Klíčová slova: Mitsuoka K-1, zvedák, automobilový zvedák, motocyklový zvedák, pohony

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ FACULTY OM MECHANICAL ENGINEERING INSTITUE OF A MACHINE AND IND INDUSTRIAL DESIGN

ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ STOLICE AUTOMOBILŮ A MOTOCYKLŮ JACK STAND OF VEHICLES AND MOTORCYCLES

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR THESIS

AUTOR PRÁCE

JAN DRAHÝ

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISIOR

BRNO 2007

Ing. FRANTIŠEK PRAŽÁK, Ph.D.

ABSTRAKT, KLÍČOVÁ SLOVA, BIBLIOGRAFICKÁ CITACE

ABSTRAKT Cílem této bakalářské práce je rozdělení typů automobilových a motocyklových zvedáků. Tato práce také vyjmenovává výhody a nevýhody různých zvedáků a jejich specifické použití. Další část práce se zabývá konstrukcí zvedáku na automobil Mitsuoka K-1, který je na FSI VUT v Brně využíván jako učební pomůcka a řeší výběr vhodného pohonu. Návrh konstrukce byl vytvořen v programu Autodesk Inventor profesionál 11.

Klíčová slova: Mitsuoka K-1, zvedák, automobilový zvedák, motocyklový zvedák, pohony

ABSTRACT The aim of this Bachelor work is dividing the types of jack stands for vehicles and motorcycles. This Bachelor work also enumerates advantages and disadvantages of different jack stands and their specific use . Another part is concerned with designing the construction of jack stand for Mitsouka Kit-Car, which is used as a teaching material at FSI VUT Brno. It solves the problem of suitable jack stand’s drive. The project was created with computer programme Autodesk Inventor professional 11. Key words: Mitsuoka K-1, jack stand, vehicle jack stand, motorcycle jack stand, drive

Bibliografická citace: DRAHÝ, J. Zvedací montážní stolice automobilů a motocyklů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2006. XY s. Vedoucí bakalářské práce Ing. František Pražák, Ph.D.

PROHLÁŠENÍ O PŮVODNISTI PRÁCE

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci zvedací montážní stolice automobilů a motocyklů vypracoval a napsal samostatně, pod vedením vedoucího bakalářské práce Ing. Františka Pražáka, Ph.D a uvedl v seznamu všechny zdroje.

__________________________ Jan Drahý

V brně dne 18. května 2007

PODĚKOVÁNÍ

PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval všem, kteří mi byli nápomocni při tvorbě této bakalářské práce. Obzvláště vedoucímu bakalářské práce Ing. Františku Pražákovy, Ph.D. za cenné rady.

OBSAH

OBSAH 1. ÚVOD 2. ZVEDÁKY PRO DVOUSTOPÁ VOZIDLA 2.1 Jednosloupové 2.1.1 Stacionární 2.1.2 Mobilní 2.1.3 Jámové 2.1.4 Pístové 2.2 Dvousloupové 2.2.1 Elektro-mechanické zvedáky 2.2.2 Hydraulické zvedáky 2.2.3 Pístové 2.3 Čtyřsloupové 2.3.1 Elektro-hydraulické zvedáky 2.4 Nůžkové 2.4.1 Mobilní 2.4.2 Stacionární nadpodlažní 2.4.3 Stacionární podpodlahové 2.6 Pneumatické vlnovcové 3 ZVEDÁKY PRO JEDNOSTOPÁ VOZIDLA 3.1 Mobilní 3.2 Stacionární 3.3 Naklápěcí 4. Návrh zvedací montážní plošiny pro vůz Mitsuoka K-1 4.1 Parametry zadání 4.1.1 Provozní požadavky na zvedák 4.1.2 Rozměry automobilu 4.2 Řešení umístění těžiště 4.3 Koncepce ustavení polohy 4.4 Výběr pohonného agregátu 4.4.1 Přímočarý hydromotor 4.4.2 Elektromotor 4.4.3 Ruční 4.5 Parametry lanového navijáku 4.4 Konstrukce 5. ZÁVĚR 6. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 7. SEZNAM OBRÁZKŮ 8. SEZNAM PŘÍLOH

14 15 15 15 16 17 18 19 19 20 21 22 22 24 24 25 27 27 29 29 30 32 34 34 34 35 35 36 37 37 37 37 38 39 43 44 46 47

strana

13

ÚVOD

1

1. ÚVOD Potřeba jednoduché manipulace a zvýšení produktivity v oblasti servisování vozidel vedla k vytvoření mnoha typů zvedacích zařízení. Jednoduchý úkon zvednutí břemene, tedy vozidla, je realizován mnoha typy zařízení. Liší se od sebe v mnoha parametrech. Tato práce slouží k jejich rozčlenění. Součástí práce je i navržení vhodné zvedací stolice pro školní automobil Mitsuoka K-1 a řešení pohonu zvedací stolice pro tento automobil.

strana

14

NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ POŠINY PRO VŮZ MITSUOKA K-1

2. ZVEDÁKY PRO DVOUSTOPÁ VOZIDLA

2

2.1 Jednosloupové

2.1

2.1.1 Stacionární Zvedák je určen pro mále dílny, které jsou limitovány prostorem. Výhodou je otevření alespoň jednoho páru dveří. Při ustavování vozidla na zvedák je nutno dbát zvýšené opatrnosti a umístit automobil co nejblíže ose zvedáku, tedy aby těžiště vozidla bylo mezi patkami zvedáku. Nosnost zvedáků se běžně pohybuje okolo 2 000 kg. Samozřejmostí je automatické mazání matice a šroubu zvedacího mechanismu. Systém je samosvorný, z důvodu bezpečnosti jsou však přidány další ochranné prvky jako elektronické koncové dorazy a automatické západky aktuální polohy. Elektrická instalace je opatřena nízkonapěťovým ovládáním.

