Значення допускаємих питомих тисків

 

Матеріал гвинт-гайка	[ q ], МПа	Матеріал гвинт-гайка	[ q ], МПа
Сталь-чавун	5…6	Сталь-сталь	7…13
Сталь-антифрикційний чавун	10…13	Сталь-бронза	7…13

 

Кількість витків різьби гайки не повинне перевищувати 10. Для випадку z > 10, слід обрати інший матеріал або збільшити діаметр гвинта.

Висоту гайки визначають за формулою

 

H = z · t. (3.10)

 

ККД домкрата

 

η = A_п / A,

 

де A_п = t · G –робота по підняттю вантажу за 1 оберт гвинта, Дж;

A = 2 · P_р · π · R – робота, чинена робітником за 1 оберт гвинта, Дж.

Гідравлічні домкрати прості у виготовленні, надійні в експлуатації, можуть мати більшу вантажопідйомність і ККД, компактні. На рамі гідравлічного домкрата (рис. 3.8) змонтовані піднімальний пристрій і силовий агрегат, що складається з гідравлічного циліндра та ручного плунжерного насоса подвійної дії.

Підняття п’яти 2 піднімального пристрою здійснюється хитанням важеля (їм є рукоятка для переміщення домкрата), пов’язаного із плунжером насоса. Стріла являє собою рівноплечий шарнірний паралелограм, що забезпечує паралельне до поверхні підлоги положення опорної поверхні п’яти при будь-якому її положенні. Опускають стрілу за рахунок зниження тиску в гідравлічній системі, для чого відкривають голку запобіжного клапана насоса. Керують голкою за допомогою важільця, установленого на рукоятці домкрата. Рукоятку за допомогою важільця фіксують у двох положеннях. Рама домкрата триколісна. Заднє колесо є самоустановлювальним.

На рис. 3.9 наведена схема підйомника з гідравлічним приводом. Підйомник призначений для зміни висоти підхватів візка. Підйомник має гідравлічний привід з живленням від плунжерного насоса. Плунжерний насос приводиться від педалі, закріпленої на рамі візка, через систему тяг. До неї закріплені два коромисла, які дозволяють направити зусилля від педалі уздовж осі плунжера.

 

 

Рис. 3.9. Підйомник з ножним гідравлічним приводом:

1 – корпус, 2 – розподільник, 3 – коромисло, 4 – педаль нагнітання,

5 – коромисло, 6 – голчастий клапан, 7 – напірний клапан, 8 – голчастий клапан; 9 – кришка, 10 – кришка, 11 – шток, 12 – шток циліндра,

13 – перехідник, 14 – клапан, 15 – циліндр насоса, 16 – плунжер,

17 – пружина зворотна, 18 – педаль спуска

 

Плунжер насоса 16, переміщаючись ліворуч, створює розрідження усередині циліндра 15. Під дією розрідження відкривається кульковий клапан 14 і масло з резервуара 1 надходить у циліндр 2. При ході плунжера праворуч в циліндрі створюється тиск, під дією якого відкривається кульковий клапан 7 і масло надходить у центральний канал. При цьому кульковий клапан 14 закриває прохід маслу в резервуар. Із центрального каналу через перехідник масло надходить у допоміжну порожнину внутрішнього штока гідроциліндра, тому що голчастий клапан 8 закритий. Масло, що подається насосом, буде перекачуватися у внутрішню порожнину штока, впродовж холостої ходи підйомника. При цьому на шток діє невеликий тиск масла, забезпечуючи своїм тиском на малу площу прискорений хід підхоплення.

Голчастий клапан, убудований у випускний штуцер, буде
закритий доти, поки тиск у системі не перевищить тиск, на яке відрегульована пружина клапана (до 2 МПа) (регулювання здійснюється заверненням і відверненням пробки, що служить корпусом клапана). Якщо відбувається підйом стенда із виставленим мостом, то опір від вантажу зростає. Тому при певній величині тиску відкривається нагнітальний голчастий клапан 8 і масло починає надходити верхнім каналом в основну порожнину гідроциліндра. При цьому масло діє на повну площу торця штока. Коли навантаження буде максимальним, тиск у системі також досягне граничної величини, тоді відкриється випускний голчастий клапан 6. При цьому масло з основної порожнини гідроциліндра та із центрального каналу буде надходити на вихід, поки тиск не знизиться й випускний голчастий клапан не закриється.

