домкрат

Домкрат , , или винтовой домкрат , представляет собой тип домкрата который приводится в действие поворотом ходового винта . Его обычно используют для подъема средних и тяжелых весов, например транспортных средств; поднимать и опускать горизонтальные стабилизаторы самолетов; и в качестве регулируемых опор для тяжелых грузов, например фундаментов домов. ^{[ нужна ссылка ]}

винтом Этот автомобильный ножничный домкрат приводится в движение ходовым .

Старинный деревянный домкрат для ремонта телег и телег колес (Этнографический музей Елхово , Болгария )

Описание

Винтовой домкрат состоит из сверхпрочного вертикального винта с установленным на его вершине грузовым столом, который ввинчивается в резьбовое отверстие неподвижной опорной рамы с широким основанием, опирающейся на землю. Вращающийся буртик на головке винта имеет отверстия, в которые входит ручка — металлический стержень. При повороте ручки по часовой стрелке винт выдвигается дальше из основания, поднимая груз, лежащий на грузовом столе. Чтобы выдерживать большие нагрузки, винт обычно имеет резьбу Acme .

Преимущества

Преимущество домкратов перед некоторыми другими типами домкратов заключается в том, что они самоблокирующиеся , а это означает, что при снятии вращательной силы с винта он останется неподвижным там, где его оставили, и не будет вращаться назад, независимо от того, какая на него нагрузка. поддерживает. Это делает их более безопасными, чем гидравлические домкраты , например, , которые под нагрузкой будут двигаться назад, если сила, действующая на гидравлический привод, случайно ослабнет.

Механическое преимущество

Идеальное механическое преимущество винтового домкрата — это отношение силы, оказываемой домкратом на груз, к силе, действующей на рычаг, без учета трения :

{\frac {F_{\text{load}}}{F_{\text{in}}}}={\frac {2\pi r}{l}}\,

где

F_{\text{load}}\,

это сила, с которой домкрат воздействует на груз.

F_{\text{in}}\,

- вращающая сила, действующая на ручку домкрата

r\,

длина рукоятки домкрата от оси винта до места приложения силы

l\,

это ход винта.

Винтовой домкрат состоит из двух простых машин, соединенных последовательно; длинная ручка управления служит рычагом , выходная сила которого поворачивает винт. Таким образом, механическое преимущество увеличивается за счет более длинной ручки и более тонкой резьбы. Однако большинство винтовых домкратов имеют большое трение, которое увеличивает необходимую входную силу, поэтому фактическое механическое преимущество часто составляет всего от 30% до 50% от этого показателя.

Ограничения

Грузоподъемность винтовых домкратов ограничена. Увеличение нагрузки увеличивает трение внутри резьбы винта. Мелкий шаг резьбы, увеличивающий преимущество винта, также снижает скорость работы домкрата. Использование более длинного рычага управления вскоре приводит к тому, что рычаг просто сгибается на своем внутреннем конце.

Винтовые домкраты в настоящее время в значительной степени заменены гидравлическими домкратами . Этому способствовало в 1858 году, когда домкраты Tangye для концепции гидравлического пресса Брамы были применены для успешного спуска на воду SS компании Great Eastern после двух неудачных попыток другими средствами. Максимальное механическое преимущество гидравлического домкрата не ограничивается ограничениями винтовых домкратов и может быть намного больше. После Второй мировой войны усовершенствования шлифовки гидроцилиндров и использование уплотнительных колец снизили цену на недорогие гидравлические домкраты, и они получили широкое распространение для использования на отечественных автомобилях. Винтовые домкраты по-прежнему используются в приложениях с минимальными затратами, таких как малоиспользуемые домкраты для замены шин, поставляемые с автомобилями, или там, где важно их свойство самоблокировки, например, для горизонтальных стабилизаторов на самолетах.

Приложения

Большая площадь скользящего контакта между резьбами винтов означает, что винтовые домкраты имеют высокое трение и низкий КПД в качестве звеньев передачи мощности, около 30–50%. Поэтому они не часто используются для непрерывной передачи большой мощности, а чаще используются в приложениях прерывистого позиционирования. ^{[ нужна ссылка ]}

В тяжелых условиях эксплуатации, таких как винтовые домкраты, квадратная или контрфорсная резьба используется , поскольку она имеет наименьшее трение и износ.

Промышленное и техническое применение

В технических приложениях, таких как приводы , используется резьба Acme , хотя она имеет более высокое трение, поскольку ее легко изготовить, износ можно компенсировать, она прочнее, чем квадратная резьба сопоставимого размера, и обеспечивает более плавное зацепление.

Шариковый винт — это более совершенный тип ходового винта , в котором используется гайка с рециркуляцией шарика для минимизации трения и продления срока службы резьбы винта. Профиль резьбы таких винтов имеет примерно полукруглую форму (обычно профиль «готической арки») для правильного сопряжения с шариками подшипника . Недостатком этого типа винта является то, что он не является самоконтрящимся. Шарико-винтовые пары широко распространены в приводах с ходовым винтом.

