Домкраты

Домкрат

ДОМКРАТЫ, подъемные приспособления, в большинстве случаев ручные, с незначительной высотой подъема. Домкраты должны отличаться компактностью конструкции и портативностью. По способу действия различают домкраты винтовые, реечные и гидравлические.

Винтовой домкрат (фиг. 1) состоит из стального шпинделя с винтовой нарезкой, на верхнем конце которого помещена головка; шпиндель ходит в гайке, которая или жестко соединена со станиной домкрата или может иметь относительное вращение. Подъем груза совершается посредством вращения шпинделя или гайки. Обыкновенно применяют одноходовую нарезку с четырехугольным или трапецеидальным сечением; угол подъема нарезки = 4—6°, благодаря чему домкрат является самотормозящим, но его КПД мал (0,40—0,50). Вращение винта происходит при помощи рычага, вставляемого в отверстия в верхней утолщенной части шпинделя или при помощи трещотки (рычага с собачкой и храпового колеса); вращение гайки совершается обычно при помощи червяка или пары конических зубчаток. Винтовые домкраты строятся с грузоподъемностью от 2 до 20 т, а в случае зубчатой передачи - до 70 т.

Винтовой домкрат

Высота подъема 100—350 мм. Шпиндель винтовых домкратов рассчитывается на сжатие и кручение, но последним можно пренебречь и принять допускаемое напряжение сжатия kd равным 3/4 нормального, а именно: для литой стали 700 кг/см2, для литого железа 450 кг/см2.

Внутренний диаметр шпинделя

Внутренний диаметр шпинделя

где Q - полезный груз в кг. Высоту гайки рассчитывают на давление в нарезке. Если z - число витков на высоте H гайки, h - ход винта, d1 - внешний диаметр шпинделя, а k - допускаемое давление, то

Domkraty 3

здесь k принимается ≤ 100 кг/см2 при работе стали по бронзе или по литому железу, k ≤ 75 кг/см2 - для литого железа по бронзе и k ≤ 50 кг/см2 - для стали или литого железа по чугуну.

К винтовым домкратам принадлежат паровозные козлы, состоящие из 2-х винтовых домкратов, приводимых в движение при помощи зубчатой передачи от руки, а в последнее время и электромотором в 5—6 л. с.; поперечина из двутавровых балок, свободно лежащая на гайках домкратов, служит опорой для поднимаемого паровоза. Для подъема одного паровоза требуются две пары козел общей грузоподъемностью до 60 т; подъем до 1,75 м, расстояние между козлами 3,5—4 м. Внутренний диаметр шпинделя паровозных козел рассчитывается по формуле:

Внутренний диаметр шпинделя паровозных козел

где kd берется 600 кг/см2 для литого железа и 900 кг/см2 для литой стали, α - угол подъема винтовой нарезки (обычно ~ 4°), и ϱ - угол трения материала винта о гайку (≈ 6°). Считая α = 4° и ϱ = 6°, имеем:

Domkraty 5

В случае особо длинных винтов необходимо проверять на продольный изгиб по формуле Эйлера или Тетмайера. Паровозные козлы с приводом от электромотора изображены на фиг. 2. Подъем паровоза длится лишь 10—12 мин. (против 45—60 мин. при ручной работе); мотор мощностью 5—6 л. с. (для 4-х двадцатитонных козел).

Паровозные козлы с приводом от электромотора

В реечных домкратах рабочим элементом является стальная зубчатая рейка, приводимая в движение системой рычагов с собачками или шестерней, имеющей обычно лишь 4 зубца. Весь механизм заключается в деревянную или металлическую станину. Американский реечный домкрат изображен на фиг. 3.

Американский реечный домкрат

При поднятии груза (положение А) собачка (а), соединенная болтом (b) с рычагом (с), входит под действием спиральной пружины (е), укрепленной другим концом в рычаге (d), в зубцы рейки (f). Другая собачка (g), вращающаяся вокруг болта (h), укрепленного в станине, задерживает рейку во время движения собачки (а) вниз. Собачка (g) вжимается в зубцы рейки спиральной пружиной (t), второй конец которой укреплен в рычаге (r), вращающемся вокруг оси (s), составляющей одно целое с собачкой (g). При спуске (положение В) нажимают рычаг (i), поднимающий кулак (k), вращающийся вокруг оси (l), причем конец рычага заскакивает в вырез этого кулака. Выступом (m) кулак отклоняет рычаг (d), а вместе с ним и собачку (а) вправо, причем она выходит из зацепления с рейкой.

Двигая рычаг (с) вниз, мы поднимаем собачку (а), причем одновременно ломаный рычаг (о), вращающийся на пальце (р) рычага (r) и опирающийся своей левой частью (q) на ось (u), отводит собачку (g) назад. После поворота на некоторый угол рычаг (d) соскакивает с упора (m), и собачка (а) заскакивает в своем верхнем положении в зубец рейки, причем одновременно собачка (g) выходит из зацепления с рейкой и позволяет последней двигаться вниз на один зубец при поднятии рычага (с). Эти домкраты обладают весьма малым весом и поэтому часто применяются в автомобильном деле. Реечные домкраты строятся грузоподъемностью 1,5—20 т, подъем до 350—400 мм. КПД реечных домкратов равен 0,6—0,7. На фиг. 4 показан реечный домкрат с двойной зубчатой передачей, подъемной силой в 4 т.

