Винтовой распорный домкрат – Характеристики реечных домкратов

alexxlab | 21.10.2016 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Стягивающие и распорные устройства – Сварные соединения

Стягивающие и распорные устройства

Категория:

Сварные соединения

Стягивающие и распорные устройства

К этой группе элементов сборочно-сварочной оснастки относятся домкраты, стяжки и распорные устройства.

Домкраты служат для создания опорных баз при установке деталей собираемого узла, для силового воздействия на элементы собираемого изделия с целью прижима их друг к другу, для под-жатия сварочных подкладок с обратной стороны свариваемых кромок. В технологической оснастке, как правило, используются в основном только механические домкраты — винтовые и реечные. Наиболее распространены домкраты первого типа, самотормозящие. По характеру установки на корпусе приспособления они могут быть постоянными, съемными и откидными. Подъем может осуществляться или за счет вращения винта, или, реже, гайки. Домкраты являются силовыми узлами, поэтому рассчитываются как винтовые прижимы.

Рычажно-реечные домкраты применяются при сборке в стесненных условиях, где затруднена установка винтового домкрата.

Стяжки предназначаются для стягивания при сборке двух или нескольких деталей, для выравнивания кромок и т. п. Стяжки различаются по их конструктивному исполнению и характеру привода. В связи с этим различают стяжки стоечные, кольцевые и специальные, а по способу приведения в действие — винтовые, эксцентриковые, рычажные и комбинированные.

Рис. 1. Схема электромагнитного прижима: 1 — сердечник электромагнита, 2 — обмотка, 3 — собираемые детали, 4 — сварочная подкладка с винтовым прижимом

В оснастке сварных узлов авиационных конструкций они часто используются для стягивания и выравнивания кромок при сборке обечаек под сварку. Для тонколистовых материалов обычно применяются кольцевые стяжки, изготовленные из тонкой стальной ленты, троса, спрофилированного по окружности элемента и т. п. с эксцентриковым, винтовым или рычажным прижимом.

Рис. 2. Схемы механических стяжек: а — комбинированная рычажно-винтовая стяжка, б — кольцевая стяжка, в — эксцентриковая стяжка

Распорные устройства предназначаются для выравнивания кромок собираемых обечаек, для калибровки сваренных цилиндров, выпрямления вмятин, поджима сварочных подкладок и т. п.

По конструктивному исполнению они очень разнообразны. Для сварных цилиндрических изделий и изделий других форм тел вращения особенно широко применяются винтовые распорки с радиально расположенными винтами. Распорное устройство для правки и калибровки тонкостенных сварных обечаек представлено на рис. 56, в. Оно состоит из двух раздвижных секторов, имеющих наружную поверхность по форме обечайки, и винтовых распорок. После того как сваренная обечайка обтянута по поверхности секторов, ее обстукивают резиновой или деревянной киянкой. Иногда при сборке тонколистовых обечаек с целью получения большей жесткости и точности контура кромок применяют одновременно и стяжное и распорное устройства.

В сборочно-сварочной оснастке в авиационной промышленности для сборки цилиндрических изделий и поджима сварочных подкладок часто применяются специальные распорные устройства — клиновые или пневматические. В них сварочная подкладка устанавливается на корпусе разжимных секторов. Секторы разжимаются или с помощью пневмопривода (цилиндры или камеры), или клином, приводимым в движение силовым винтом или пневмоприводом.

Рис. 3. Схемы распорных устройств: а — винтовая распорка с радиально расположенными винтами, б — клиновое распорное устройство, в — пневматическое распорное устройство.

Такие устройства позволяют калибровать кромки тонкостенных обечаек и осуществлять надежный поджим сварочной подкладки. Зазоры между секторами подкладки в разжатом состоянии выбираются с помощью клиновых вставок, укрепленных на концах секторов. В момент сжатия секторов эта вставка выжимается из зазора между ними и отходит вниз; при разжиме она пружиной проталкивается вверх и заполняет зазор.

Для облегчения обратного хода секторов при сжатии устанавливаются пружины.

Подобные устройства применяются в приспособлениях для контактной сварки и сварки плавлением.

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

виды конструкций и их применение, особенности выбора

Винтовой домкрат представляет собой механизм, главная цель которого заключается в поднятии и фиксировании грузов на высоте. Отличие его от иных механизмов заключается в установке винтового механизма непосредственно под грузом, что позволяет исключить необходимость в использовании дополнительных инструментов. Подъём груза осуществляется посредством винтов.