2.1.1

Obr. 2-1 Jednosloupový zvedák [3]

Obr. 2-2 Ilustrační rozměry [3]

strana

15

ZVEDÁK PRO DVOUSTOPÁ VOZIDLA

2.1.2

2.1.2 Mobilní Mobilní zvedáky mají stejné užitné parametry jako zvedáky stacionární, avšak je zde kladen důraz na bezpečnější umístění vozidla. Mobilní zvedáky jsou opatřeny koly. Vozidlo je zvedáno za tuhá místa karoserie. K výhodám mobilních zvedáků patří především snadno přístupné nápravy, ale také jejich malé zástavové rozměry. Jak již vyplývá z názvu, předností je mobilita. Při dlouhodobější odstávce stacionárního zvedáku může tedy mobilní zvedák složit jako náhrada, je rovněž užitečný při nárazovém zvýšení počtu nutných servisních prací. Nevýhodou je nepřístupnost jednoho páru dveří, tento problém nelze však řešit asymetričností či vyosením těžiště. Další nevýhodou jsou spodní opěrná ramena umístěná přes celou šíři vozu, která musí pracovník neustále překračovat a při nepozorné chůzi hrozí úraz. Horní ramena nedovolují manipulaci s jednotlivými částmi vozidla, například nelze odstranit výfukovou soustavu. Mobilní zvedák také potřebuje pevný podklad, aby byl stabilní. Mobility zvedáku je dosaženo pohonem elektromotoru a zvedání je realizováno šroubem s bronzovou maticí. Bezpečnost je zajištěna pomocí samosvornosti pohonného ústrojí, západkového mechanismu, tedy mechanických zámků. Samozřejmostí bývá celoživotní náplň tuhého maziva a nízkonapěťové ovládání.

Obr. 2-3 Mobilní zvedák [3]

strana

16


2.1.3 Jámové Jámový zvedák se pohybuje v montážní šachtě po kolejnicích, které jsou pod úrovní podlahy, často je jeho dráha tvořena L-profily. V případě odstávky nebo nepožívání úseku může být jáma jednoduše zakryta. Zvedák se v příčném směru pohybuje po vlastním rámu, na kterém je uložen přímočarý hydromotor. Nejstarší typy tvoří pouze hydromotor na rámu, píst a šoupátkový ventil, který bývá umístěn přímo v jámě. Píst má na kontaktní ploše s vozidlem kulatou opěrku z texturované pryže a axiální ložisko. Zvedák slouží ke zvedání jednotlivých agregátu, jako jsou převodovka, motor, diferenciál atd. Lze ho použít i ke zvedání celého vozidla. Vozidlo zvedáme nejčastěji za motor a poté ho vypodložíme. Proto nachází jámové zvedáky uplatnění všude tam, kde je nutno zvedat více automobilů za směnu. Po nadzvednutí jednoho vozidla a jeho ustavení, například na trojnožky, může být zvedák přesunut a zvedat další vozidlo. Výhodou je také velká zdvižná hmotnost, která může dosahovat i 20 000 kg.

2.1.3

Obr. 2-4 Jámový zvedák [3]

Naopak problematické bývá zřízení montážní jámy, pro obcházení zvedáku je nutné vytvořit do jámy dva vstupy. Navíc zařízení zabírá v jámě velký prostor a tak k podvozku, pokud je stále na zvedáku, není dostatečný přístup. Dochází také k nadměrnému namáhání hadic hydrauliky, které jsou smýkány a ohýbány při přejíždění zvedáku. Navzdory tomu je však jáma ve starších montážních jámách samozřejmostí. Nevýhodný je malý zdvih zařízení, opravy probíhají z montážní jámy a ne z úrovně podlahy. Hrozí nebezpečí úrazu nebo pádu do montážní jamy, která nebývá z důvodu posouvání zvedáku kryta.

strana

17


Při výměnách olejů dochází vždy k drobným únikům oleje, které zůstávají na dně montážní jámy podlaha je pak kluzká, protože úplná dekontaminace je nemožná, a opět zde může dojít k úrazu. Při nákupu zvedáku je nutné uvést zastavbové rozměry jámy. Nejčastěji lze vybírat ze dvou možných uspořádání hadic tlakového oleje. Hadice jsou buď pohyblivé přichycené na ocelovém laně, které je nese, nebo jsou v jámě ocelové rozvody a vždy po několika metrech následuje rychlospojka na hadici.

Obr. 2-5 Vizualizace zástavby [1]

2.1.4

2.1.4 Pístové Pístový zvedák je umístěn v šachtě, je tvořen pístem, hydromotorem a přímočarým hydromotorem. Ovládací panel je vyveden externě. Vozidlo najíždí do pozice pro zvednutí nad rám zvedáku, který je tvořen konstrukci do tvaru písmene „H“, v tomto případě je částečně ztížen přístup k podvozku vozidla Nebo je vozidlo ustaveno za tuhá místa v karoserii na výklopná ramena s opěrkami. Veškeré části zvedáku jsou umístěny v podlaze v kazetovém rámu, z toho plyne fakt, že je zvedák nenáročný na prostor. Kazeta je často z ocelového galvanicky pozinkovaného plechu, který zaručuje dlouhodobou životnost a má zabránit i možným průsakům vody dovnitř. V případě havárie, olej neunikne ven. Nespornou výhodou je nízká hlučnost a zastavbové rozměry nad povrchem.

Obr. 2-6 Jednosloupový pístový zvedák

strana

18


Výrobci doporučují tyto zvedáky pro mycí boxy, kde zaručují dlouhodobou životnost. Zvedák, hlavně jeho pístní čest, je odolný proti teplé tlakové vodě, nečistotám, jako je bahno, a drobné abrazivní části. Problém mu nečiní ani sůl, protože je pístnice tvrdochromovaná. 2.2

2.2 Dvousloupové

2.2.1 2.2.1 Elektro-mechanické zvedáky Nejčastější typ zvedáků. Pohon je realizován maticí a šroubem, mechanismus je většinou chráněn proti prachu, aby byla zaručená dlouhá životnost a s tím související bezpečnost. Velice často je šroub válcován z vysoce pevnostní oceli. Zvedání břemena je poměrně tiché. Podvozek je velmi dobře přístupný, ale sloupy znesnadňují přístup z boku. Tento problém často výrobci řeší asymetrickou konstrukcí ramen, je usnadněn přístup k předním dveřím. Synchronizaci obou sloupů zvedáku zajišťuje řetězový převod (Obr. 2-6 mechanismus je uložen na podlaze). U dvoumotorových zvedáků bez příjezdového rámu (Obr. 2-7) synchronizaci obou motorů řídí elektronika. V tomto případě je elektrické vedení neseno příčníkem, který však omezuje výšku zdvihu vyšších automobilů. V koncové poloze zajišťuje vypnutí pohonného agregátu koncový spínač.

