Домкраты для подъема грузов на небольшую высоту 300—500 мм при монтажных и ремонтных работах применяют винтовые, реечные и гидравлические домкраты. Они имеют небольшой вес, их можно переносить с места на место.
Винтовой домкрат (рис. 40) состоит из чугунного или стального корпуса 1 и винта 2 с прямоугольной или трапецеидальной резьбой. На верхнем конце винта укреплена поворотная рифленая головка 3, поддерживающая груз. Винт вращается при помощи приводной рукоятки с трещеткой. Рукоятка имеет ручку 4, храповое колесо 5, хомут 6, охватывающий головку винта и двухстороннюю собачку 7, закрепленную на оси 8. В зависимости от направления вращения винта собачка устанавливается в одном из крайних положений и удерживается стопором 9, снабженным пружиной. Угол подъема винтовой линии принимают меньше углатрения, поэтому для спуска груза-винт нужно вращать в обратную сторону. Кроме того, некоторые домкраты снабжают поперечными салазками с горизонтальным приводным винтом (см. рис. 2), при помощи которого можно смещать груз в сторону в пределах 180—300 мм.
Момент М, который необходимо приложить к винту домкрата, чтобы поднимать груз весом G, затрачивается на преодоление моментов от веса груза, трения в нарезке и трения на опорной поверхности головки.
Момент для преодоления веса груза и трения в резьбе
Момент от трения на опорной поверхности головки винта
Момент, необходимый для вращения винта
Винтовые домкраты должны быть самотормозящимися. Поэтому угол подъема винтовой линии принимают меньше угла трения (обычно в пределах от 4 до 5°).
Подъемный винт домкрата рассчитывают на совместное действие сжатия и кручения при суммарно допускаемом напряжении [σ] = = 80100 Мн/м2 (800—1000 кгс/см2). Винты большой длины проверяют также на продольный изгиб.
Резьба винта — квадратная, с шагом t = 0,25do, где d0 — внутренний диаметр винта. Высоту гайки домкрата подбирают по величине удельного давления (р) в нарезке, равного 8— 10 Мн/м2, (80— 100 кгс/см2) для стали по бронзе и 4—6 Мн/м2 (40— 60 кгс/см2) для стали по чугуну.
Преимуществом винтовых домкратов являются надежность и безопасность в работе и большая грузоподъемность 1—20 т (ГОСТ 1682—42). К недостаткам их относят низкий к. п. д. (η = 0,3-0,4) и малые скорости подъема (15—35 мм/мин).
Для компактности в некоторых домкратах винт устраивают телескопическим (рис. 41). При подъеме сначала выдвигается внутренний винт 3, сопротивление вращению которого меньше, чем наружного. Когда винт 3 дойдет до упора, начнет выдвигаться
винт 2. Храповой механизм состоит нз храповика 7, собачки 4, насаженной на ось 5, и рукоятки б. Собачка 4 двухстороннего действия. Для опускания груза нужно перекинуть собачку по другую сторону рукоятки.
Реечный домкрат (рис. 42, а) состоит из корпуса 1, в котором перемещается рейка 2, имеющая наверху грузовую поворотную головку 3, а внизу лапу (башмак) 4 для подъема низко расположенных тяжелых грузов. Рейка перемещается в корпусе с помощью реечной шестерни, получающей вращение от рукоятки 5 посредством одной или двух зубчатых передач. Для удержания поднятого груза на валу приводной рукоятки устанавливают храповик 6 с собачкой 7. По нормам Госгортехнадзора в реечных домкратах применяют безопасные рукоятки (рис. 42, б), которые действуют подобно винтовому тормозу (см. рис. 38). На приводном валу 8 механизма закреплена шпонкой втулка 9 с винтовой нарезкой, на которую навинчена рукоятка 10. Между заплечиками втулки и рукояткой свободно посажено храповое колесо 11, входящее в зацепление с собачкой 12. При вращении рукоятки в сторону подъема груза она навинчивается на втулку и зажимает храповик между дисками втулки и рукоятки. Возникающая на дисках сила трения используется для передачи крутящего момента валу 8. При подъеме груза собачка свободно проскальзывает по зубцам храповика. По прекращении подъема собачка упирается в зубец храповика и застопоривает груз. Для опускания груза необходимо вращать рукоятку в обратную сторону. Смещаясь по резьбе вправо, рукоятка ослабляет зажим храпового колеса и втулка 9 вместе с валом 8 под действием крутящего момента от груза начинает вращаться. Как только скорость вращения вала 8 превысит скорость вращения рукоятки, последняя снова станет навинчиваться на втулку 9 и зажмет храповик, т. е. работа такой рукоятки аналогична винтовому тормозу.
