Гаражні домкрати

Домкрати призначені для вертикального підйому вантажу на невелику висоту. Домкрати є допоміжним устаткуванням робочих постів і призначені для вивішування різних частин автомобіля, для монтажу й демонтажу агрегатів при ремонті.

Домкрати бувають механічні, гідравлічні й пневматичні. Механічні домкрати можуть бути ручні та з електроприводом. Гідравлічні – з ручним або приводним насосом. Пневмодомкрати внаслідок надзвичайно високої пружності робочого тіла широкого поширення не знайшли.

Домкрати підрозділяють на дорожні, гаражні й канавні. Дорожні домкрати призначені для вивішування коліс автомобіля при усуненні несправностей у дорозі, вони входять у комплект інструмента водія. Гаражні домкрати використовують для роботи на напільних постах, не обладнаних оглядовими пристроями. Канавні домкрати застосовують на оглядових канавах, а також на естакадах і підйомниках при установці автомобіля на робочі пости на колесах. Для зручності підходу до різних частин автомобіля знизу та для самовивішування мостів при установці на механізовані канави передбачають можливість переміщення канавного домкрата уздовж поздовжньої осі автомобіля, створюючи візки, які вивішують.

Гаражні домкрати виконують пересувними з ручним приводом вантажопідйомністю до 20 т; висота підйому до 0,5...0,6 м. Гаражний гідравлічний домкрат (рис. 3.8) складається з підстави 1 на котках, піднімальної стріли з опорною п’ятою 2, робочого циліндра 3 з насосом ручного приводу 4. Рукоятка для перекочування домкрата одночасно є важелем насоса.

Канавні домкрати виконують стаціонарними або на візках. Вантажопідйомність домкратів до 10 т, висота підйому 0,3…0,6 м. При ручному приводі застосовують гідравлічні циліндри й механічні пристрої, при механізації підйому використовують також пневматичні, електромеханічні й інші виконавчі пристрої. Найбільш поширені гідравлічні та електромеханічні домкрати.

Стаціонарні домкрати розміщують у бічних нішах канав, забезпечуючи вільний прохід. Вони мають дві або чотири опори для одночасного вивішування відповідно одного або двох мостів автомобіля. До стаціонарних домкратів простіше підводити енергію, наприклад при електромеханічному приводі.

Пересувні канавні домкрати складаються з візків на котках, які забезпечують переміщення домкрата уздовж канави по ребордах або по спеціальним напрямним, і одного або двох властиво піднімальних пристроїв з опорами. Гідро-, пневмоциліндр або стійки механічних домкратів, як правило, можуть переміщуватися в поперечній площині канави по візку. Переміщення домкратів у канаві дозволяє використовувати їх не тільки для вивішування автомобіля, але й для інших робіт. Для більшої свободи дій у канаві домкрати іноді не поєднують поперечним візком, а передбачають можливість переміщення їхніх стійок уздовж кожного борта канави.

Механічні ручні домкрати розподіляють на гвинтові, рейкові й важільно-рейкові.

Найпростіший гвинтовий домкрат (рис. 3.6) складається з корпуса 1, у який запресована бронзова втулка-гайка 2 із прямокутною або трапецеїдальною нарізкою, гвинта 3 і п’яти 4. Гвинт переміщається при обертанні рукоятки 5.

Рис. 3.6. Гвинтовий домкрат:

1 – корпус; 2 – гайка; 3 – гвинт; 4 – п’ята; 5 – рукоятка

Щоб п’ята домкрата добре прилягала до поверхні вантажу, її здебільшого виготовляють самоустановлювальною. При підйомі вантажу вона не обертається. Гвинтові домкрати самогальмуються, внаслідок чого безпечні в експлуатації. Гвинт домкрата виготовляється зі сталі 40 або 45. Головка гвинта обов’язково піддається термообробці до HRC = 40...45. ККД гвинтів, які самогальмуються, завжди менше 0,5. Для самогальмування необхідно, щоб β < ρ, де β - кут підйому гвинтової лінії; ρ - кут тертя. При коефіцієнті тертя в парі гвинт-гайка f = 0,1; ρ= 5,5°; β = 4...5°.

Внутрішній діаметр гвинта d_ввизначають орієнтовно (із розрахунку на стиснення за зниженому на 30 % припустимому напруженні)

π · d² / 4 = G / (0,7 · [σ_ст]), (3.1)

де G – сила, діюча на гвинт.

Звідси

, м. (3.2)

[σ_ст] = [σ]_в /[п], де п = 2,5 ... 3 – коефіцієнт запасу міцності; [σ]_в= =180…200 Н/м².

Розрахувавши d_в, за ГОСТом обирають для трапецеїдальної, прямокутної або упорної різьби крок t, середній діаметр різьблення d_срі зовнішній діаметр d_н.

Потім перевіряють умову самогальмування гвинта β < ρ,

де β = arctg [t / (π · d_cp)]. (3.3)

Якщо β ≥ ρ, необхідно зменшити крок гвинта.

Крутний момент, прикладений до гвинта

M_кр= G · (d_ср / 2)· tg(β + ρ) + M_n, Н⋅м, (3.4)

де M_n- момент тертя на опорній поверхні п’яти, який залежить від конструкції опори (рис. 3.7).

Коли гвинт спирається безпосередньо плоским торцем
(рис. 3.7, а), момент становить

M_n = G · f₀ · d₁ / 3.

Рис. 3.7. Схеми до розрахунку опорних частин силових гвинтів

Для конструкції за рис. 3.7, б момент тертя визначається наступною формулою

де f₀ = 0,1…0,2 – коефіцієнт тертя в контакті поміж п’ятою та гвинтом; d₁, d₂ - розміри, зазначені на рис. 3.7, м.

Якщо опора сферична (рис. 3.7, в), моментом M_nможна знехтувати. При сферичному кінці, який опирається на конусну поверхню п’яти (див. рис. 3.7, г), дотик відбувається вздовж кола діаметром d = 2 · R_с·cos φ, де R_с- радіус сфери, а φ - половина кута при вершині конуса. Нормальний тиск на опорну поверхню при цьому

N = G / sin φ.

Тоді M_n = N · f₀ · d = G · f · R_с · ctg φ.

Для створення крутного моменту використовують рукоятку, довжина якої R = 0,4…0,6 м, а зусилля на рукоятці не повинне перевищувати 300 Н. Задавшись довжиною рукоятки, знаходять зусилля

P_р = (M_кр/ R) ≤ 300 Н. (3.5)

Якщо умова не виконується, необхідно збільшити довжину рукоятки (що вкрай небажано) або зменшити крок гвинта. Гвинт перевіряють на спільну дію стиску та крутіння, а при значній довжині ще й на стійкість.

Наведені напруги

, (3.6)

де – дотична напруга.

Умова достатньої міцності σ_пр ≤ [σ_пр]. Для більшості сталей, з яких виготовляються гвинти, можна прийняти

[σ_пр] ≤ 90 МПа.

На стійкість гвинт перевіряють за формулою Ейлера

Р_кр = π² · E · J_р / l², (3.7)

де Р_кр – критична сила, Н;

E = 200 МПа – модуль пружності сталі;

J_р= π · d_в⁴/64, м⁴;

l – максимальна висота підйому, м.

Запас стійкості

n_у= (Р_кр/ G) ≥ 4. (3.8)

Потім визначають число витків гайки

z ≥ 4 · G /{π · (d_н²− d_в²) · [q]}, (3.9)

де [q] - допускаємі питомі тиски у контакті гвинта й гайки,Н/м². Значення допускаємих питомих тисків наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1