Обґрунтування конструкції крану для підйому двигунів
Автор: Федак Максим Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У даній роботі обґрунтовано, розраховано та розроблено конструкцію підкатного крану для підйому двигунів вантажних автомобілів. Також побудовано її тривимірну модель, проведено параметричний розрахунок на міцність конструкції. Об’єкт дослідження – підкатний кран для підйому двигунів вантажних автомобілів. Предмет дослідження – обгрунтування та розроблення конструкції підкатного крану для підйому двигунів вантажних автомобілів, побудова її тривимірної моделі, розрахунки на міцність основних елементів машини з використанням параметричної оптимізації. Метою магістерської роботи є обгрунтування та удосконалення конструкції крана для підйому двигунів засобами CAD/CAE систем, створення її тривимірної моделі та дослідження міцності її ключових вузлів для підтвердження можливості надійної експлуатації. У першому розділі роботи наведено класифікацію кранів та домкратів. Серед всіх сфер, де використовуються крани, виділяється сфера обслуговування автомобільного транспорту, де кранами здійснюють великий обсяг роботи. Будь це велика вантажівка чи малогабаритний легковий автомобіль, кран полегшує роботу з важкими агрегатами транспортних засобів. Він дозволяє не тільки демонтувати агрегати, але ще й транспортувати їх всередині приміщення. Проведення аналізу допомогло усвідомити та попередньо уявити модель майбутнього крану, поєднати в собі елементи самохідного та консольного кранів, та наявних подібних серійних зразків на ринку. У другому розділі роботи було обгрунтовано необхідність застосування та розраховано електропривід майбутнього крану для підйому двигунів. Привід включає в себе електродвигун з гальмом, з’єднувальні муфти електродвигун-редуктор та редуктор-барабан, редуктор, барабан, на який намотується трос. Принцип дії приводу полягає в наступному: при передачі крутного моменту від електродвигуна через редуктор барабан починає обертатися, створюючи тягове зусилля для троса і закріпленого на ньому вантажу. Блок керування приводом дозволяє контролювати роботу лебідки. Він запускає та відключає двигун, змінює напрямок руху або швидкість підйому. Зміна напрямку руху тросу забезпечується зміною полярності контактів електродвигуна. Також окрім електроприводу було розраховано трос за розривним зусиллям та гакову підвіску. У третьому розділі роботи розроблено геометрію конструкції крану для підйому двигунів – зокрема побудова тривимірної моделі з подальшим розрахунком на міцність основних вузлів. Моделювання проведене із використанням системи Autodesk Inventor Professional 2021. Тривимірна модель крану для підйому двигунів дала змогу показати її майбутній вигляд, виконати автоматично двовимірні моделі самої конструкції так і її окремих вузлів та деталей. Метод побудови моделі – низхідне проектування, із використанням адаптивних зв’язків між геометричними елементами різних деталей моделі та параметричного моделювання, та висхідне. Тривимірна модель швидко видозмінюється під той чи інший типорозмір чи варіант конструкції крану. А це своєю чергою робить дане обладнання універсальним та придатним для використання при розробленні конструкцій та конструкторської документації множини кранів аналогічного призначення. Проведені розрахунки на міцність моделі крану для підіймання двигунів методом скінчених елементів в середовищі CAE системи підтверджують експлуатаційну працездатність всієї конструкції. Ключові слова: кран, двигун, вантажний автомобіль, рама, трос, поліспаст, електропривід, Autodesk Inventor Professional, тривимірна модель, розрахунок на міцність, параметрична оптимізація.