Министерство образования и науки Украины

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра прикладной механики

Курсовая работа

по дисциплине: « Детали машин »

Тема: «Расчет гидродомкрата»

Выполнил студент группы №534

Проверил ст.преподаватель Мацевич И.Н

г. Днепропетровск 2011 г.

Вступ

Домкрати – легкі переносні пристрої з ручним чи машинним приводом для підйому вантажів з малою швидкістю на невелику висоту.

Ними користуються при монтажі, зборці і ремонті машин, а також як допоміжними пристосуваннями при розвантажувальних роботах.

На відміну від інших вантажопідйомних механізмів домкрати розміщують під вантажем, унаслідок чого виключається необхідність у застосуванні лебідок, кранів і іншого оснащення.

За принципом дії домкрати бувають гвинтовими, важільно-гвинтовими, рейковими, пневматичними, гідравлічними.

Позитивними якостями гідродомкратів є простота конструкції, високий ккд (0,8 і більше), плавність підйому й опускання вантажу, можливість досягнення великих вантажо-підйомностей, малі габарити і маса, зручність у роботі, компактність конструкції.

Наприклад, гідравлічний домкрат застосовують при монтажних роботах, коли вантаж масою до 750 т необхідно підняти на висоту 0,3...0,4 м.

При необхідності кілька гідродомкратів поєднують у батарею від одного насоса, здатного підняти вантаж масою до 2...3 тис. т.

Гідродомкрати входять до складу ЗІП автомобілів і тракторів для обслуговування і ремонту в дорожніх умовах.

В автомобільному гідродомкраті резервуар з рідиною, ручний насос і підйомний плунжерний гідроциліндр конструктивно об'єднані. Основна вимога до нього, встановлюваному вручну, мала маса і габарити, що вимагає застосування високого тиску в гідросистемі (20...30 МПа і більш). Він створюється ручним насосом із плунжером  8...10 мм, переміщуваним посилюючим важелем, що має співвідношення пліч 8...12.

Вантажопідйомність переносних автомобільних гідродомкратів не перевищує 30т.

Автомобільний гідродомкрат працює за принципом сполучених каналом судин, тиск рідини в яких однаковий. У судині з великим діаметром знаходиться підйомний плунжер, а з малим діаметром – насосний. По каналу рідина під тиском, створюваним насосним плунжером, малими порціями перекачується з резервуара під підйомний плунжер, створюючи необхідне велике зусилля для подолання сили ваги автомобіля. Тобто тут здійснюється гідростатична передача рідини під тиском з однієї порожнини в іншу. Динаміка підйому автомобіля, роботи насоса, руху рідини по каналах незначна і в розрахунках не враховується. Для такого циклічного перекачування рідини гідросистема домкрата має нагнітальний і всмоктувальний клапани.

Нагнітальний - замикає об’єм під підйомним плунжером і рідина в ньому під тиском, створюваним силою ваги автомобіля, утримує останній у піднятому положенні, коли насосний плунжер засмоктує черговий обсяг рідини з резервуара чи при непрацюючому насосі.

Всмоктувальний – замикає порожнину резервуара і мала порція рідини під тиском, створюваним насосним плунжером, відкриваючи нагнітальним клапан, надходить під підйомний плунжер, піднімаючи автомобіль на черговий невеликий хід.

1.Пристрій і принцип роботи автомобільного гідродомкрата

Вантажний настановний гвинт 1 (різьба на ньому позначена )¹ вручну викручується з гайки 2 до зіткнення з автомобілем, тобто без навантаження. Для запобігання повного викручування його нижній кінець  розклепаний.

Це забезпечує необхідне по міцності число опорних витків різьби (по повній висоті гайки 2 - Н_г) при підйомі автомобіля і виключає утрату вантажного гвинта 1.

При зборці домкрата вантажний гвинт 1 цілком закручується в гайку 2, кінець його розклепується , після чого вони запресовуються в підйомний плунжер 3. Угорі гвинт 1 постачений голівкою  з поглибленнями  на опорній поверхні з метою збільшення зчеплення з автомобілем. Проточка² виконана для виходу різця при нарізуванні різьби . Її діаметр d_n приймається на 0,2...0,5мм менше, ніж внутрішній діаметр різьби d₃, що практично не послабляє міцність вантажного гвинта 1.

При робочому ході насосний плунжер 4 рухається вниз

за допомогою рукоятки 5. За рахунок малого діаметра d=10мм і співвідношення пліч посилюючого важеля 5 в порожнині «А» створюється високий тиск (р=20…30МПа), що скорочує необхідний діаметр підйомного плунжера D_n для досягнення заданої вантажопідйомності F, отже, зменшує габарити і масу гідродомкрата.