Obr. 2-7 Rozvod zapuštěným řetězem [4]

Obr. 2-8 Zvedák bez příjezdového rámu [3]

strana

19


Obr. 2-9 Zástavové rozměry [1]

Bezpečná obsluha je zajištěna samosvornou maticí, šroubem a další bezpečnostní maticí a navíc bezpečnostními zámky. Ty dovolují spuštění vozidla ručně, tedy v případě neočekávané poruchy nebo výpadku proudu. Ramena zvedáku jsou opatřena dorazy, západkami a různými druhy jištění proti rozevření ramen při zvedání. Ocelové opěrky na koncích ramen, ustavené v axiálních ložiscích, jsou nejčastěji polepeny texturovanou pryží.

2.2.2

2.2.2 Hydraulické zvedáky Méně často využívaný tip zvedáku. Příčinou je vyšší pořizovací cena oproti elektricko-mechanickým. Mechanismus zvedáku musí obsahovat přímočarý hydromotor, elektromotor a čerpadlo oleje. Pohyb z hlavního přímočarého hydromotoru přenáší ocelové lano na druhý sloup. Provozní náplně jsou koncipovány na celý život stroje.

Obr. 2-10 Hydraulický zvedák [1]

strana

20


Jako většina hydraulických zařízení je citlivý na prach. Pro bezpečné ustavení zvednutého břemena je využito mechanických západek, nebo zpětných ventilů. Při náhlém poklesu tlaku v hydraulickém obvodě nebo při poškození ocelového lana jsou uvedeny v činnost mechanické zámky. Vozidlo lze však v případě poruchy také spustit ručně. V koncové poloze zajišťuje vypnutí pohonného agregátu koncový spínač.

2.2.3 Pístové Konstrukce dvoupístového zvedáku se podobá jednopístovému a skládá se ze tří základních komponentů, tj. zvedací jednotky, kterou tvoří válec s pístem ve stejnoběžném propojení spolu s hydraulickým agregátem a ovládací skříně. Dále pak ze zvedacích desek v různých provedeních a z instalační kazety. Kazeta má rám, pokud je místnost například podsklepena. Zvedák může být vybaven integrovaným zvedákem pro uvolnění kol vozidla nebo samostatným přídavným zvedákem pro stejný účel. Dvoupístové hydraulické zvedáky mají v provozu velmi vysokou spolehlivost a dlouhou životnost. Mohou se používat i v mokrém prostředí. Když není zvedák v provozu, a je spuštěný na podlaze, nebo zapuštěný do úrovně podlahy, nepůsobí v dílně rušivým dojmem. Oproti jiným dvousloupovým zvedákům potřebují dvoupístové zvedáky menší prostor a znamenají vždy značnou úsporu místa.

2.2.3

. Obr. 2-11 Dvoupístový zvedák [2]

Své místo najdou v dílnách pro běžné opravy, ve stanicích pro kontrolu vozidla, nebo pro měření geometrie. Jak již bylo řečeno, tento typ výrobce doporučuje do mycích boxů, neboť lineární hydromotor je zcela inertní vůči soli, teplé tlakové vodě a drobným abrazivním částicím. Pístnice je tvrdochromovaná. Kazeta, ve které je zařízení uloženo, je vodotěsná. Součástí je i nízkonapěťové vodotěsné ovládání. Samozřejmostí je zpětný bezpečnostní ventil pro případ poruchy na agregátu.

strana

21


Obr. 2-12 Ilustrativní rozměry ústrojí [2]

2.3

2.3 Čtyřsloupové

2.3.1

2.3.1 Elektro-hydraulické zvedáky Mezi čtyřsloupovými zvedáky jde o nejčastěji užívané provedení, důvodem je pořizovací cena. Při montáži elektromotoru a přidruženého pohonu, matice-šroub, pro každý sloup zvlášť by cena neúměrně narostla. K poškozování zvedáku by mohlo dojít při špatné synchronizaci jednotlivým agregátů. Aby se požkození zabránilo, je využito pohonu jedním přímočarým hydromotorem lanovým převodem.

Obr. 2-13 Čtyřsloupový hydraulický zvedák [4]

Zvedák je vybaven elektrickými koncovými dorazy, mechanickými bezpečnostními zámky, které se aktivují v případě přetržení lana. Dovolují však i spuštění zvedáku v případě nepředvídané poruchy, jakou je například přerušení dodávky proudu. Samotná plošina, na kterou je naveden automobil, je nejčastěji tvořena příčníky, na kterých se pohybují ručně posouvané nájezdové pláty. Tímto je docíleno velké variability rozvorů vozidel a současně zlepšení přístupu ze spodu pod samotný automobil.

strana

22


Provedení nájezdových plátů odpovídá potřebám a přáním zákazníka. Můžeme tedy nalézt plošiny, jež mají pláty s vybráním, nebo bez něj. Vybrání slouží pro umístění otočných podložek. Tyto podložky jsou výhodné pro měření geometrie náprav. V zadním vybrání jsou umístěny posuvné podložky, které zabraňují špatnému naměření výsledků geometrie. Když automobil najede na pláty, zadní kola mají zabráněno v pohybu a hrozí „propérování“ vozidla, tedy ovlivnění výsledků měření, výsledky tedy neodpovídají reálným podmínkám.

Obr. 2-14 Otočná podložka pod kolo [2]

U těchto typů je samozřejmostí velké množství dalšího příslušenství. Například dokoupením druhých nájezdů získáváme průjezdný zvedák. Při měření vozidla, které má rozvor delší než je délka zvedáku, lze dokoupit nástavce s otočnými podložkami, které prodlouží délku až o 80 cm. Zajímavým příslušenstvím je i ruční pneumatický, či ruční hydraulický přízdvih. Tento přízdvih je tvořen nůžkovým jednočinným zvedákem. Přízdvih se ručně pohybuje po vnitřní straně nájezdové konstrukce, je tedy uložen napříč, opěrné body jsou opřeny o tuhá místa v karosérii.