Конструкция и виды винтовых домкратов

Огромное число людей полагает, что механические винтовые домкраты необходимы только для смены автомобильных колёс, и даже не догадываются о том, что посредством таких устройств перемещаются пролётные строения мостов.

Удерживаются в необходимом положении корпуса тяжёлых автомобилей, сдавливаются мощнейшие пружины, перемещаются сквозь грунт стальные трубы. Конструкция винтовых устройств незамысловата, они отличаются своей надёжностью.

По виду приложения усилий, винтовые изделия разделяются на следующие:

ручные;
оснащённые электроприводом.

По своей конструкции:

Гидравлические.
Винтовые.
Реечные.
Пневматические.

Винтовые домкраты относятся к несложным и мощным механизмам. Принцип их действия заключается в превращении вертящего момента в поступательное перемещение. Главными элементам этих приспособлений является пара «винт-гайка» и редуктор червячного типа.

Редуктор подаёт вертящий момент к гайке, где он, преобразовавшись в поступательное движение, производит подъём груза. В более усовершенствованной модификации — домкратах с шариково-винтовой передачей (ШВП) к паре «винт-гайка» добавляются дополнительные шарики либо ролики.

Добавление дополнительных элементов позволяет повысить КПД такого устройства путём снижения фрикционного сопротивления, увеличить время эксплуатации и быстроту поднимания груза. Однако, стоимость такого механизма несколько выше, чем у обычного винтового приспособления.

У винтовых и механизмов с ШВП имеются свои достоинства. Сначала был разработан домкрат винтовой. Затем, когда понадобилось поднимание грузов со всё большей массой, были изобретены устройства, базирующиеся на группе домкратов с электроприводом.

Установка группы таких изделий, работающих одновременно и синхронно, позволяет производить поднимание грузов большой массы, осуществляя их в перемещение

посредством симметричной трансмиссии.

Вертикальные механические устройства

Устройство винтовых домкратов вертикального типа было разработано ещё 30 лет назад и с тех пор практически не претерпело изменений. Основными конструктивными элементами этих устройств считаются винт и корпус, изготовленный из стали. Грузоподъёмность их невелика — до 1 тонны.

Основные преимущества вертикальных приспособлений:

Приложение незначительного усилия на рукоятку, стабильность нагрузки.
Значительный рабочий ход.
Существенная высота поднятия.
Небольшая масса.
Невысокая стоимость.

Минусы вертикальных конструкций:

маленькая площадь опирания и как следствие, невысокая устойчивость;
крупные размеры;
возможность применения только при подъёме автомобилей, оснащённых особыми проушинами.

Для страховки от «подлома» вертикального домкрата, опытные автолюбители рекомендуют дополнительно подлаживать под кузов поднятого автомобиля бревна, кирпичи или иные подходящие предметы.

Стоечные механические домкраты

Конструкции стоечно-винтовые выпускаются с одним или с двумя винтами и способны осуществлять поднятие грузов массой до 3 т. Принцип работы одновинтовых изделий идентичен вертикальным. А у двухвинтовых в качестве опорной гайки служит корпус.

В первый винт, с более крупным диаметром, вкручен другой винт, имеющий крупную резьбу. Во время вращения ручки выносится винт большей окружности, а из него — винт с меньшим диаметром, чем увеличивается высота поднятия груза.

Стоечные винтовые конструкции обладают отличной устойчивостью, обладают жёсткой конструкцией. К изъянам можно отнести серьёзный вес, а для домкратов с одним винтом — ещё и относительно небольшую высоту подъёма.

Рычажно-винтовые приспособления

Домкраты рычажно-винтовые относятся к многофункциональным устройствам и применяются для подъёма автомашин массой до 1 т. Главные элементы конструкции — винт, верхний и нижний рычаги.

На верхнем рычаге размещены подхват и гайка, а на нижнем — винтовой упор и опорная площадка. Угол между рычагом с подхватом и рычагом с опорной площадкой изменяется путём вращения ручки.

Достоинствами таких устройств считаются относительно небольшая масса, низкая стартовая высота и значительный рабочий ход. К минусам можно отнести низкую устойчивость и малую жёсткость конструкции.