Під дією цього тиску відкривається кульковий нагнітальний клапан , і рідина по каналах  переміщується в порожнину «Б» під підйомним плунжером 3, роблячи підйом автомобіля. При цьому кулька 6 всмоктувального клапана  притиснута до сідла і перекриває доступ рідини в резервуар «В». Так як тиск рідини в порожнинах «А» і «Б» однакові (закон Паскаля), то маємо наступні співвідношення

,

відкіля з урахуванням ккд

. (1)

Тут F_p=150…200Н – сила, прикладена на кінці рукоятки, η – ккд гідродомкрата, що враховує втрати на тертя плунжерів об гільзи, у шарнірах 

Тут F_p=150…200Н – сила, прикладена на кінці рукоятки, η – ккд гідродомкрата, що враховує втрати на тертя плунжерів об гільзи, у шарнірах  насоса, при русі рідини по каналах.

Таким чином, у гідродомкраті реалізується «золоте» правило механіки: виграв силу – в однаковій мірі програв відстань. Сила F_р збільшується в « » раз за рахунок гідросистеми і важеля, а зменшується шлях підйомного плунжера 3

у « » раз у порівнянні з ходом рукоятки 5 під рукою.

У ході насосного плунжера 4 за допомогою рукоятки 5 нагору в порожнині «А» створюється розрядження, під дією якого відкривається кульковий всмоктувальний клапан  і нова порція рідини надходить з резервуара «В» в порожнину «А». У цей час кульковий нагнітальний клапан  закритий, що фіксує автомобіль у піднятому положенні. Цикл може бути повторений, при цьому відбувається підйом автомобіля. Максимальний підйом (хід нагору) підйомного плунжера 3 обмежується канавкою , виконаною зверху гільзи 8 на внутрішній її поверхні. Коли манжета 9 підходить до цій канавці, вона перестає утримувати тиск рідини, і остання через канавку  і отвір у гайці 13 надходить знову в резервуар «В», роблячи подальший підйом автомобіля неможливим. Для чіткої зупинки підйомного плунжера 3 вгорі прохідний перетин канавки  (див. мал. 2а,. А-А) повинен бути як і в каналі , а краї гладкими, щоб не різати гумову манжету 9. Глибина канавки h_к призначається такою, щоб у верхнім положенні підйомний плунжер 3 надійно утримувався в домкраті.

Напрямними підйомного плунжера 3 є: унизу – внутрішня поверхня гільзи D_п (через кільце 18),а вгорі – отвір у гайці 13.

Для опускання автомобіля викручується на 2 – 3 оберти голка 7, тоді через проточний отвір  під дією сили ваги автомобіля рідина витісняється з порожнини «Б» у резервуар «В». Швидкість опускання регулюється положенням голки 7 у проточному отворі . Автомобіль може бути зупинений у будь-якім положенні закручуванням голки 7 чи відновлений його підйом.

Отвір , закритий пробкою 10, служить для заправлення гідродомкрата рідиною і визначає необхідний її обсяг для проектного ходу підйомного плунжера 3.

Перед користуванням домкратом рекомендується перевірити рівень рідини і при необхідності долити до рівня заливного отвору . Рідину варто заливати і доливати при цілком опущеному вниз підйомному плунжері 3, відверненій на 2 – 3 оберту запірній голці 7 і нижнім положенні важеля 5, після чого зробити кілька хитань важеля 5 вхолосту і цілком закрутити голку 7 – це забезпечить нормальну роботу клапанів  і .

Для гідродомкратів використовують приладові, індустріальні і трансформаторні масла з низькою в'язкістю і їх суміші.

Гідродомкрат змонтований на литій чавунній підставі 11, куди закручена гільза 8. Застосована метрична різьба (на кресленні М642) із дрібним кроком Р=2мм, що має великий внутрішній діаметр і тому не послабляє стінку гільзи 8. Герметичність з'єднання забезпечує прокладка 12.

Чавунна гайка 13, що є направляючою для сталевого підйомного плунжера 3 (антифрикційна протизадирна пара), накручується на різьбу гільзи 8.

Простір між трубою 14 і гільзою 8 утворює резервуар «В», ущільнений прокладками 15 і 16 при затягуванні гайки 13.

Центрування труби 14 здійснюється фасками і . З метою зниження товщини стінки і, як наслідок, зменшення маси домкрата гільза 8, навантажена високим внутрішнім тиском рідини, виготовлена з високоміцної сталі 45 (заготівля – гарячекатана безшовна труба).

