Винт домкрат. ОПЭТО ПЗ-2 Винтовой домкрат. Проектирование оборудования для механизации подъемнотранспортных работ
 Скачать 270.97 Kb.
|
|
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ Практическое задание № 2 Расчет домкратов и подъемников Домкраты и подъемники относятся к группе подъемно-осмотрового оборудования и предназначены для обеспечения доступа при ТО и ремонте к узлам и агрегатам авто- мобилей при их монтаже-демонтаже. Домкраты предназначены для вертикального подъема груза на небольшую высо- ту. Домкраты бывают механические, гидравлические и пневматические. Вследствие достаточно высокой упругости рабочего тела и чрезмерных габаритных размеров пнев- матические домкраты широкого применения не получили. Гидравлические и механиче- ские домкраты являются наиболее распространенным вспомогательным подъемно- осмотровым оборудованием. Гидравлические домкраты могут быть с ручным или приводным насосом, а меха- нические − с ручным или с электрическим приводом. Механические ручные домкраты делятся на винтовые, реечные и рычажно- реечные. К основному подъемно-осмотровому оборудованию относятся подъемники раз- личного типа. Подъемники классифицируются (рис. 4.11): по способу установки – на стационар- ные и передвижные; по типу механизма подъемника – на механические и гидравличе- ские; по роду привода – на ручные и электрические; по месту установки – на напольные и канавные. К подъемно-осмотровому оборудованию предъявляются следующие требования: − надежность в работе; − обеспечение безопасности работ (включая страховку и фиксацию узлов при вы- полнении монтажно-демонтажных работ); − уменьшение габаритов и металлоемкости конструкции с одновременным повы- шением маневренности на ограниченных производственных площадях; − легкость управления и простота обслуживания; − срок окупаемости минимальный. − эргономическое оснащение должно удовлетворять санитарно-гигиеническим нормам и правилам. 4.2.1. Винтовой домкрат Винтовой домкрат (рис. 4.12) состоит из корпуса 1, в который запрессована брон- зовая гайка 2 с прямоугольной или трапецеидальной самотормозящейся резьбой, винта 3 и пяты 4. Винт перемещается при вращении рукоятки 5. Для лучшего прилегания пяты к поднимаемому грузу ее часто делают самоустанавливающейся. При подъеме пята не должна вращаться. Винт домкрата изготовляется из стали 40 или 45. Головка винта под- вергается термообработке до HRC 40…45. КПД самотормозящихся винтов следует при- нимать не более 0,5. Для самоторможения необходимо, чтобы угол подъема винтовой линии α не превышал угла трения в резьбе ϕ . При коэффициенте трения в винтовой па- ре f = 0,1, угол подъема α = 4…5º, а коэффициент трения ϕ = 5,5º.  Рис. 4.11. Классификация автомобильных подъемников Последовательность расчета винтовых домкратов и подъемников 1. Рассчитать силовой винт подъемника (определить диаметр винта, номинальное давление на опорную поверхность). 2. Определить крутящий момент, прилагаемый к винту, в зависимости от опорной поверхности торца винта. 3. Рассчитать параметры гайки, воротка, упора и КПД подъемника. 4. Для расчета электромеханического подъемника необходимо разработать кинематическую сему, определить длину плеч подхватов и распределить силы, действующие на эти плечи. 5. Рассчитать нагрузку на один винт (на одну стойку) подъемника. 6. Определить длину роликов и найти силы, действующие на ролики и направляющие. 7. Уточнить усилие в винте, рассчитать крутящий момент и нагрузку в опоре винта. В качестве опоры можно использовать упорные или радиально-упорные подшипники. 8. Рассчитать мощность электродвигателя. Подобрать электродвигатель. Внутренний диаметр винта определяется из расчета на сжатие по пониженному на 30% допускаемому напряжению:  где Q – сила, действующая на винт, Н.  где σТ – предел текучести, МПа; [s] = 2,5…3 – коэффициент запаса прочности. Отсюда  Рассчитав dв, по ГОСТу выбирают для трапециидальной, прямоугольной или упор- ной резьбы шаг Р, средний диаметр резьбы dср и наружный диаметр dн. Далее проверяют условие самоторможения винта,  Если α > ϕ, необходимо уменьшить шаг винта.  Рис. 4.12. Винтовой домкрат: 1 – корпус; 2 – гайка; 3 – винт; 4 – пята; 5 – рукоятка Крутящий момент, прилагаемый к винту,  где Мп – момент трения на опорной поверхности пяты, зависящий от конструкции опо- ры. Если винт опирается непосредственно плоским торцом (рис. 4.13, а), момент  Для случая (рис. 4.13, б)  где fо = 0,1…0,2 – коэффициент трения в контакте между пятой и винтом; d1, d2 – размеры, принимаемые конструктивно (рис. 4.13, а, б). Если опора сферическая (рис. 4.13, в), моментом Мп можно пренебречь. При сферическом конце торца винта, опирающемся на конусную поверхность пяты (рис. 4.13, г), касание происходит по окружности диаметром d = 2Rc cosψ , где Rс – ра- диус сферы, а ψ – половина угла при вершине конуса.  Рис. 4.13. Схемы к расчету опорных частей силовых винтов Нормальное давление на опорную поверхность  . Тогда Для создания крутящего момента используют рукоятку, длина которой L = 0,4…0,6 м, а усилие на рукоятке не должно превышать 300 Н. Находимое усилие, прилагаемое рабочим в зависимости от выбранной длины руко- Ятки  Если условие не выполняется, необходимо увеличить длину рукоятки или умень- шить шаг винта. Винт проверяют на совместное действие сжатия и кручения, а при зна- чительной длине и на устойчивость. Эквивалентное напряжение  Где  - – напряжение кручения.Условие достаточной прочности σэк ≤ [σ]. Винт проверяют на устойчивость по формуле Эйлера  где Qкр – критическая сила, Н; Е = 2,1·105 МПа – модуль упругости для стали;  - – момент инерции для круглого сечения, мм4;l – максимальная высота подъема, мм. Запас устойчивости определяем по формуле  Определяем число витков гайки.  где [q] – допускаемые удельные давления в контакте винта и гайки (табл. 4.1), МПа. Число витков резьбы гайки не должно быть более 10, так как лишние витки все равно не будут работать. Если получилось z >10, то выбирают другой материал или уве- личивают диаметр винта. Высота гайки   Наружный диаметр гайки D определяется из условия прочности на растяжение  Наружный диаметр фланца D1 по условию сжатия  Толщина фланца  Значения [σ р] , [σ сж] и [τ] принимаются: для бронзы [σ р] = 35…45 МПа; для чугу- на [σ р] = 20…25 МПа; для бронзы и чугуна по чугуну и стали [σ сж] = 35…45 МПа; для бронзы [τ] = 20…25 МПа; для чугуна [τ] = 20…30 МПа. Винты, как правило, изготовляются из стали 40, 45, 50 или с закалкой в более от- ветственных конструкциях из стали 40Х, 40ХН, 50ХГ и др. Лучшими материалами для изготовления гаек являются оловянистые бронзы: БрОФ10-1, БрОФ10-05, БрОЦС6-6-3. При малых скоростях вращения применяется антифрикционный чугун АВЧ-1, АВЧ-2, АКЧ-1 и АКЧ-2, а также серый чугун СЧ 18-36 и СЧ 21-40. КПД домкрата  где Ап = Q⋅р – работа по поднятию груза за 1 оборот винта, Дж; А = 2⋅Qp⋅π⋅R – работа, совершаемая рабочим за 1 оборот винта, Дж. Исходные данные
|