3.3.3 Визначення параметрів гідравлічного підйомника

Розглянемо методику розрахунку окремих елементів гідравлічного підйомника, яка може також використовуватися при розрахунках гідравлічних виконавчих елементів різноманітного обладнання, що використовується при обслуговуванні і ремонті автомобілів.

Електрогідравлічні підйомники

а)

б)

а – чотиристійкові; б – ножичні

Рис. 1.29

Будемо вважати, що маса вантажу , що обслуговується на підйомнику, визначається масою автомобіля . Число стояків підйомника залежить від його вантажопідйомності. Якщо автомобіль має порівняно невелику масу та розміри, то може використовуватися підйомник з одним стояком. При значних масах автомобіля число стояків збільшують і приймають два або чотири. Подамо рекомендовані значення числа стояків підйомника в залежності від маси автомобіля:

• якщо , то ;

• якщо , то ;

• якщо , то .

Із зростанням тиску масла, що діє на плунжер, при незмінній вантажопідйомності можна зменшувати його розміри. З іншого боку, зростання тиску вимагає більш досконалих матеріалів, а також підвищує вимоги до конструкції та якості виготовлення з’єднань. В більшості випадків приймають тиск в системі .

Висота підйому плунжера h в сучасних підйомниках становить 1,7...1,8 м. Час підйому автомобіля приймають 30...120 с. Коефіцієнт запасу вантажопідйомності беруть в межах 1,1...1,3.

Доцільно конструкцію і розміри стояків приймати однаковими, що значно здешевить підйомник.

Вантажопідйомність одного стояка підйомника в кН можна визначити так:

,

(1.77)

де – маса автомобіля в кг; .

Діаметр плунжера (рис. 1.30) можна знайти із умови рівності вантажопідйомності стояка і сили від тиску масла на плунжер:

,

звідки маємо:

.

(1.78)

Рис.1.30

В

Розрахункова схема плунжера

изначимо необхідну продуктивність насоса, що обслуговує гідропідйомник.

Продуктивність насоса визначається об’ємом , який звільняють плунжери підйомника при їх переміщенні h з крайнього нижнього положення до крайнього верхнього та часом , за який це переміщення здійснюється, л/хв.:

.

(1.79)

Коефіцієнт переводить об’єм з м³/с у об’єм в л/хв.

За відомою продуктивністю можна вибрати конкретну модель насоса. Найчастіше використовують шестеренні насоси типу НШ. Якщо існуючі насоси не задовольняють вимогам, то розраховують необхідні геометричні розміри і на їх основі розробляють конструкцію насоса.

Схема шестеренного насоса показана на рис. 1.31.

Схема шестеренного насоса

Рис.1.31

Визначимо геометричні розміри шестеренного насоса.

Реальна продуктивність насоса відрізняється від геометричної завдяки перетіканню масла з областей підвищеного тиску до областей зниженого

,

(1.80)

де – об’ємний коефіцієнт подачі, .

Легко показати, що геометрична продуктивність насоса зв’язана з його геометричними розмірами залежністю

(1.81)

де – модуль зубів, мм;

– число зубів шестерні;

– частота обертання шестерень, об/хв.;

– ширина шестерні або довжина зуба, мм.

Із курсу ТММ відомо, що діаметр початкового (ділильного) кола шестерні зв’язаний з лінійною швидкістю та числом обертів за хвилину умовою:

.

(1.82)

Для відсутності кавітації при роботі насоса необхідно дотримуватись умови, щоб лінійна швидкість .

Із рівняння (1.88) знайдемо діаметр початкового (ділильного) кола шестерні:

.

(1.83)

В шестеренних насосах рекомендується використовувати шестерні з числом зубів та модулем .

Таким чином, розв’язуючи рівняння (1.87) відносно , знайдемо ширину шестерні:

.

(1.84)

Вибір модуля, числа зубів та лінійної швидкості вважається вдалим з конструкторської точки зору, якщо відношення знаходиться в межах 0,8...1,5. В іншому разі перераховані параметри необхідно коригувати в межах рекомендованих значень.

Визначимо потрібну потужність двигуна для приводу насоса через роботу, що виконує підйомник та час, за який він цю роботу виконує:

(1.85)

де – механічний коефіцієнт корисної дії підйомника. Рекомендується приймати .

Затим вибирають електродвигун із каталогу, приймаючи до уваги умову:

і ,

де і – паспортні потужність та частота обертання в об/хв. двигуна.

Крутний момент на валу двигуна визначається:

.

(1.86)

Знаючи крутний момент та діаметр вала двигуна можна вибрати потрібну муфту та виконати її перевірочні розрахунки.

При необхідності, наведений обсяг розрахунків доповнюють розрахунками на міцність елементів підйомника методами, відомими із курсу деталей машин.

Змістовний модуль 2. Транспортне обладнання