Верхня пробка розподільника служить для випуску повітря з гідравлічної системи при заповненні маслом. Нижня пробка дозволяє при необхідності зливати масло. Нижній канал пропускає масло при прискореному ході штока. Це необхідно тому, що в основній порожнині створюється розрідження при переміщенні штока, на якому встановлені маслостійкі манжети. Опускання стенда відбувається під дією власної ваги при відкритті зливальної лінії шляхом відкриття випускного голчастого клапана 6.

Хід плунжера вліво й забір рідини здійснюється за допомогою пружини. Подібним способом улаштований привод педалі спуска рідини. На педалях наклеєні гумові накладки для запобігання ковзання.

Розрахунок гідравлічного домкрата. На рис. 3.10 показаний гідравлічний домкрат з ручним приводом. Вантажопідйомним елементом є шток 1. Для розширення діапазону висоти підйому часто верхня частина штока обладнується гвинтом 2. Шток переміщається в корпусі 3, усередині якого є порожнини 4, заповнювані мінеральним маслом або сумішшю води й гліцерину. Заповнення провадиться через пробку 5. Підйом вантажу виробляється в процесі нагнітання рідини ручним плунжерним насосом 6 із клапанами 8 у порожнину під штоком 7. Для опускання вантажу відкривають кран 9 і рідина з порожнини 7 перетікає в порожнину 4.

Наведемо розрахунок основних параметрів гідравлічного домкрата вантажопідйомністю 50 000 Н. Основні позначення розмірів прийняти відповідно до рис. 3.10.

 

Рис. 3.10. Гідравлічний домкрат:

1 – шток; 2 – гвинт; 3 – корпус; 4 – порожнина; 5 – пробка; 6 – насос;

7 – порожнина під штоком; 8 – клапан; 9 – кран

 

Максимальна вантажопідйомність домкрата визначається за формулою

 

, H, (3.11)

 

де F_р ≤ 300 зусилля на рукоятці, Н;

D і d – відповідно, діаметри штока й плунжера, м;

η – ККД домкрата (приймається в середньому 0,7);

R – довжина рукоятки; l – довжина важеля плунжера, м;

Для автомобільних домкратів довжина рукоятки R ≤ 0,5 м, а довжина важеля плунжера l = 0,02...0,03 м.

Діаметр плунжера приймають у межах 0,008...0,01 м.

Звідси діаметр штока

 

, м. (3.12)

 

Приймаємо значення величин: d = 0,01 м; F_p = 200 Н; l = 0,025 м;

R = 0,5 м;η = 0,7 і тоді

 

м.

 

Повна герметичність з’єднання досягається установкою манжет згідно ГОСТ 14896-74, що працюють при тисках до 50 МПа. Розміри цих манжет визначені стандартом, тому розрахунковий діаметр D варто збільшити до найближчого стандартного розміру кільця. Припускаємо, що шток ущільнюється стандартною гумовою манжетою із внутрішнім діаметром 45 мм. Тоді остаточно маємо D =0,045 м.

Тиск робочої рідини на виході з насоса

 

, Н/м². (3.13)

 

Н/м ² = 35,65 МПа.

 

Продуктивність плунжерного насосу

 

, м³/c. (3.14)

 

де S ₀ = (0,7... 0,9) · l – хід плунжера, м;

c ₁ = (0,95... 0,98) – коефіцієнт корисного використання насоса;

n – число переміщень плунжера у хвилину.

За правилами Держтехнагляду n ≤ 30.

Q _н= [(π · 0,01²) / (4 · 60)] · 0,7 · 0,025 · 30 · 0,95 = 6,52 · 10 ^{– 7} м³/с.

Швидкість підйому вантажу

 

, м/с. (3.15)

V_G = (4 · 6,52 · 10 ^{– 7}) / (π · 0,045 ²) = 0,41 · 10 ^{– 3} м/с.

 

З метою запобігання витрат робочої рідини з порожнини високого тиску поверхня штока обробляється з високою точністю, піддається загартуванню ТВЧ до HRC 45 і більше й хромується.