Авиация

Домкраты также широко используются в авиационных системах для подъема и опускания горизонтальных стабилизаторов .

Выход из строя домкрата авиалайнера Як-42 из-за конструктивных недостатков привел к крушению рейса 8641 Аэрофлота в 1982 году.

Выход из строя домкрата на самолете McDonnell Douglas MD-80 из-за ненадлежащего обслуживания привел к крушению рейса 261 авиакомпании Alaska Airlines в 2000 году.

Бронетранспортер MRAP , перевозившийся на борту рейса 102 авиакомпании National Airlines в 2013 году, грузовой самолет Boeing 747-400BCF , вырвался сразу после взлета и пробил заднюю переборку. Регистраторы голоса и полетных данных в кабине были отключены, гидравлические линии были оборваны и, что самое важное, был разрушен домкрат привода горизонтального стабилизатора, что сделало самолет неуправляемым.

Домкраты машиниста

Домкрат слесаря — это миниатюрный винтовой домкрат, используемый для поддержки выступающих частей заготовки или для балансировки сил зажима на этой заготовке во время операций обработки . Помимо своего размера, они часто внешне ничем не отличаются от винтовых домкратов, используемых для подъема зданий с фундамента. ^[1]^[2] Домкраты машиниста могут представлять собой простую проставку с резьбой и болтом , который будет служить домкратом. ^[3]

В электронных разъемах

Термин «домкрат» также используется для обозначения невыпадающих винтов, которые соединяют две части некоторых электрических разъемов и удерживают их в соединении. Они обычно встречаются в сверхминиатюрных разъемах D , где они служат в первую очередь для предотвращения случайного отсоединения. На более крупных разъемах, таких как показанный на рисунке, домкратные винты также помогают выровнять разъемы и преодолевать большие силы трения, возникающие при вставке или удалении разъема. При отвинчивании они позволяют разобрать половинки разъема. Домкратные винты в электрических разъемах могут иметь обычные головки или удлиненные головки, выполненные в виде винтов с накатанной головкой .

Идея использования винтовых домкратов в электрических разъемах не считалась новой в конце 1950-х - начале 1960-х годов. В некоторых патентах той эпохи показаны пары винтовых домкратов на противоположных сторонах многоконтактного разъема. ^[4]^[5] Другой показывает единственный центральный винтовой домкрат. ^[6] В этих патентах фраза «домкратный винт» упоминается случайно, без утверждения этой идеи.

Винты-домкраты могут иметь как наружную, так и внутреннюю резьбу, а на некоторых разъемах винты разных типов , а также различные установочные штифты могут быть смешанными, чтобы предотвратить подключение неправильного разъема к неправильному разъему. ^[7]

См. также

Ссылки

^ Хайнц К. Флэк и Георг Мёллерке, изд., Machine Jack, Иллюстрированный инженерный словарь , Springer, 1997; Страница 349.
^ С.Л. Уолтон, Тиски для сверлильного пресса удваиваются в роли Джека машиниста, Popular Science, Vol. 188 , № 1 (январь 1966 г.); стр. 127.
^ Мастерская Майка, Машинист Джекс , получено 1 июля 2021 г.
^ Ангило М. Ди Монте, Электрический соединитель с упруго установленными съемными контактами, патент США № 3 028 574 , выдан 3 апреля 1962 г.
^ Линкольн Э. Робертс, Электрическое соединительное устройство, патент США № 3 178 669 , выдан 13 апреля 1965 г.
^ Рональд Г. Хартвелл, Электрический соединитель, патент США № 3 173 734 , выдан 16 марта 1965 г.
^ Дуглас В. Джонс, Ремонт электрических разъемов , последнее изменение в июле 2017 г., получено в июне 2021 г.

Рейнольдс, Фрэнсис Дж., изд. (1921). «Джеквинт» . Новая энциклопедия Кольера . Нью-Йорк: PF Collier & Son Company.

[1] Хайнц К. Флэк и Георг Мёллерке, изд., Machine Jack, Иллюстрированный инженерный словарь , Springer, 1997; Страница 349.

[2] С.Л. Уолтон, Тиски для сверлильного пресса удваиваются в роли Джека машиниста, Popular Science, Vol. 188 , № 1 (январь 1966 г.); стр. 127.

[3] Мастерская Майка, Машинист Джекс , получено 1 июля 2021 г.

[4] Ангило М. Ди Монте, Электрический соединитель с упруго установленными съемными контактами, патент США № 3 028 574 , выдан 3 апреля 1962 г.

[5] Линкольн Э. Робертс, Электрическое соединительное устройство, патент США № 3 178 669 , выдан 13 апреля 1965 г.

[6] Рональд Г. Хартвелл, Электрический соединитель, патент США № 3 173 734 , выдан 16 марта 1965 г.

[7] Дуглас В. Джонс, Ремонт электрических разъемов , последнее изменение в июле 2017 г., получено в июне 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]