Obr. 2-15 Ruční přízdvih [2]

Často jsou tyto přízdvihy dva, jsou uloženy podélně v plátech a poháněny přímočarým hydromotorem. Tlakový olej v tomto případě dodává již čerpadlo.

strana

23


Obr. 2-15 Hydraulický přízdvih [2]

Dalším příslušenstvím může být vibrační zařízení na testování vůlí v čepech. Zvedák těchto vlastností je určen pro práci v pneuservisech a pro seřizování geometrie náprav. K motorové části vozidla a k podvozku je špatný přístup, z tohoto důvodu je tento zvedák k jiným pracím nevhodný.

2.4

2.4 Nůžkové

2.4.1

2.4.1 Mobilní Konstrukce nůžkových zvedáků připomíná nůžky. Nejčastěji je zvedána deska, na které jsou až posléze umístěny opěrky z texturované pryže. Prostor pod zvedanou deskou je tedy zcela nepřístupný. Výhodou jsou nulové zastavbové rozměry okolí, nedochází tedy k vyčnívání jakýchkoliv částí mimo půdorys vozidla. Velice zajímavé jsou i užitné rozměry. Při použití vícenásobných nůžek může zdvih dosahovat až několika metrů. Mobilní nůžkové zvedáky nejsou v praxi příliš vídané, avšak díky svým užitným parametrům nabízejí řadě zákazníků to, po čem touží. Jedná se nejčastěji o jednoduché nůžky opatřené co nejjednodušším pohonem. Zvedání je realizováno ručním (nožním) pohonem, případně hydraulickým či pneumatickým pohonem (můžeme využít rozvodu tlakového vzduchu v budově). Jelikož nejde většinou o velkosériové výrobky, může si zákazník zvolit druh pohonu. Zvedáky jsou určeny pro menší zdvihy a spíše usnadňují činnosti, jako je tmelení, stříkání, broušení, avšak lze jich samozřejmě užít i pro pneuservisní práce. Zvedák je vybaven jištěním pro případ závady na pohonném agregátu. Po spuštění vozidla dosedne vysunovaná deska, ze spodu opatřená kolečky, na podlahu a zvedák může být použit jinde.

strana

24


Obr. 2-17 Mobilní nůžkový zvedák [3]

Jelikož při zvedání není zvedák na kolečkách, je vozidlo zcela pevně ustaveno. Nutností je kvalitní povrch, po kterém je zvedák přesouván. Nevýhodou, jako u většiny nůžkových zvedáku, je nepřístupnost podvozku. Mobilní nůžkový zvedák najde své uplatnění především v lakovnách a karosárnách. Běžným vybavením bývá zvuková výstraha signalizující spouštění a zvedání břemene.

Obr. 2-18 Přesun zvedáku [13]

2.4.2 Stacionární nadpodlažní Konstrukční podstata zůstává stejná jako u mobilního zvedáku, avšak zvedák je stacionární. Z této skutečnosti vyplývá několik faktů. Zvedák může zvedat větší hmotnosti. Zvedák existuje i ve vícenásobném nůžkovém provedení, avšak kvůli velkým rozměrům a velkým nájezdům se téměř vůbec nepoužívá. Často se setkáváme s dvěma samostatnými jednotkami, které jsou elektronicky synchronizovány. Tato koncepce se snaží zpřístupnit podvozkovou část vozidla. Avšak ustavovací část je opět tvořena nájezdovými pláty. V případě, že je rozvor automobilu menší než délka plátu, jsou po najetí vozidla na plát umístěny pryžové opěrky. Pokud je rozvor menší, automobil stojí na plátu na kolech, toto uspořádání je

2.4.2

strana

25


shodné se čtyřsloupovým zvedákem. Platí pro něj stejné užitné vlastnosti. Ustavení za použití pouze ramen zde nebývá časté, avšak používá se v kombinaci s jednou středovou zvedací jednotkou. Vyšší typy zvedáků obsahují přídavná boční ramena. Ramena slouží k přeměně zvedáku na rovnací stolici, což je velkou předností. Bezpečnost je zde řešena ozubenou tyčí, jenž jistí zdvih a případné selhání pohonného agregátu. Samozřejmostí je zvuková výstraha při zvedání a spouštění břemene i možnost nouzového spuštění v případě poruchy či výpadku proudu.

Obr. 2-19 Nůžkový zvedák [4]

Obr. 2-20 Detail bezpečnostního ozubení [2]

Zvedák je určen pro lakovny a karosárny. Použití v pneuservisech je taktéž výhodné.

strana

26


2.4.3 Stacionární podpodlahové Koncepčně se neliší od nepodlahových, avšak jejich tělo a příslušné agregáty jsou uloženy v jámě. Z toho plyne nízká výška nájezdu a vyšší zdvih zvedáku. Pokud nejsme omezeni hloubkou, můžeme zde aplikovat bez problému vícenásobný nůžkový mechanismus. Nevýhodou je ztížený přístup k podvozku automobilu. Ostatní vlastnosti jsou zcela shodné s vlastnostmi nadpodlažního nůžkového zvedáku.

2.4.3

Obr. 2-21 Podpodlahový nůžkový zvedák [2]

2.6 Pneumatické vlnovcové

2.6

Pneumatické vlnovcové zvedáky mají zcela netypickou konstrukci. Zvedáky tohoto typu nejsou příliš rozšířeny, jsou spíše novinkou. Tento fakt je způsoben použitými materiály, které dříve nesplňovali potřebné technologické parametry. Zvedák je tvořen pryžovým vlnovcem a vnitřním teleskopem, který zaručuje přesné vedení a stabilitu zvedáku. Celá koncepce je postavena na prostém nafukování vlnovce a změně jeho objemu. Lze využít ručního pohonu, tj. pístu na páce, nebo rozvedeného tlakového vzduchu. Zařízení není citlivé na olej ve vzduchu. Provedení je mobilní.

