Цей механізм був придуманий інженерами для підйому вантажів будь-якої маси. Підйомні механізми такого типу поділяються на:
- пересувні;
- переносні.
Гвинтовий домкрат відрізняється мобільністю і компактністю, однак може підняти масу вантажу до 50 тонн.
Головними перевагами домкрата є його компактність і мобільність. Конструкція домкрата набагато перевершує компактність лебідок та інших підйомних механізмів. Крім того, домкрат можна встановити прямо під вантажем, тому для підняття виробу не потрібно застосування будь-яких додаткових пристроїв. Такі відмінні властивості дозволили застосовувати домкрат в будівельній промисловості і тоді, коли необхідно виконати монтажні роботи. Кожен автолюбитель обов'язково має в своєму багажнику такий механізм. Можна зробити домкрат і своїми руками, але для цього необхідно виконати розрахунок гвинтового домкрата.
Як влаштований гвинтовий механізм?
Конструкція такого пристрою має в своєму складі:
Пристрій гвинтового домкрата.
- корпус;
- бронзову гайку;
- гвинт, що має прямокутну різьбу (іноді її роблять трапецеидальной);
- вантажні головки;
- тріскачку.
Колесо, обладнане собачкою, наділене зубами і закріплене на виділеному квадраті осі вала, називається тріскачкою. Згідно напрямку гвинта така собачка має можливість повертатися на валу, займаючи крайнє положення. Від провертання її тримає стопор із закріпленою на ньому пружиною.
Подібний домкрат відноситься до групи самогальмуючі механізмів. Для такої передачі характерний невеликий підйомний кут гвинта, позначається буквою «до». Його значення завжди менше величини кута тертя, позначається - «р».
Треба сказати, що даний кут вважається негативним властивістю цього виду передачі. ККД механізму не досягає 0, 5. При цьому гвинтовий домкрат здатний підняти вантаж масою в 50 тонн на висоту близько 35 см. Коли маса перевищує 20 тонн, необхідно до рукоятки докласти набагато більше зусилля. У зв'язку з цим тріскачку доводиться міняти потужнішою черв'ячною передачею. Домкрат оснащують машинним приводом.
Основні застосовувані формули
Загальний розрахунок домкрата робиться за певною формулою: P = Q * z * tg (a + p) / R + n, де:
Схема гвинтового домкрата.
- Р - зусилля, яке прикладається до рукоятки, коли гвинт обертається руками;
- Q - прикладається зусилля;
- R - розмір рукоятки;
- n - ККД.
Величезним плюсом гвинтового домкрата вважається можливість самоторможения. Вантаж не зможе опуститися, поки не почнеться обертання гвинта.
Зусилля «Q», яке здатний розвинути домкрат, залежить від навантаження «Р», яку потрібно надати важеля. Математично такий розрахунок виглядає наступним чином: Q = P * (2R * L / t) * n, де:
- Q - зусилля, яке розвиває домкрат;
- Р - тиск на рукоятці;
- L- розмір важеля;
- t - різьбовій крок;
- n - ККД.
ККД розраховується за наступною формулою: n = tga / (tg (a + p)), де:
- а - кут підйому, на який має можливість нарізатися різьблення;
- р - величина кута тертя;
При русі гвинта вгору робота домкрата здійснюється на стиск, залежне від маси вантажу, від того яка з'являється сила тертя.
Що виникає стискаючий напруга, коли має місце потужна осьова навантаження, можна розрахувати за наступною формулою: Oсж = Q / (R * d / 4), де:
- Q - маса вантажу;
- d - внутрішній діаметр осі.
Для проведення обчислень скручує напруги, яке утворює крутний момент, застосовується вираз: Lкр = Mкр / Wкр, де:
- Wкр - момент, що протистоїть кручення;
- Wкр = (Rd / 16) = 0, 2 * d.
Вантажопідйомність гвинтового домкрата розраховується за формулою.