Труба 14 – мало навантажена деталь. Її виконують зі сталі ст. 3, у тому числі й у звареному варіанті.

Гумове кільце 17, поміщене в канавку гайки 13, знімає частки бруду з підйомного плунжера 3 при його русі вниз, тобто виконує роль брудознімача. Можливий варіант установки брудозахисного чохла.

Деталі 8 і 18 повинні утворювати антифрикційну протизадирну пару тертя ковзання. Для досягнення цієї мети внутрішня поверхня сталевої гільзи 8 розточується алмазним різцем, обробляється кульковою накаткою для зняття мікронерівностей і ущільнення структури, а кільце 18 виготовляється з чавуна (бронзи). Цим запобігається утворення рисок на внутрішній поверхні гільзи, з появою яких гумова манжета 9 дає витоки олії, і домкрат утрачає працездатність.

На хвостовику підйомного плунжера 3 крім зазначених вище деталей 9 і 18 встановлене опорне для манжети 9 кільце 19. Воно виготовлено з твердої пластмаси і перешкоджає видавлюванню манжети 9 під тиском рідини у фаску, зняту на кільці 18. Це, так називане, явище закусювання манжети у фасці, приводить до її заклинювання і руйнування.

Кільце 19 виконує також брудоз’ємні з внутрішньої поверхні гільзи 8 функції, підвищуючи довговічність манжети 9 по зносу.

Кінець хвостовика підйомного плунжера 3 розклепаний. Утворений буртик дозволяє утримуватися гумовій манжеті 9, а через неї кільцям 18 і 19 на підйомному плунжері 3.

З умови зборки , де - посадковий розмір кілець 18 і 19. При ремонтах можна замінити ці деталі, попередньо знявши гумову манжету 9 через стовщення . При зносі манжети 9 необхідно встановлювати нову.

Корпус 20 ручного насоса кріпиться до підстави 11 конічною різьбою, при затягуванні якої створюються великі бічні тиски між витками різьби і тому гарна герметичність з'єднання без торцевих прокладок, лаків, фарб, клеїв і т.д. Герметичність довгостроково зберігається при циклічному навантаженні від роботи насоса і може бути відновлена підтяжкою.

Вертикальний і похилий канали з’єднують резервуар «В» з порожниною «А», а проточний отвір  - «В» з «Б». Вони свердляться в підставі 11. Канал  виконаний двома свердленнями.

У корпусі 20 переміщується насосний плунжер 4, на хвостовику якого одягнена гумова манжета 21. Вона утримується буртиком . Корпус 20, що є направляючої для насосного плунжера 4, виготовлений з чавуна. Поверхня сталевого (сталь 45) плунжера 4 гартується і шліфується для створення високої твердості і зносостійкості. Накидна гайка 23 утримує брудоз’ємне гумове кільце 22, що очищає насосний плунжер 4 при русі його вниз. Можливий захист насоса від бруду за допомогою чохла.

При роботі насоса деталі 4 і 23 не повинні доторкатися, для чого отвір у накидній гайці 23 виконане на 1,2...1,5мм більше, ніж d.

Вертикальний і похилий канали з’єднують резервуар «В» з порожниною «А», а проточний отвір  - «В» з «Б». Вони свердляться в підставі 11. Канал  виконаний двома свердліннями заглушеними зварюванням і . Орієнтування положень і напрямків свердлінь досягається установкою підстави в кондукторі свердлильного станка. Пружини 24 і 25 клапанів  і  фіксуються розклепуванням і гвинтом 26 відповідно. Голка 7 і підстава 11 ущільнені гумовим кільцем 27, підтягнутим гайкою 28 через шайбу 29.

Голка 7 постачена різьбою і за квадратний хвостовик викручується з гайки 28.

У чавунному корпусі 30 рукоятки 5, у двох тягах 31, підставі 11 і насосному плунжері 4 маються отвори. У них поставлені пальці 32, зафіксовані шплінтами 33. Так утворені три шарніри . Поверхні і на деталях 31 і 30 при упиранні обмежують хід рукоятки 5 відповідно нагору і вниз, при цьому в нижнім положенні манжета 21 не упирається в дно корпуса 20, а у верхньому - заглиблена в корпус 20 на (1,5...2,0)d для надійного напрямку.

Гідродомкрат установлюється на дерев'яну дошку, для чого щоб уникнути її зминання підстава 11 має розвинену опорну поверхню розмірами .

Виступаюча частина підстави 11, що згинається, посилена ребрами .