МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

Кафедра «Сервис и ремонт»  

Пояснительная записка

к  курсовому  проекту

по дисциплине «Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования» 
 
 
 

Студент:              Шляхов А.С.

Шифр:                 094243

Факультет:          ИТ

Специальность:  190500.62 «Эксплуатация транспортных средств»

Группа:                31-ЭТ(б)

Руководитель: _________________Ломакин Д.О. 

Работа защищена с оценкой: __________________ 
 
 

Орел 2011 

Содержание 
 

            Введение                                                                                                              3

     1. Назначение и область применения предлагаемой конструкции.                 4 

     2. Анализ существующих конструкций, выбор варианта для

         проектирования.                                                                                                 5

     Вариант №1                                                                                                       7

     Вариант №2                                                                                                       9 

     Вариант №3                                                                                                      11 

     Вариант №4                                                                                                      13 

     3. Совершенствование конструкции и работы изделия, расчеты

          подтверждающие надежность      и     работоспособность.                          15 

     4. Описание организации работ, с применением разрабатываемого

          изделия.                                                                                                             16

       Заключение                                                                                                        17                                                                                                     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Введение 

     ДОМКРАТ (от голл. dommekracht), стационарный, переносный или передвижной механизм для  подъема, опирающегося на него груза. Домкраты подразделяются на несколько видов. Домкраты гидравлические работают от жидкости. Корпус является направляющим цилиндром для поршня и резервуаром для рабочей жидкости. Усилие от приводной рукоятки передается через рычаг на нагнетающий насос. При движении вверх жидкость из резервуара подается в полость насоса, а при нажатии нагнетается в полость рабочего цилиндра, выдвигая плунжер. Гидравлические домкраты можно квалифицировать на промышленные и автомобильные. Грузоподъемность промышленных гидравлических домкратов доходит до 500 тонн и высота подъема от 5 мм. до 1,5 метров. Домкраты повсеместно используются как оборудование для автосервиса и шиномонтажное оборудование, так и в любом автомобиле. Автомобильные гидравлические домкраты подразделяются:

- автономные бутылочные домкраты одноплунжерные и двухплунжерные с усилием от 2 до 100 тонн;

- автомобильные подкатные домкраты с усилием от 2 до 30тонн;

- реечные автомобильные домкраты или его еще называют High Jack в основном, используются для поднятия и перемещения внедорожника при выполнении плановых и аварийных ремонтах. Усилие, на которое рассчитаны реечные домкраты до 3 тонн и высота подъема до 1350 мм. Пневматические домкраты приводятся в действие с помощью сжатого воздуха от насоса или компрессора, пневмодомкраты незаменимы в случае небольшого зазора между опорой и грузом, если важна скорость подъема, если предстоит работа на рыхлом, неровном или болотистом грунте. Также существуют надувные домкраты, которые приводятся в действие от выхлопных газов автомобиля. 
 

1. Назначение и область применения предлагаемой конструкции 

     Домкрат гидравлический подкатной – ручной грузоподъемный механизм, который используется в основном для работы на СТО. Он имеет преимущество в простоте управления процессом подъема на расстоянии, простоте ориентации под грузом. Работа с ним должна производиться на твердой и ровной поверхности. Среди данных изделий можно выделить две группы: бытовые и профессиональные домкраты, которые различаются по прочности конструкции и максимальной высоте подъема. Домкрат состоит из механизма подъема (гидроцилиндра), расположенного на раме с колесами и рычага подъема. Домкраты подкатные могут работать с грузами с низком подхватом. Их широкий модельный ряд позволяет также выбрать механизмы с различной высотой подъема. Основными характеристиками, по которым выбирается домкрат подкатной, являются его грузоподъемность, высота подъема и подхвата.

Основной  задачей использования автомобильных домкратов, является поднятие части машины выше ее нормального клиренса (дорожного просвета). Что позволяет освободить колесо от дорожного покрытия, с последующей возможность снять eгo или же приподнять авто, что бы заглянуть под машину и пpoвести под ней осмотр и устранить какие либо неисправности.  