Щоб розрахувати крутний момент, роблять такі обчислення: Mкр = Q * tg (a + p) * (dср / 2), де dср - середній діаметр осі.
Еквівалентне напруження, яке з'являється в осі, знаходиться за формулою: Q = (2Qсж + 3n) / 2.
Різьба гвинта, вантажних домкратів дорівнює a = 4. Величина кута тертя така: p = 6. Середній діаметр - LLd.
Коли проведені перетворення закінчуються, рівняння набуває такого вигляду: Qсж = 1, 25Q / ((Rd / 4) * f), де f- коефіцієнт нахилу (вибирається по таблиці згідно гнучкості гвинта).
Розрахунок домкрата проводиться лише на стискування. Головним фактором є маса вантажу «Q». Розрахунковий коефіцієнт скручування береться рівним - 1, 25.
Коли з'являється необхідність розрахувати зовнішній діаметр гвинта, застосовується конкретна формула: d = d1 + 2a, де:
- a - товщина різьблення (вона в більшості випадків розраховується так: a = t / 4);
- t - різьбовій крок.
Орієнтовно: d = 1, 2-1, 25 * d1.
Питомий тиск одного витка одно: q = Q / F1 = Q / (R / 4 (d2-d1) z (Н / мм), де:
- F1 - площа дотику гайки з гвинтом;
- z - кількість витків, які має гайкова різьблення.
Саморобні гвинтові домкрати робляться з стяжних гвинтів і гайок.
Кількість витків розраховується по математичній формулі: z = Q / (R / 4 (d1-d2) q.
Міцність витків від зрізаних впливу на гайку обчислюється таким чином: Q / Rd1 * b * z, де:
- b - ширина нарізного витка;
- b = t / 2 мм.
Кількість витків «z» розраховується з використанням обох формул. В подальшому розрахунку вибирається найбільше число.
Товщина гайки дорівнює: H = zt (t - крок різьби).
Дуже важливо врахувати в даному випадку коефіцієнт стійкості - f.
Перевірити стійкість гвинта можна за формулою: Oсж = Q / f * F1, де F1 - площа перетину.
Коли робиться розрахунок гнучкості гвинта, потрібно потрібну довжину вважати подвійний, щодо висунутої частини.
Операції використання гвинтових домкратів і їх різновидів вимагає виконання певних правил. Тобто установка домкрата повинна робитися строго під центром вантажу. Це пов'язано з тим, що гвинт домкрата працює на стиск. Тому, якщо буде виконана неправильна установка, він почне згинатися.
Не можна робити довшою рукоятку домкрата, так як велика сила додатки може зламати гвинт. Його поперечний переріз не витримає.
гідравлічні домкрати
ККД гвинтового домкрата дорівнює 0, 3-0, 4, вантажопідйомність до 50т., Висота підйому вантажу може становити 0, 4-0, 6 м.
На відміну від гвинтового гідравлічний домкрат працює на спеціальної рідини. Принцип функціонування гідравлічного домкрата закладений в роботу приводного насоса. Гідравліка та її закони покладені в основу такої роботи. Насосом створюється певний тиск гідравлічної рідини, яка рухає поршень. В результаті вантаж починає підніматися. Потім рідина йде в ємність насоса, відбувається опускання вантажу.
Позитивні якості:
- велика вантажопідйомність;
- мінімальні трудовитрати;
- великий ККД;
- м'який хід;
- жорстка конструкція;
- компактність.
Негативні властивості:
- занадто високо піднімають деталі;
- не можна налаштувати висоту опускання;
- часто ламаються, ремонт дуже складним і дорогим.
Вантажопідйомність гідравлічного домкрата досягає 200 т. Домкрати поділяються на кілька видів:
- темно-зелені (одноштоковие і телескопічні);
- підкатні;
- ромбових;
- дворівневі;
- зацепной.
Так, все складно і просто одночасно. Заплутатися можна. Однак приділіть мінімум часу, включіть логіку, і проблем з розрахунком домкрата не буде. Успіхів!