Obr. 2-21 Vlnovcový zvedák [2]

strana

27


Vlnovec je vyroben z velice odolné pryže a výrobce garantuje i odolnost proti vniknutí ostrých předmětů, opatrnost je však na místě. Při poklesu tlaku je vybaven zpětným ventilem. Při poruše měchu, tedy náhlému poklesu tlaku uvnitř měchu, dojde k zablokování teleskopu. Plnění vlnovce je ovládáno nožním, či ručním rozvaděčem. Po obou stranách zvedáku je přípojka stlačeného vzduchu pro pneunářadí. Zvednutí je přibližně čtyřnásobek původní výšky (při použití čtyřčlenného vlnovce) u nejvyššího modelu. Tento zvedák nahrazuje ruční zvedáky tam, kde je rozvod tlakového vzduchu, jinak se příliš nepoužívá.

strana

28

ZVEDÁKY PRO JEDNOSTOPÁ VOZIDLA

3 ZVEDÁKY PRO JEDNOSTOPÁ VOZIDLA

3

3.1 Mobilní

3.1

Zvedáky pro jednostopá vozidla se příliš neliší od ostatních zvedáků, konstrukčně mohou být například nůžkové. Zvedáky pro jednostopá vozidla mají menší rozměry, jelikož není potřeba velkých zdvižných výkonů ani velkých zdvižných výšek. Pro tyto účely jsou velice vhodné mobilní zvedáky. Možné provedení ukazuje Obr. 2-22 [14]. Zvedák se skládá ze základního rámu, opatřeného polyuretanovými kolečky, součástí rámu je i ovládací tyč, která může zároveň sloužit jako rameno pumpy oleje. Často lze pumpovat olej i nožním pedálem. Tlakový olej je přiveden na přímočarý hydromotor, který zvedá ramena zvedáku. Ramena jsou dvě, ustavovací plocha tedy není celistvá. Umístění vozidla je velice jednoduché. Zvedák je zasunut ve své dolní poloze pod motorovou, tedy nejtěžší, část a poté může dojít k zvedání. Ovládání hydromotoru je vyvedeno buď na ovládací tyč zvedáku, nebo na nožní pedál. Samozřejmostí je zpětný ventil na hydraulickém obvodu. Spuštění břemene je zde možné i při poruše.

Obr. 3-1 Mobilní nůžkový zvedák [14]

Výhodou je snadná manipulace a skladnost zvedáku. Tento zvedák nemusí být používán pouze pro zvedání jednostopých vozidel, lze ho použít i k jiným účelům. Nevýhodou je dosažení nižších zdvihů a nutnost pracovat na opravě ve skrčené pozici. Nehodí se tedy pro dlouhodobé používání. Další možná konstrukce mobilního zvedáku znázorňuje Obr. 3-2 [1]. Jde o pákové provedení, po nasazení na vystupující šrouby kol dojde k zatlačení na páku zvedáku a překlopení zvedáku. Tímto je motocykl ustaven. Výhodou je nízká pořizovací cena. Neexistuje levnější řešení.

strana

29

NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ PLOŠINY PRO VŮZ MITSUOKA K-1 Nevýhodou je jednoúčelovost. Nelze také manipulovat s koly, jelikož za tuto část je právě motocykl upevněn. Nevýhodou jsou i malé zdvihy a nutnost být při opravě v podřepu. Ležící část zvedáku velice překáží. Přesto jde o velice bezpečné řešení.

Obr. 3-2 Použití pákového zvedáku [1]

Jeho použití je výhodné pro majitele motocyklů, kteří chtějí provádět sami opravy na motocyklu. Pro dlouhodobý provoz je nepoužitelný.

3.2

3.2 Stacionární Tyto zvedáky jsou určeny pro pracoviště, kde probíhají časté opravy motocyklů. Zdvihy jsou zde vyšší s důrazem na komfort obsluhy. Zvedák tvoří základní rám, který je pevně uchycen na podlaze, pohonný agregát, který tvoří buď přímočarý hydromotor, nebo pneumotor spolu. Dodávku media může obstarávat rozvod tlakového vzduchu, případně rotační hydromotor spolu elektromotorem. Vzhledem k častému použití se ručního zvedání užívá jen výjimečně. Ramena, jež zvedají motocykl, jsou buď nůžkové, nebo kyvadlové konstrukce. Při nůžkové konstrukci je složitější geometrie zvedáku, břemeno je zvedáno kolmo. Při kyvadlové konstrukci motocykl vykonává pohyb po kružnici. Nůžková konstrukce má tedy menší nároky na zastavěný prostor. Při kyvadlové konstrukci je nutné dbát zvýšené opatrnosti, protože zvedák vykonává pohyb i ve vodorovné ose. U nůžkového zvedáku je samozřejmostí zabezpečení pomocí ozubeného hřebenu ve spodní části rámu. Všechny zvedáky jsou vybaveny zpětnými ventily pro případ poruchy. Problémem není ani nouzové spuštění v případě poruchy na pohonném agregátu či rozvodové části.

strana

30


Obr. 3-3 Nůžkový s pevným nájezdem [2]

Samostatnou kapitolu věnujeme provedení nájezdové plošiny. Nájezd bývá pouze z jedné strany. Průjezdový zvedák se kvůli upínačům kol nepoužívá příliš často. Nájezd může být upevněn na zemi (viz. Obr. 2-24), nebo je součástí zvedací plošiny a při zvedání dochází ke „skládání“ jednotlivých částí. Tato konstrukce je velmi výhodná, zvednutá plošina je krátká, tímto je usnadněn přístup k zadní části motocyklu. Plošina také může mít výřez pro lepší přístup k zadnímu kolu ( viz. Obr. 2-25).

Obr. 3-4 Skládací zvedaná plošina [1]

Volitelným příslušenstvím jsou přízdvihy, ustavení motocyklu pak probíhá pouze opřením motorové části o pryžovou podložku nebo kovové stavitelné opěrky (viz. Obr. 2-26)

strana

31

NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ PLOŠINY PRO VŮZ MITSUOKA K-1

Obr. 3-5 Přízdvih s opěrkami [1]

Důležitou částí je upínač předního kola. Upínač může být ovládán mechanicky, nebo jeho svěrnou sílu vyvozuje hydraulika, příp. pneumatika. Součástí je rychlopovolovací mechanismus pro rychlé vyjmutí předního kola z držáku.