   Автомобильные домкраты управляются гидравлическим насосом с подъемным цилиндром. Для обеспечения безопасности, гидравлические домкраты имеют специальные клапаны контроля опускания и давления, а также ограничитель подъема. Достаточно широкая база автомобильного домкрата гарантирует устойчивое положение механизма во время его использования.

2. Анализ существующих  конструкций 

Принцип действия гидравлического домкрата. 

    Как следует из названия, принцип действия таких домкратов использует жидкость, а точнее – принцип сообщающихся сосудов. В качестве рабочей жидкости обычно используют гидравлическое масло.  

    На  иллюстрации – типичная конструкция  так называемого бутылочного  гидравлического домкрата. Качая  насос вручную или с помощью  электричества, пользователь заполняет  маслом нижнюю часть цилиндра и поднимает  поршень вверх. Характерная и  необходимая деталь такого домкрата – перепускной клапан, состоящий, в свою очередь, из всасывающего и нагнетательного клапанов. Именно они позволяют создавать и поддерживать давление в рабочем цилиндре. Всасывающий расположен на патрубке резервуара и препятствует возврату жидкости в резервуар при опускании плунжера насоса. Нагнетательный, соответственно – на патрубке цилиндра, он не дает гидравлической жидкости покинуть цилиндр при подъеме насосного плунжера. Открывая клапан с помощью винта можно сбросить давление и опустить груз на землю. Собственно – надежная и проверенная временем конструкция.

Достоинства.

    Важная  особенность гидравлики – несжимаемый  рабочий материал, то есть жидкость. Отсюда – плавность подъема и  опускания, фиксация груза на необходимой  высоте и точность торможения. Кроме этого, гидравлические домкраты обладают высоким, до 80%, КПД и значительной, до 100 и более тонн, грузоподъемностью при относительно малом усилии на плунжере насоса.

Недостатки.

    Как это обычно бывает, недостатки проистекают из достоинств. Гидравлические домкраты относительно медлительны – один рабочий цикл насоса соответствует небольшой высоте подъема. Еще один недостаток – сложность хранения и транспортировки. Вертикальный гидравлический домкрат можно хранить и перевозить только в вертикальном положении иначе рабочая жидкость может покинуть отведенный ей объем и произвольно растечься по окружающей действительности. 
 
 
 
 
 
 
 

       На  сегодняшний день существует множество аналогов подкатных гидравлических домкратов разных производителей вот некоторые из них: 

       Вариант №1 

       Домкрат подкатной гидравлический профессиональный от российского производителя «СОРОКИН» модель  FrogLine Jack. 
 
 

       Плюсы конструкции: наличие педали быстрого подъема,  складная ручка подъема, большая высота подъема, грузоподъемность до трех с половиной тонн.  

       Минусы  конструкции: увеличенный габаритный размер и как следствие масса модели. 

       Характеристики  подкатного домкрата: 

       Вариант №2 

       Профессиональный  подкатной домкрат Winntec производства Голландии.

       Плюсы конструкции:  простая и надежная конструкция, облицовка ручки домкрата выполнена из мягкого, износостойкого материала, большая высота подъема. 

       Минусы  конструкции: использование тяжелых материалов, что привело к увеличению массы изделия, при небольших габаритных размерах. 
 
 
 
 
 
 
 

       Характеристики  подкатного домкрата: 

       Вариант №3 

       Подкатной домкрат COMPAC 3T-C производства Дании.   

       Плюсы конструкции: сверхнизкий подхват позволяющий поднимать автомобили с минимальным клиренсом (дорожным просветом), удлиненная конструкция шасси обеспечивающая лёгкий доступ к глубоко расположенным опорным точкам автомобиля, высота подъёма до полуметра.  

       Минусы  конструкции: большие габаритные размеры, вследствие увеличения рамы конструкции, большая масса. 
 
 

       Характеристики  подкатного домкрата: 

       Вариант №4 

       Подкатной гидравлический домкрат Matrix 51002. 

       Плюсы конструкции: компактный размер, модель изготовлена из алюминиевого сплава, оснащена удленнителем опорной пяты (несколько вариантов замены), увеличивающим высоту подъёма, позволяет осуществлять подкат под автомобиль, плавный подъем и точную остановку на заданной высоте. 

