Мультипликационный эффект автотранспортных домкратов и опрокидывателей, его оценки

6.1. Общие сведения.

Гаражные домкраты и опрокидыватели относятся к подъемно-осмотровому оборудованию автомобиля с его частичным вывешиванием. Примерно 45% объема работ по диагностике и техническому обслуживанию автомобилей в автосервисах и гаражах требуют доступа к рабочему объекту снизу.

6.2. Автотранспортные домкраты.

Гидравлические автотранспортные домкраты кратко можно классифицировать таким образом. По области применения – дорожные и гаражные. По типу привода – с ручным, педальным, пневматическим и электрическим. По конструкции механической передачи усилия обслуживаемому объекту - рычажные, штоковые, параллелограмные. По способу перемещения оборудования на территории обслуживания – передвижные (на колесах) и переносные. По способу установки под автомобиль – подставные, подкатные.

У выполненных моделей современных автотранспортных домкратов диапазон грузоподъемности находится в предлелах 1,6…12,5 тонн, а высота подъема объекта обслуживания до 500…900 мм.

13 6.3. Мультипликационный эффект статического (объемного) гидропривода заключается в его свойстве увеличивать (трансформировать) действующую на его входе силу. Для рассмотрения его принципа воспользуемся рис.16.

Рис. 16. Схема к описанию мультипликационного эффекта объемного

гидропривода

По закону Паскаля о равномерной передаче давления в замкнутом объеме гидравлической системы справедливы следующие зависимости.

. (12)

. (13)

. (14)

. (15)

. (16)

В формулах (12) – (16) и на рис. 16 обозначены величины:

H_H – усилие, действующее на ведущий (входной) поршень гидропривода, Н;

F_H – площадь ведущего поршня, м²;

P – давление жидкости в гидросистеме объемного привода (на рис. 16 рабочую жидкость символизирует темная внутренняя окраска), Па;

H_D – усилие, действующее на ведомый (выходной) поршень гидропривода, Н;

F_D – площадь ведомого поршня, м².

Неравенства (15) и (16) отражают качественный характер рассматриваемого процесса.

Для оценки данного эффекта применяется безразмерный коэффициент мультипликации силы (момента) K_MC равный

, (17)

или

, (18)

где g_D и g_H – удельные рабочие объемы соответственно выходного и входного гидроцилиндров рассматриваемой схемы на рис. 16 (в общем случае исполнительной и насосной гидромашин), м²;

η_DM, η_HM, η_A – КПД выходного гидроцилиндра, входного гидроцилиндра и промежуточной гидросистемы (в общем виде агрегатов привода), соответственно.

Как количественный примера мультипликационного эффекта объемного гидропривода рассмотрим гидравлический домкрат в соответствии с расчетной схемой на рис. 17.

В качестве основной рабочей гипотезы при идеализации расчета предположим отсутствие тепловых потерь при функционировании данной гидравлической системы.

Рис. 17. Схема к расчету оценок мультипликационного эффекта гидросистемы гаражного домкрата

Удельные рабочие объемы насосного g_H (входного) и исполнительного g_D (выходного) гидроцилиндров равны

, (19)

, (20)

где d_H и d_D – диаметры насосного и исполнительного гидроцилиндров, соответственно;

r₁ и r₂ – компоновочные размеры рукоятки привода насоса, см. рис. 17.

С учетом изложенных предпосылок, коэффициент мультипликации силы данной расчетной схемы математически моделируется так

. (21)

Имеем следующие исходные к расчету данные: η_DM = 0,925; η_HM = 0,87; η_A = 0,8; d_D = 120 мм; d_H = 16 мм; r₁ = 300 мм; r₂ = 25 мм; H_H = 100 Н.

В результате вычислений по формуле (21) получим K_MC = 435. С учетом уравнения (17) найдем H_D = 43500 Н или можно сделать вывод о том, что проектная грузоподъемность рассмотренного домкрата составит 4434 кг.

Принятый в изложенном примере насос классифицируется как гидромашина плунжерного типа. В действительности именно они имеют наибольшее применение из-за их простоты и надежности. При эксплуатации таких насосов необходимо использовать чистое гидравлическое масло, заменять его в среднем один раз в три месяца и обязательно выпускать воздух из внутренних гидролиний домкрата.

В автосервисах и гаражах типичным представителем оборудования, в котором используется гидравлическая система аналогичная изображенной на рис. 17, являются передвижные подкатные рычажные домкраты с ручным приводом (рис.18).

Рис.18. Принципиальная схема подкатного гаражного гидродомкрата: 1 – рукоятка привода насоса гидросистемы; 2 – фиксатор положения исполнительного устройства; 3 – рукоятка управления иглы выпуска рабочей жидкости для возврата гидродомкрата в исходное положение; 4 – блок насоса, гидробака и клапана управления гидросистемы; 5 – исполнительный гидроцилиндр; 6 – силовой рычаг – стрела; 7 – подхват; 8 – рама; 9 и 10 – ходовые колеса домкрата

6.4. Гидромеханические подъемники – опрокидыватели предназначены для проведения осмотровых, ремонтных, сварочных, малярных и других работ. Их гидравлический привод действует аналогично рассмотренным ранее. Данное гаражное оборудование занимает промежуточное положение между домкратами и автомобильными подъемниками. Его краткую классификацию можно представить так.

По степени подвижности – стационарные и передвижные. По типу привода – электромеханические, гидромеханические и с ручным приводом. В зависимости от способа крепления автомобиля - захватом за бампер или колесо. Грузоподъемность современных подъемников – опрокидывателей находится в пределах 1000- 3000 кг.

Принципиальная компоновочная схема типичного стационарного подъемника – опрокидывателя изображена на рис. 19.

Рис.19. Компоновочная схема гаражного подъемника – опрокидывателя: 1 – зажим крепления автомобиля; 2 – каретка; 3 – стойка с исполнительным устройством гидросистемы; 4 – подъемная рама; 5 – остов подъемника

Автомобиль, установленный на раме опрокидывателя, закрепляется на ней двумя захватами, нажатием кнопки на пульте управления включается электродвигатель насосной станции, распределитель гидросистемы устанавливается в положение «подъем», и каретка исполнительным гидроприводом перемещается вверх. При максимальном угле наклона рама автоматически останавливается.

Например, отечественный подъемник – опрокидыватель П-146 с электрогидравлическим приводом имеет грузоподъемность 2000 кг, наибольший угол наклона подъемной рамы 30⁰, время наклона рамы на полный угол 30 с, массу 380 кг.

Основным перспективным направлением проектирования гидравлических домкратов и подъемников – опрокидывателей является расширение их изготовляемой номенклатуры.

Дата добавления: 2014-01-04