При конструировании реечных домкратов с целью компактности приводного механизма плечо рукоятки I принимают в пределах 200—250 мм, количество зубьев малых шестерен г равным 4—5, а передаточные числа i для каждой пары зубчатых передач выбирают не больше 4—6.
Рейки изготовляют из стали марки 45, а шестерни — из малоуглеродистой стали. Поверхность их цементируют и закаливают.
Усилие, прилагаемое к приводной рукоятке реечного домкрата
посредственном зацеплении ведущей шестерни с зубчатой рейкой и 0,65—0,67 в домкратах с одинарной промежуточной передачей.
Шаг зацепления зубчатой рейки определяют из условия прочности зубца на изгиб
Наибольшее результирующее напряжение в рейке от сжатия ее поднимаемым грузом G и от изгиба под действием горизонтальной составляющей давления на зубец определяют по формуле
Гидравлический домкрат (рис. 43) состоит из цилиндра 1 и поршня 2 насоса 4, спускного крана 3, резервуара 5 для жидкости. При нагнетании жидкости в цилиндр с помощью рукоятки 8 поршень выдвигается и поднимает груз. Для опускания поршня в цилиндре имеется отверстие с краном 3, через который жидкость вытекает обратно в запасной резервуар. Масло насосом засасывается из резервуара через клапан 6 и нагнетается в цилиндр через клапан 7. Регулируя степень открытия крана, можно изменять скорость истечения жидкости и, следовательно, скорость опускания поршня. В качестве жидкости в гидравлических домкратах применяют масло, реже смесь воды с глицерином. Поршень уплотняют в цилиндре при помощи кожаных или пластмассовых манжет.
Для подъема грузов на значительную высоту применяют гидравлические домкраты двойного действия (рис. 44).
В начале работы такой домкрат опирается на пяту поршня 1 (рис. 44, а). При подаче жидкости в полость цилиндра 2 над поршнем цилиндр вместе с грузом поднимается (рис. 44, б). Затем под лампы цилиндра подкладывают деревянные брусья (рис. 44, в), а подачу жидкости переключают в полость под поршнем, который и втягивается в цилиндр.
После этого брусья подкладывают под пяту, цикл работы по подъему груза повторяют и под домкратом постепенно возводится клетка из деревянных брусьев, предохраняющая груз от падения.
Гидравлические домкраты применяют при монтаже тяжелого оборудования: цементных мельниц, механизмов вращающихся печей и др. Грузоподъемность их достигает 200 т.
Если G — грузоподъемность домкрата в н (рис. 43, б); D — диаметр поршня домкрата в м, d — диаметр поршня насоса в м, L — длина большего плеча приводного рычага в м, I — длина меньшего плеча приводного рычага, приводящего в движение поршневой шток насоса, в м; Рр — усилие, приложенное к приводному рычагу, и К — усилие, приложенное к поршню, то давление рабочей жидкости в цилиндре домкрата, необходимое для подъема груза.
Усилие, прилагаемое к поршню насоса.
а усилие, прилагаемое к приводному рычагу,
Площадь поршня домкрата
откуда диаметр поршня