Obr. 3-6 Upínač kola [1]

3.3

3.3 Naklápěcí Konstrukce tohoto zvedáku se neliší od kyvadlového zvedáku (kapitola 2.7.2). Avšak zde figuruje pouze jedno rameno. Základní část zvedáku představuje rám, který nemusí být uchycen k podlaze, lze jej přenášet. O pohon se stará přímočarý hydromotor s ruční pumpou, nebo šroub s maticí. Ve všech případech jde tedy o ruční pohon.

Obr. 3-7 Naklápěcí zvedák [1]

strana

32


Ustavení je v tomto případě zcela výjimečné. Upínací mechanismus jak je patrné z Obr. 2-30 není zcela univerzální. Motocykl se upíná za tuhá místa, jež drží motorovou část, poté je z vrchu upínací „hlava“ dotažena. Z toho plyne, že můžeme zvedat motocykly, které mají práh, tzv. skútry. Pro tuto váhovou kategorii motocyklů je ruční pohon zcela dostatečný. Upínač dovoluje naklopení i natočení motocyklu v příčném směru, to velice usnadňuje práci na kolech motocyklu. Nevýhodou je nepřístupnost motorové části po upnutí motocyklu.

Obr. 3-8 Naklápěcí hydraulický zvedák [1]

strana

33

NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ PLOŠINY PRO VŮZ MITSUOKA K-1 4

4. NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ PLOŠINY PRO VŮZ MITSUOKA K-1

4.1

4.1 Parametry zadání

4.1.1

4.1.1 Provozní požadavky na zvedák Zvedák bude určen na zvedání školního automobilu Mitsuoka K-1. Na prvním místě bezpečnost. Důležité je také zpřístupnění náprav. Jeho konstrukce musí být koncipována s ohledem na zatížení, avšak minimálně pro zatížení 400kg. Zvedák by měl mít zdvih minimálně 800 mm, aby bylo možné s jednotlivými částmi automobilu při výuce pohodlně manipulovat. Výška prahu automobilu, která činí 90 mm, musí být rovněž při tvorbě návrhu zohledněna. Zvedák má nahradit původní stolici, na které byl automobil upevněn za trubkový rám, který tvoří základ automobilu. Automobil zvedali studenti na stolici ručně a následně jej zajistili bezpečnostními popruhy.

Obr. 4-1 Studenti při výuce Mitsuoka K-1 [19]

strana

34

NÁVRH ZVEDACÍ MONTÁŽNÍ PLOŠINY PRO VŮZ MITSOUKA K-1

4.1.2 Rozměry automobilu Automobil Mitsuoka Model BB-MC1/K-1, dodáván tedy jako kit-car, zákazník si jej tedy postaví sám. [20] Celková délka Celková šířka Celková výška Rozvor náprav Celková hmotnost Motor Kapacita

4.1.2

1755 mm 1080 mm 1455 mm 1110 mm 160 kg 1-válec, příčně uložený, chlazený vzduchem 1 osoba

4.2 Řešení umístění těžiště

4.2

Otázka těžiště je v celé konstrukci zcela stěžejní, protože jeho umístění je hlavním kriteriem bezpečnosti. Když známe zatížení obou náprav a délku rozvoru kol, můžeme snadným výpočtem zjistit polohu těžiště.

Obr. 4-2 Rozměry podvozku [19]

Tento úkol jsem vizualizoval (Obr. 4-3) na vymodelovaném rámu [19]. Poloha těžiště rámu se neliší od polohy těžiště automobilu s karoserii. Z obrázku je patrné, že těžiště leží velice blízko nosiče zadní nápravy. Vzdálenost těžiště od osy zadního kola je 550 mm.

strana

35


Obr. 4-3 Vyřešená poloha těžiště

4.3

4.3 Koncepce ustavení polohy Ze zadaných parametrů vyplývá, že nelze použít zvedák nůžkového typu. Na zdvih do výšky 800 mm by musely být použity dvounásobné nůžky, a ty nejsme o požadovaném vstupním rozměru schopni navrhnout. Proto jsem vycházel ze zvedáku koncepčně nazvaného „ještěrka“. Dobré a přesné ustavení vozidla rozhoduje o celkové bezpečnosti. Zvedák bude přisunut k vozidlu z boku. Jak již bylo zmíněno, jeho vstupní velikost nesmí překročit 90 mm. Je nutné, aby se zvedák opíral pouze o rám automobilu, protože kapotáž automobilu tvoří sklolaminát. Parametry rámu rozhodují o šíři „vidlí“, které se o něj budou opírat. Jedno rameno „vidlí“ je velice blízko těžiště, proto musí být automobil zabezpečen, aby nedošlo k jeho překlopení. Upevnění automobilu je tedy zásadní pro celou koncepci zvedáku. Tento problém jsem řešil připevněním trubky na rám automobilu. Na jednom rameni bude přivařen naváděcí trn, ten bude naveden do trubky. Tímto je deklarována přesná poloha ramen zvedáku a nemůže dojít ke kolizi s kapotáží, zároveň je zabráněno překlopení automobilu.

strana

36


4.4 Výběr pohonného agregátu

4.4

4.4.1 Přímočarý hydromotor Ve většině zařízení tohoto typu je s výhodou aplikován agregát s přímočarým hydromotorem. Nevýhodou jsou zastavbové rozměry, je nutné umístit do zařízení elektromotor, rotační hydromotor, přímočarý hydromotor, rozvodovou, tedy ovládací část a několik hadic, příp. nádrž na olej. Celou výšku zdvihu není možné realizovat hydromotorem, proto by zde musel být systém kladek ať již s řetězem, nebo s lanem. Hlavní nevýhodou je pořizovací cena, která je pro počet nutných komponentů vysoká. Pro zvedání takto malých břemen by byl zvedák velmi předimenzován.

4.4.1

4.4.2 Elektromotor Elektromotor spolu s pohybovým šroubem a maticí tvoří spolehlivé řešení pro pohon. Výhodou jsou malé zastavbové rozměry elektromotoru, který by mohl být umístěn na vrcholu nosného sloupu. Zařízení je velice spolehlivé a bezpečné. Nutností je přívod elektrické energie, který částečně omezuje mobilitu zvedáku. Jednou z nevýhod je cena elektromotoru, pohonného šroubu a matice. Zvedák musí být dovybaven nízkonapěťovým ovládáním a koncovými dorazy, které se též promítnou do celkové ceny.