       Минусы  конструкции: не смотря на возможность удлинения опорной пяты, максимальная высота подъема находится ниже уровня других аналогов. 
 
 
 
 
 

       Характеристики  подкатного домкрата: 

       В результате проведенного анализа, были выявлены плюсы и минусы подобранных конструкций. Все они вполне пригодны для использования в условиях сервисного обслуживания, а так же для домашнего применения. Несомненно,  основным критерием выбора домкрата является высота его подхвата, что не мало важно в современных условиях, так как присутствует тенденция занижения автомобилей для улучшения аэродинамических качеств. Противовесом к данному критерию являются автомобили повышенной проходимости, имеющий большой дорожный просвет. Для них значение имеет наивысшая высота подъема и грузоподъемность. В условиях автосервиса легковых автомобилей с целью экономии денежных средств выгодно использовать домкрат, сочетающий в себе эти 2 основных критерия. Модель COMPAC 3T-C производителя из  Дании вполне отвечает таким требованиям. Но при этом придется пренебречь размером и массой. В условиях автосервиса это не является принципиальным.   

       Следовательно, наиболее перспективной конструкцией можно считать аналог №3. 

3. Совершенствование  конструкции и работы изделия,  расчеты подтверждающие надежность      и     работоспособность 

       Высота  подъема домкрата COMPAC 3T-C составляет 500 мм что вполне достаточно для легковых  автомобилей массой не более трех тонн. Поэтому изменение конструкции изделия будет направлено на уменьшение минимального подхвата, он составляет 125 мм. Достигнуть этого можно путем уменьшения радиуса колес. 
 

  Ручка управления

  процессом подъема

                                                                                          Опорная часть 
 
 

                                                                                          Гидроцилиндр  
 

       Рама  домкрата

                                                                             Колеса  
 
 

       При проектировании домкрата необходимо учесть  тип колесной пары. Рассчитаем ось колесной пары. Определим наименьшие допускаемые диаметры ее расчетных сечений (в конечном итоге мы получим диаметры расчетных сечений - рис.1).

Рис.1. Ось колесной пары. 

               , где

         М - изгибающий момент от действия расчетных нагрузок в расчетном сечении оси,

           -допускаемое напряжение для расчетного сечения оси.

          Изгибающие моменты от расчетных нагрузок в сечениях шейки, подступичной части и средней части оси следующие:

           М_ш=(1,25+h_k/21)0.5P₀l₂;

       М_пч=[(1,25+ h_k/21)(l-s)+r_k]0.5P₀;

       М_ср=[(1,25(l-s)+ +r_k]0.5P₀, где 

         h_k - высота центра тяжести домкрата от оси колесной пары;

         2l - расстояние между серединами шеек оси;

         2l₂ - длина шейки оси;

         2s - расстояние между кругами катания  колес;

         r_k - радиус колес;

          P₀ - статическая нагрузка на ось от веса домкрата брутто, вычисляется по формуле:

       P₀=(m_бр-m₀m_кг)g/ m₀;

         P₀=(38-2*1)9,81/2=176,2 Н, где

         m_бр - масса домкрата брутто;

           m_о - число колесных пар;

          m_кг - масса колесной пары.

       Проверка колеса на прочность:

    dкол  ≥ 3.8 Po 

      Все условия прочности выполняются, следовательно модернизированное изделие пригодно для использования. 
 
 
 
 
 
 

4. Описание организации работ с применением разрабатываемого изделия 

       Домкрат гидравлический подкатной – ручной грузоподъемный механизм, который используется в основном для работы на СТО. Предназначен для вывешивания автомобиля или его части для проведения ремонтных или диагностических работ. Модернизированная конструкция домкрата COMPAC 3T-C  сыграет важную роль в коммерческом аспекте. Появится возможность обслуживания заниженных автомобилей на низкопрофильной резине, с пластиковым хрупким обвесом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Заключение 

       В ходе выполнения курсовой работы  были изучены 4 модели подкатных гидравлических домкратов грузоподъемностью 3 тонны разных производителей и выбрана наиболее перспективная к модернизации. После проведения изменения конструкции и расчетов надежности, были выполнены рабочие чертежи.