Проверочный расчет подъемника

3.2 Проверочный расчет подъемника

Так как масса автомобиля ГАЗель примерно в полтора раза больше массы среднестатистического легкового отечественного автомобиля, необходимо произвести проверочный расчет подъемного рычага и винта подъемного механизма подъемника П-97М, а так же анкерных болтов.

Так же планируется использование подъемника для снятия двигателей с автомобилей. Использование подъемника для снятия двигателей в нашем случае весьма целесообразно, так как в данном помещении отсутствует подъемно-транспортное оборудование, а приобретение и установка его обойдется очень дорого. Но так как вес самого тяжелого силового агрегата автомобиля, планируемого для обслуживания и ремонта (а/м ГАЗель G_ДВ = 4700 H) меньше максимальной нагрузки на один подъемный рычаг подъемника, то дополнительный проверочный расчет проводить не будем.

3.2.1 Проверочный расчет подъемного рычага подъемника на изгиб

П
роверочный расчет подъемного рычага подъемника на изгиб ведем по расчету балки.

И

(6)

з условия прочности балки:

г

(7)

де М_и.мах – наибольший изгибающий момент;

М_и.мах = М_и*n ,

где М_и – изгибающий момент;

n – коэффициент запаса, n = 1,5;

Из определения изгибающий момент находим по формуле:

М

(8)

_и = G*l ,

где G – сила, прикладываемая к балке;

с

(9)

ила, действующая на подъемник равна произведению массы автомобиля на ускорение свободного падения

G =m*g ,

m = 2600 кг

g = 9.8 м/с²

G = 2600*9,8 = 25400 Н

Так как у подъемника 4 подъемных рычага то сила действующая на 1 подъемный рычаг будет равна:

G₁ =G/4 = 25400/4 = 6370 Н;

l – плечо, равное длине подъемного рычага подъемника, l = 1,5 м.

Подставив данные в формулу (3) получим:

М_и = 6370*1,5 = 9555 Н*м = 9555000 Н*мм

Подставив данные в формулу (2) получим наибольший изгибающий момент:

М_и.мах = 9555000*1,5 = 143322500 Н*мм

W

(10)

_x – момент сопротивления; так как сечение балки – полый прямоугольный брус, то расчет момента сопротивления ведем по формуле:

где b – ширина наружной стенки бруса, = 150 м;

h – высота наружной стенки бруса, = 100 м;

b₀ – ширина внутренней стенки бруса, b₀ = 140 м;

h₀ – высота внутренней стенки бруса, h₀ = 90 м.

П
одставив данные в формулу (5) получим момент сопротивления:

П
одставив данные в формулу (6) получим напряжение при изгибе:

[σ_u] – допускаемое напряжение при изгибе;

Д

(11)

опускаемое напряжение при изгибе находим по формуле:

где σ_ол – предельное (опасное) напряжение, т.к. балка выполнена из металла Сталь 45 (σ_т = 360 Н/мм², σ_в = 610 Н/мм²) и испытывает деформацию – изгиб то предельное напряжение будет равно:

[σ] = 1,2 σ_т ,

де σ_т – предел текучести материала из которого выполнена балка, σ_т = 360 Н/мм²;

[σ] = 1,2*360 = 432 Н/мм²;

n – коэффициент запаса, n = 1,5;

П
одставив данные в формулу (11) получим допускаемое напряжение при изгибе:

Допускаемое напряжение удовлетворяет условию и даже имеет небольшой запас:

234,96 Н/мм² ≤ 288 Н/мм²

Следовательно, подъемник выдержит массу автомобиля ГАЗель, и будет обладать достаточным ресурсом работы.

3.2.2 Проверочный расчет винта подъемного механизма

При увеличении нагрузки на подъемный рычаг подъемника, увеличивается нагрузка и на винт подъемного механизма. Поэтому необходимо произвести проверочный расчет резьбы винта подъемного механизма.

Проверочный расчет резьбового соединения подъемного механизма на смятие
Характеристика резьбового соединения подъемного механизма подъемника П-97М:

Резьба винта прямоугольная, однозаходная

шаг резьбы Р = 8 мм

наружный диаметр резьбы винта d = 52 мм;

внутренний диаметр резьбы винта d₁ = 43 мм;

средний диаметр резьбы винта и гайки d₂ = 48 мм;

наружный диаметр резьбы гайки d’= 53 мм;

внутренний диаметр резьбы гайки d’₁ = 44 мм;

высота гайки Н = 64 мм;

высота резьбы h = 4 мм;

площадь сечения стержня винта S = 14,52 см²;

материал – Сталь 40Х

Гайка изготовлена из литейной латуни марки ЛАЖМц66-6-3-2, σ_в = 700 Н/мм²; δ = 7 %; НВ = 160 кг/мм². Прямоугольная резьба не стандартизирована. Так же как и трапецеидальная, она предназначена для передачи движения. Диаметры и шаг прямоугольной резьбы рекомендуется принимать по ряду диаметров и шагов трапецеидальных резьб.

Проведем проверочный расчет резьбы на смятие.

Из условия износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия:

(12)

где F – сила, действующая на резьбу винта и гайки.

(14)

Так как подъемник П-97М имеет два винта то силу, действующую на резьбу винта и гайки, найдем следующим образом:

(13)

где G – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

d₂ – средний диаметр резьбы винта и гайки d₂ = 48 мм;

h – высота резьбы, h = 4 мм;

z – число рабочих витков.

Ч
исло рабочих витков находится следующим образом:

(15)

где Н – высота гайки, Н = 64 мм;

P
– шаг резьбы, P = 8 мм.

[σ_см] – допускаемое напряжение при смятии, в сопряжении сталь–латунь допускаемое напряжение при смятии принимается равным допускаемому напряжению латуни [σ_см] = σ_в /n =700/3.5=200 Н/мм².

П
одставив данные в формулу (12) получим

Напряжение смятия полностью удовлетворяет условию износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия, более того имеет запас более 100%.