4.4.2

4.4.3 Ruční Pro ruční zvedání lze využít několika mechanismů. Prvním z nich je použití pohybového šroubu s maticí. V tomto případě vyvozuje moment pracovník otáčející pohonným kolem. Kolo musí být umístěno v optimální výšce. V tomto případě by bylo vhodné použít převod, aby byly sníženy nároky na ovládací sílu pracovníka. Dalším řešením je použití šroubu s malým stoupáním. Ruční zvedání pomocí šroubu s maticí je cenově velice příznivé, avšak je nutné přesné vedení zvedacích ramen a šroubu, což zvyšuje nároky na konstrukci. Další možností je využít při zvedání lanového navijáku. Ocelové lano může zvedat vidle zvedáku přes systém kladek. Použití tohoto zařízení má několik výhod. Lanový naviják je opatřen brzdou již z výroby, je tedy velice bezpečný. Největší výhodou je nízká cena a možnost zakoupení celého kompletu již s brzdou. Použitím jednoduchého lanového převodu lze snížit silové nároky na obsluhu. Další výhodou jsou malé zastavbové rozměry a jednoduchá obsluha. Tento typ pohonu jsem použil pro konstrukci zvedáku.

4.4.3

strana

37


4.5

4.5 Parametry lanového navijáku Zvedák je určen k ručnímu zvedání a tažení břemen. Výrobce deklaruje nosnost 500 kg. Naviják již obsahuje brzdu a je možné jej tedy použít na nakládání osobních automobilů nebo lodí. Vhodný je také na napínání plachet. Lze jej používat v prostředí s nebezpečím výbuchu. Veškeré díly jsou galvanicky pozinkovány, zařízení klade minimální nároky na údržbu.

Obr. 4-4 Ilustrační nákres výrobce [16]

Obr. 4-5 Vytvořený model

strana

38


4.4 Konstrukce

4.4

Konstrukce zvedáku probíhala v 3D modeláři Autodesk Inventor profesionál verze 11. Jednotlivé celky byly navrhovány s důrazem na snadnou vyrobitelnost a kusovost výroby. Zvedák se skládá ze dvou částí, ze svařeného rámu a pohyblivých vidlí. Spodní část rámu tvoří dvě nohy z U-profilu, které jsou příčně spojeny čtyřhrannou trubkou. Nohy jsou zespodu osazeny otáčecími kolečky. Kolečka jsou připevněna šrouby. Na zadních nohách jsou kolečka přišroubována na opěrných podložkách, zadní kolečka jsou vybavena brzdou. Zadní nohy jsou vychýleny o 45 stupňů. Délka nohou je volena s ohledem na bezpečnost obsluhy.

Obr. 4-6 Detail noh zvedáku

Další částí rámu je nosný sloup. Sloup je z ohýbaného plechu a je přivařen ke čtyřhranné trubce. Uvnitř sloupu se pohybuje základna vidlí zvedáku. Základnu tvoří pár L-profilů navařených na středovou čtyřhrannou trubku. Do předvrtaných děr v Lprofilech jsou přivařeny čepy. Na čepy jsou nasazena ložiska a jsou zajištěna pojistnými kroužky. Středová čtyřhranná trubka je rovněž provrtána a osazena čepem. Středovou čtyřhrannou trubku a dvě boční trubky stejného rozměru spojují tří trubky (viz. Obr. 4-7). Trubky jsou vloženy do předvrtaných otvorů a poté svařeny. Na boční čtyřhranné trubky navazují ramena, která slouží k ustavení automobilu. U-profily, které tvoří ramena, mají stejný jako U-profily nohou. Do ramen jsou profrézovány otvory odpovídajícího tvaru, ramena jsou následně svařena. Pravé rameno je opatřeno ustavovacím trnem. Trn je vyroben z ocelové tyče, ohnut a přivařen na rameno. Pro snadnější ustavení automobilu je na volném konci dostatečný náběh.

strana

39


Obr. 4-7 Konstrukce ramen

Obr. 4-8 Detail upnutí automobilu na zvedák

Pohon zvedáku realizuje ruční lanový naviják spolu s jednoduchým lanovým převodem. Lano je upevněno na silonovém prstenci, který je navlečen na trubku v horní části nosného sloupu. Odtud je lano vedeno na kladku ve vidlích. Zde je kladka nasazena na již dříve zmíněný čep. Přesná poloha kladky je zajištěna distanční trubkou a podložkou, kterou z druhé strany jistí závlačka. Lano dále prochází přes kladku ve vrcholu nosného sloupu. Všechny kladky jsou tvořeny silonovým prstencem nalisovaným na ložisko. Lano je uchyceno na bubnu lanového navijáku.

strana

40


Obr. 4-8 Detail pohonu zvedáku

Vrchní část je opatřena krytem z ohýbaného plechu. Kryt je vyroben ze slabého plechu a plní pouze ochranou funkci. K nosnému sloupu je přišroubován, lze jej tedy kdykoliv sejmout.

Obr. 4-9 Zkompletovaný zvedák

strana

41


Pro celkovou vizualizaci byl použit vymodelovaný rám automobilu[21]. Další obrazová dokumentace je obsažena v příloze.

