Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования транспортных предприятий (стр. 6 из 7)
Далі буде розглянуто методику розрахунку окремих елементів гідравлічного підйомника, яка може також використовуватися при розрахунку гідравлічних виконавчих елементів різноманітного обладнання, що використовується при обслуговуванні і ремонті автомобілів.
Перш ніж почати розрахунок гідравлічного підйомника, потрібно вибрати деякі вихідні його параметри.
2.3 Маса вантажу, що піднімає підйомник
Звичайно маса вантажу Ма визначається масою автомобіля, що обслуговується на цьому підйомнику. Наприклад, вважатимемо, що на підйомнику обслуговується автомобіль КамАЗ-5320, маса якого у спорядженому стані становить 7080 кг. Одночасно визначаємо, що на передню вісь автомобіля припадає 3320 кг, а на задні осі 3760 кг.
2.4 Кількість стояків підйомника
Залежно від кількості стояків m при незмінній вантажопідйомності зміняються розміри плунжера, а головне, стійкість автомобіля на підйомнику. Якщо автомобіль має невелику масу (близько 2 т) на розміри, ТО може використовуватися підйомник з одним стояком. Для нашого прикладу доцільно число стояків взяти 2.
2.5 Тиск робочої рідини, що діє на плунжер підйомника
Із зростанням тиску Р масла, що діє на плунжер, при незмінній вантажопідйомності можна зменшувати його розміри. З іншого боку, зростання тиску потребує більш досконалих матеріалів, а також підвищує вимоги до конструкції та якості виготовлення з’єднань. Звичайно в підйомниках такого типу використовується тиск близько 1,0 МПа.
2.6 Висота підйому плунжера
Висота підйому плунжера h визначається зручністю доступу до агрегатів та вузлів автомобіля під час його обслуговування та ремонту.
Для сучасних підйомників ця висота становить 1,7…1,8 м.
2.7 Час підйому автомобіля на максимальну висоту
Чим менший час підйому, тим вища продуктивність праці, але одночасно збільшується потрібна потужність приводного двигуна. Час підйому автомобіля на максимальну висоту для підйомників становить 30…120 с. Для нашого прикладу беремо підйому 60 с.
2.8 Коефіцієнт запасу вантажопідйомності
Необхідність прийняття деякого запасу на вантажопідйомність підйомника зумовлена тим, що можливе збільшення маси моделі автомобіля, який обслуговується, заводом-виготовлювачем, а також внаслідок установлення на нього додаткового обладнання. Крім того, перехід підприємства на обслуговування більш потужних автомобілів. Коефіцієнт запасу вантажопідйомності КЗ беруть 1,1…1,3; для нашого прикладу – 1,2.
2.9 Номінальна вантажопідйомність одного стояка підйомника
Згідно з прийнятим рішенням в прикладі, що розглядається, підйомник має два стояки. Навантаження від ваги автомобіля, яке припадає на один стояк, розподіляється близько від того, як розподіляється вага автомобіля по його осях. У автомобіля КамАЗ-5320 більша частина маси припадає на задні осі і становить 3760 кг. Доцільно конструкцію і розміри обох стояків приймати однаковими, що значно здешевить підйомник. Вантажопідйомність одного стояка в цьому випадку буде визначатися масою автомобіля, що припадає на задні осі. Розрахункова формула вантажопідйомності одного стояка має такий вигляд, кН:
(1)де К3 – коефіцієнт запасу вантажопідйомності;
- маса автомобіля, що припадає на задні осі, кг; g – прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с2. 
2.10 Діаметр плунжера
Якщо відома вантажопідйомність та тиск робочої рідини, ТО можна визначити необхідну площу плунжера, а через неї – його діаметр. Вантажопідйомність плунжера
(2)де р – тиск робочої рідини; S – площа поперечного перерізу плунжера (рис. 2).
Якщо в залежності (2) площу плунжера визначити через його діаметр
та вирішити її відносно діаметра, тоді одержимо, м: 
. (3)Коефіцієнт 103 , необхідний для переведення тиску, вираженого через МПа, в кПа. Для нашого прикладу
м.Діаметр округляють до найближчого нормалізованого лінійного розміру; d » 0,24 м.
2.11 Продуктивність насосу, що обслуговує гідропідйомник
Продуктивність насосу визначається об’ємом, який звільняють плунжери підйомника при їх переміщеннях з крайнього нижнього положення до крайнього верхнього, та часом, за який це переміщення здійснюється, л/хв:
, (4)де m – кількість стояків підйомника; h – висота підйому, м; t - час підйому, с.
За коефіцієнтом 6·104 переводять м3/с у л/хв.
Після підстановки дістаємо
л/хв.За відомою продуктивністю можна вибрати конкретну модель насосу. Найчастіше використовують шестеренні насоси. Якщо існуючи насоси не відповідають потрібному, ТО розраховують його геометричні розміри, а на їх основі розробляють конструкцію насоса.
2.12 Розрахунок геометричних розмірів шестеренного насоса
Схема шестеренного насоса показана на рис 3. За вказаним напрямом обертання шестерень з нижньої порожнини насоса масло витісняється, а в верхню засмоктується. Реальна продуктивність насоса відрізняється від геометричної завдяки перетіканню масла з областей підвищеного тиску до областей зниженого:
,де ηV – об’ємний коефіцієнт подачі, ηV = 0,7…0,82.
Таким чином, геометрична продуктивність насоса
.Легко показати, що геометрична продуктивність насосів зв’язана з його геометричними розмірами залежністю, л/хв:
(6)де mz – модуль зуба шестерні, мм; z - число зубів шестерні; n - частота обертання шестерень, хв-1; b - ширина шестерні або довжини зуба, м.
Задавшись частотою обертання шестерні (наприклад, n = 2500 хв-1, можна визначити діаметр початкового кола шестерні за умовою, що лінійна швидкість не перевищує V £ 8 м/с. Це гарантує відсутність кавітації при роботі насоса, мм:
(7)Для нашого прикладу
Після округлення do ,беремо 60 мм.
Діаметр шестерні зв’язує між собою число зубів і модуль:
(8)В шестеренних насосах використовуються шестерні з числом зубів 8…15 та модулем 2…4. Для нашого випадку шестерня з числом зубів 25 і модулем 4 матиме діаметр початкового кола 60 мм, що відповідає умові V £ 8 м/с.
Таким чином, з формули (6) невідомим залишається ширина шестерні b, яку можна розрахувати, вирішивши рівняння (6) відносно b:
, мм (9) 
.Після округлення b » 57 мм.
Вибір модуля, числа зубів та окружної швидкості можна вважати вдалими, якщо b/do знаходиться в межах 0,8…1,5.
Для нашого випадку b/do = 57:60 = 0,95. В іншому разі перераховані параметри коригують.
2.13 Розрахунок потужності приводного двигуна
Потужність двигуна для приводу насоса можна вирахувати через роботу, що виконує підйомник, та час, за який він цю роботу виконує:
, (10)де hм – механічний коефіцієнт корисної дії всієї системи (hм=0,75…0,85).
Результат буде в кіловатах (кВт), якщо вантажопідйомність в кілоньютонах (кН):
.Таким чином, для підйому гідропідйомником автомобіля КамАЗ-5320 на висоту 1,8 м за 60 с потрібен двигун потужністю 3,32 кВт.
При виконанні курсового або дипломного проекту наведений обсяг розрахунків доповняють розрахунками міцності елементів підйомника.
Задача 3.1
Расчет комбинированного роликового стенда для определения тяговых и тормозных качеств автомобиля