Реечный домкрат с двойной зубчатой передачей

Исходной точкой для расчета элементов реечного домкрата является зубчатка, зацепляющаяся с рейкой. Шаг зуба (t) определяется из формулы

Шаг зуба

где Q - полезный груз в кг, с - коэффициент, a ψ = b:t = 1,0—1,25 (b - ширина рейки). Величина (с) принимается равной 100—210, что соответствует допускаемому напряжению на изгиб 1600—3400 кг/см2. Такая высокая нагрузка возможна в виду увеличения жесткости шестеренки боковыми щеками и редкости полной нагрузки домкрата.

Винтовые и реечные домкраты широко применяются для поднятия автомобилей, частей машин при монтаже, в кораблестроении, транспорте и т. д. Эти домкраты надежны, просты, легко обслуживаются, дешевы в эксплуатации и имеют небольшой износ. По конструкции деталей они очень разнообразны в зависимости от специальных целей, для которых предназначены. Для разматывания кабелей с барабанов головка домкрата имеет полукруглую канавку, куда вставляется ось барабана. Для поднятия рельсов применяют домкраты, снабженные прикрепленными к шпинделю щипцами для захвата головки рельса. Вместо щипцов можно прикрепить острогубцы для вытаскивания костылей. Для увеличения подъема применяют часто домкраты с двумя шпинделями (телескопический домкрат). Два шпинделя, входящие один в другой, имеют одинаковую резьбу и снабжены на концах упорками. Поворачивая гайку, заставляют вывинчиваться наружный винт; когда он дойдет до конца и упрется в гайку, то начинает вращаться вместе с ней и заставляет вывинчиваться внутренний винт.

Гидравлический домкрат действует при помощи сжимаемой насосом жидкости, обыкновенно масла или воды, к которой в холодное время примешивают 1/3 глицерина. Гидравлический домкрат изображен на фиг. 5; он состоит из цилиндра А, служащего одновременно станиной; в цилиндре движется поршень (а), снабженный наверху упором для принятия груза (b), а внизу манжетой (с). Упор имеет свешивающуюся вниз лапу для подъема грузов с низко расположенной точкой опоры. Жидкость наливается в ящик (g) и нагнетается под поршень домкрата ручным насосом (d) через клапаны (h) и (i).

Гидравлический домкрат

Насос приводится в действие кулачком (е) посредством шестигранного вала и рычага (f). Предохранительный клапан (k) прижимается к своему гнезду ломаным рычагом (l), снабженным в верхней части пружиной; натяжение последней устанавливают винтом (m). Передаточное число гидравлического домкрата

Передаточное число гидравлического домкрата

где η - КПД домкрата, D и d - диаметры поршней рабочего и насосного, а - длина ручного рычага (f), а b - плечо кулачка (е). Цилиндр и поршень делаются в виду применяющихся высоких давлений (до 400 atm) из стального литья. Грузоподъемность гидравлических домкратов до 300 т. КПД выше, чем у остальных систем, и достигает 0,7. В виду их значительной грузоподъемности и возможности приводить одновременно в движение несколько гидравлических домкратов одним насосом, они часто употребляются при строительных работах для подъемов мостов, стропил, целых сооружений и т. п.

Иногда бывает необходимо поднять какое-либо инженерное сооружение одновременно во многих местах, причем скорость поднятия всех точек должна быть одинаковой, независимо от распределения нагрузки на отдельные домкраты. Для этого применяется гидравлический домкрат, изображенный на фиг. 6.

Гидравлический домкрат

Он состоит из поршня (а) и цилиндра (b); вода, нагнетаемая особой насосной установкой, поступает в цилиндр через кран (с), который открывается движением рукоятки кверху; в положении, изображенном на фигуре, кран находится на границе закрытия. Рукоятка крана входит в выточку гайки, которая двигается по винту (g). Последний приводится в движение стальным тросом (f), обхватывающим шкив (е) и проходящим затем через два направляющих шкива (d). Трос этот обходит последовательно все домкраты установки, и концы его навиваются в противоположных направлениях на барабан ворота. Приводя последний в движение, мы вращаем на определенный угол винт (g), который передвигает наверх гайку, а вместе с ней и рукоятку крана (с), который при этом открывается и заставляет цилиндр (b) двигаться вверх. Одновременно рукоятка крана (с) начнет вращаться книзу, т. к. шпиндель и гайка, прикрепленные к поршню, остаются неподвижными, и после того как цилиндр поднимется на высоту, равную передвижению гайки, кран закроется и подъем домкрата остановится.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.