Obr. 4-10 Zvedák s automobilem [21] ve zvednuté poloze

strana

42

ZÁVĚR

5. ZÁVĚR

5

Tato práce poskytuje komplexní náhled na trh s automobilovými a motocyklovými zvedáky. Popisuje principy funkce a vymezuje použití jednotlivých druhů zvedáků. Práce se zbývá návrhem zvedací montážní stolice na automobil Mitsuoka K-1. Řeší polohu těžiště a volí ustavovací prvky, současně provádí rozbor jednotlivých typů pohonů a popisuje jejich přednosti. Na základě provozních a ekonomických kriterii volí pohon pomocí ručního lanového navijáku. Při konstrukci zvedáku byly dodrženy zadané rozměrové parametry. Z důvodu dobré manipulace s jednotlivými částmi automobilu byla volena maximální výška zdvihu zvedáku 1000 mm.

strana

43


6

6. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] TECHNOLOGY - GARAGE spol. s. r.o. Prospekty [online] URL: [2] PROFO HK, a.s. Prospekty [online] URL: [3] AUTOTECH Vladimír Tůma Prospekty [online] URL: [4] SIEMENS & KLEIN s.r.o. Prospekty [online] URL: [5] STROJSERVIS Aleš Pařízek Prospekty [online] URL: [6] ZVEDACÍ PLOŠINY s.r.o. Prospekty [online] URL: [7] KH TRADING s.r.o. Prospekty [online] URL:

[8] TAMOTO. Prospekty [online] URL: [9] RPJ INTERNATIONAL, s.r.o. Prospekty [online] URL: [10] MANUTAN s.r.o. Prospekty [online] URL: [11] AUTO MOTIVE INDUSTRIAL a.s. Prospekty [online] URL: [12] PAVLÍNEK s.r.o. Prospekty [online] URL: [13] J.S. TRADIG. Prospekty [online] URL: [14] SERVIS – GZ. Prospekty [online] URL: [15] TENTE INTERNATONAT GmbH. CAD modely [online] URL:

strana

44

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

[16] BRANO GROUP a.s. Prospekty [online] URL: [17] UNIVER, spol. s r.o. Prospekty [online] URL: [18] PROJEKT BIBLIOGRAFICKÉ CITACE DLE NOREM ČSN ISO 690 a ČSN ISO 690-2 - Generování bibliografických citací [online] URL: <www.citace.com> [19] ÚSTAV KONSTRUVÁNÍ FSI VUT v Brně - Materiály pro vizualizaci [online] URL: [20] MITSUOKA MOTORS – Prospekty [online] URL: [21] INDRUCH, J. Přídavný rám podvozku Mitsuoka K-1 pro jízdu bez karosérie. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2006. Vedoucí bakalářské práce Ing. František Pražák, Ph.D – poskytnut 3D model

strana

45


7

7. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 2-1 Jednosloupový zvedák [3] ........................................................................... 15 Obr. 2-2 Ilustrační rozměry [3] .................................................................................. 15 Obr. 2-3 Mobilní zvedák [3] ...................................................................................... 16 Obr. 2-4 Jámový zvedák [3] ...................................................................................... 17 Obr. 2-5 Vizualizace zástavby [1] ............................................................................. 18 Obr. 2-6 Jednosloupový pístový zvedák .................................................................... 18 Obr. 2-7 Rozvod zapuštěným řetězem [4] ................................................................. 19 Obr. 2-8 Zvedák bez příjezdového rámu [3].............................................................. 19 Obr. 2-9 Zástavové rozměry [1] ................................................................................ 20 Obr. 2-10 Hydraulický zvedák [1] ............................................................................. 20 Obr. 2-11 Dvoupístový zvedák [2] ........................................................................... 21 Obr. 2-12 Ilustrativní rozměry ústrojí [2] .................................................................. 22 Obr. 2-13 Čtyřsloupový hydraulický zvedák [4] ....................................................... 22 Obr. 2-14 Otočná podložka pod kolo [2] ................................................................... 23 Obr. 2-15 Ruční přízdvih [2] ..................................................................................... 23 Obr. 2-15 Hydraulický přízdvih [2] ........................................................................... 24 Obr. 2-17 Mobilní nůžkový zvedák [3] ..................................................................... 25 Obr. 2-18 Přesun zvedáku [13] .................................................................................. 25 Obr. 2-19 Nůžkový zvedák [4] .................................................................................. 26 Obr. 2-20 Detail bezpečnostního ozubení [2] ............................................................ 26 Obr. 2-21 Podpodlahový nůžkový zvedák [2] ........................................................... 27 Obr. 2-21 Vlnovcový zvedák [2] ............................................................................... 27 Obr. 3-1 Mobilní nůžkový zvedák [14] ..................................................................... 29 Obr. 3-2 Použití pákového zvedáku [1] ..................................................................... 30 Obr. 3-3 Nůžkový s pevným nájezdem [2] ................................................................ 31 Obr. 3-4 Skládací zvedaná plošina [1] ....................................................................... 31 Obr. 3-5 Přízdvih s opěrkami [1] ............................................................................... 32 Obr. 3-6 Upínač kola [1] ............................................................................................ 32 Obr. 3-7 Naklápěcí zvedák [1] ................................................................................... 32 Obr. 3-8 Naklápěcí hydraulický zvedák [1]............................................................... 33 Obr. 4-1 Studenti při výuce Mitsuoka K-1 [19]......................................................... 34 Obr. 4-2 Rozměry podvozku [19] .............................................................................. 35 Obr. 4-3 Vyřešená poloha těžiště ............................................................................... 36 Obr. 4-4 Ilustrační nákres výrobce [16] ..................................................................... 38 Obr. 4-5 Vytvořený model ......................................................................................... 38 Obr. 4-6 Detail noh zvedáku ...................................................................................... 39 Obr. 4-7 Konstrukce ramen ....................................................................................... 40 Obr. 4-8 Detail upnutí automobilu na zvedák............................................................ 40 Obr. 4-8 Detail pohonu zvedáku ................................................................................ 41 Obr. 4-9 Zkompletovaný zvedák ............................................................................... 41 Obr. 4-10 Zvedák s automobilem [21] ve zvednuté poloze ....................................... 42

strana

46

SEZNAM PŘÍLOH

8

8. SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 – Příloha č. 2 – Příloha č. 3 – Příloha č. 4 –

Funkční rozměry zvedáku Trojdimensionální prostorový pohled na zvedák Detail jednoduchého lanového převodu spolu s detailem vidlí Jednotlivé pohledy na zvedák v dolní poloze spolu s rámem automobilu Mitsuoka K-1 [21] Příloha č. 5 – Jednotlivé pohledy na zvedák v horní poloze spolu s rámem automobilu Mitsuoka K-1 [21] Příloha č. 6 – Trojdimensionální prostorový pohled na zvedák spolu s rámem automobilu Mitsuoka K-1 [21]

strana

47

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

strana

48

Klíčová slova: Mitsuoka K-1, zvedák, automobilový zvedák, motocyklový zvedák, pohony

Recommend Documents