра цилиндра.

С учетом коэффициента запаса определяют диаметр пневмоцилиндра:

(4.10)

где F_ТР– требуемая сила на штоке: F_ТР =800 Н;

-коэффициент запаса:

Расчетное значение D=50 мм округляем до ближайшего стандартного (ГОСТ 12447–80). Выбираем тип, размер и конструкцию пневмоцилиндра, выбираем QN1A50A10.

Время срабатывания пневмоцилиндра определяют по формуле

(4.11)

где L_x– длина хода поршня, м (задается исходя из конструкции и условий работы приспособления);

d_в– диаметр воздухопровода, мм;

υ– скорость перемещения воздуха, м/с: в υ = 180 м/с при р_в= 0,5 МПа.

Время срабатывания пневмоцилиндра оказывает влияние на производительность зажимного устройства.

Технические характеристики пневмоцилиндра представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Технические характеристики выбранного пневмоцилиндра

Наименование параметра	Значение
Номинальное давление Pном, МПа	0,5
Диаметр цилиндра D, мм	50
Диаметр штока D, мм	8

5 Анализ полученных результатов и разработка конструкторских решений по модернизации оборудования

В целом проведенные исследования помогли определить целесообразность работы и сократить расходы на реализацию разработки участка ТО и ТР станции технического обслуживания автомобилей, с модернизацией ножничного подъемника, что, в свою очередь, приведёт к увеличению производительности и рентабельности работы предприятия. И самое главное, предложенные нами мероприятия по модернизации плунжерного подъемника TST 330S выгоднее для предприятия, так как они дешевле оборудования с такими же техническими возможностями.

5.1 Варианты проработанных конструкторских решений по модернизации оборудования

На основании расчетов, произведенных в пункте 4, предлагаются следующие варианты проработанных конструкторских решений по модернизации оборудования:

1.Механические замки безопасности;

2.Система аварийного опускания.

3.Адаптеры;

Механические замки безопасности.

Рисунок 5.1-Внешний вид механических замков безопасности

На боковых сторонах корпуса гидроцилиндра имеются приливы с зубчатыми планками в виде храповика. Со штоком гидроцилиндра шарнирно связана страховочная штанга, имеющая на конце вилку с зубчатой собачкой. При выдвижении штока зубчатая собачка перескакивает по храповой планке. При потере давления масла в гидроцилиндре шток самопроизвольно не может опуститься, так как этому будет препятствовать страховочная штанга, штанга которой упёрта в один из зубьев храповика.

Для опускания платформы при нормальной работе подъёмника в страховочной системе предусмотрен пневмоцилиндр отвода собачки и храповой планки. При нажатии кнопки «вниз» пневмоцилиндры немного поднимает платформы, чтобы снять нагрузку с собачки. Затем срабатывает малый гидроцилиндр и отжимает страховочную штангу от силового гидроцилиндра, выводя тем самым собачку из зацепления, после чего начинается опускание платформ подъёмника.

Сжатый воздух в воздушной системе должен быть отфильтрован. Входной воздушный патрубок предусмотрен на правой стороне пульта. При движении подъемника вверх и вниз электромагнитные воздушные клапаны включены, и цилиндр удерживает предохранительную защелку в поднятом состоянии. Когда электромагнитные клапаны отключены, предохранительная защелка опускается под действием собственного веса.

Преимущества модификации: безопасность персонала и имущества, расширение спектра работ подъёмника.

Недостатки модфикации: требует установки компрессора, большие вложения при обслуживании подъёмника, увеличенный шум при работе.

1-гидроцилиндр подъёмника;2-пневмоцилиндр;3-платформа;4-страховочная штанга

Рисунок 5.1-Схема работы замков безопасности

Рисунок 5.2-Схема пневматического привода

Система аварийного опускания.

1-главный цилиндр; 2-вспомогательный цилиндр; 3-вентиль; 4-вентиль; 5-манометр; 6-обратный клапан; 7-клапан избыточного давления; 8-клапан опускания; 9-регулятор потока; 10-двигатель; 11-насос;12-ручной насос; 13-масляный фильтр; 14-предохранительный клапан.

Рисунок 5.3-Схема гидравлического привода с системой аварийного опускания

Рисунок 5.4-Насосная станция с системой аварийного опускания.

Для того чтобы опустить подъемник в исходное положение, в случае если отсутствует электричество или блок управления поврежден выполнить следующие действия:

1.Заблокировать выключатель питания.

2. Ручным насосом немного приподнимите подъемник, чтобы снять механические стопоры.

3. Удерживайте кнопку экстренного включения воздушного клапана.

4. Ослабить соленойдный клапан, раскрутив против часовой стрелки винт.

5. Откручивание/закручивание винта позволит регулировать скорость опускания.

6.Закрутить винт по часовой стрелки, после того как подъемник будет полностью опущен.

Преимущества модификации: возможность снять автомобиль при поломке подъёмника, возможность регулировать скорость опускания.

Недостатки модификации: увеличение элементов гидропривода, увеличенная стоимость при обслуживании.

Расширители для рамных автомобилей.

Рисунок 5.5-Установка расширителей на подъёмнике.

Рисунок 5.6-Комплектация расширителей рамных автомобилей.

Расширитель для рамных автомобилей ставится на платформы через резиновые упоры.

Данная модификация позволяет адаптировать подъёмник под больший спектр автомобилей. Обеспечивает надежную фиксацию рамных автомобилей на подъёмнике.

Резиновые подушки не повреждают элементы автомобиля, выполняются на салазках для закрепления под силовые элементы рамы.

Преимущества модификации: адаптация подъёмника под все типы автомобилей, не требует особого обслуживания, простота в исполнении.

Недостатки модификации: ручная установка и демонтаж.