Винтовые механические ромбические устройства применяются для подъёма машин массой до 2 т. В комплект несущего компонента включены четыре рычага, которые соединены при помощи шарниров, расположенных ромбом.

Опускание и поднятие приспособления осуществляется путём изменения углов ромба. Винтовые домкраты обладают жёсткой конструкцией и большой поверхностью опоры, универсальны в использовании. Недостаток один — это малый рабочий ход.

Ромбические домкраты

Ромбические механизмы производятся не только с механическим, но ещё и с гидравлическим электро — либо ручным приводом. Эти устройства способны поднимать груз весом до 1,5 т.

Конструкция их отличается надёжностью, малыми размерами и значительной высотой поднимания груза. Единственным недостатком является достаточно высокая стоимость.

Изделия комбинированные рычажно-винтовые являются своеобразным соединением рычажного и ромбического домкратов. Такие домкраты не габаритны, обладают малой начальной высотой. Недостатка два — это низкая устойчивость и недостаточная жёсткость конструкции.

Описанные виды винтовых механических изделий можно отнести к устройствам преимущественно для бытового использования, однако, у каждой разновидности можно подобрать и модели, отличающиеся своей мощностью. Так, винтовой механизм, применяемый в строительстве, обладает большими габаритами и способен поднимать в десятки раз больший вес.

Выбирать подходящее устройство нужно, отталкиваясь не только от планируемых объёмов работ, но и проводя необходимые подсчёты.

Выбор винтовых подъёмных механизмов

При выборе домкрата, сначала необходимо определиться, хватит ли собственных сил при использовании приспособления механического или необходим электрический привод. Для поднятия груза вручную расчёты не нужны, а вот при постановке более серьёзных задач следует сделать расчёт винтового устройства.

Расчёт сводится к тому, чтобы верно вычислить требуемую мощность конструкции. На страницах, имеющихся в сети сайтов, располагаются калькуляторы, при помощи которых можно провести расчёт. Но при подборе домкрата также нужно рассматривать и их главные характеристики: высоту подъёма и подхвата, рабочий ход.

Для приспособлений гидравлических будет иметь влияние и передаточное число, от которого зависит усилие на рукоятку, а также мощность электродвигателя. Самые распространённые домкраты среди автолюбителей – механические.

Они отличаются простотой конструкции, низкой стоимостью и нетребовательны к условиям перевозки и хранения. Также они легко поддаются ремонту, в отличие от гидравлических.

Но наиболее популярными изделиями являются, все же, ромбические, так как подавляющее большинство автомашин российского изготовления оснащаются именно такими устройствами. Однако случается и такое, что необходимо купить новое устройство на замену, отслужившего свой срок, старого.

При покупке нужно точно знать массу своей машины и подбирать домкрат с соответствующей грузоподъёмностью. Приобретать устройство следует с небольшим запасом и не забывать о том, что более мощные механизмы обладают большей массой и габаритами, для них требуется больше свободного места в багажнике или в гараже.

Лучше всего приобретать устройства отечественного производителя, так как по сравнению с иностранными аналогами отличие в функциональности незначительное, а стоимость гораздо ниже. К тому же сервисные центры для импортных устройств имеются не во всех, даже крупных городах.

Если под днищем машины имеется достаточно ровная площадка, то в принципе подойдёт любой домкрат, но коль имеются впадины под какой-либо конкретный тип устройства, то придётся искать только такую конструкцию.

Для поднятия автомобиля в гаражных условиях подойдёт практически любая модель с электроприводом как гидравлическая, так и механическая. Для использования домкрата в полевых условиях лучше выбирать механическую модель с ручным приводом.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru

плюсы и минусы, как выбрать, характеристики, модели

Винтовые домкраты – разновидность подъемных механизмов, привод которых выполняется за счет вращательного и поступательного движения. Конструктивно винтовые механизмы могут быть вертикальными (простейший вариант с малой грузоподъемностью, который на автосервисах практически не используется) и стоечными (одно- и двухвинтовые устройства).

Устройство и принцип работы

В простейшем случае механизм состоит из винта, гайки и редуктора червячного типа. Платформа, на которой закреплена гайка, за счет работы червячного редуктора подымается и осуществляется подъем транспортного средства. Есть модели с шарико-винтовой передачей (ШВП) – меньше усилий при подъеме и опускании транспортного средства.

Двухвинтовые домкраты обеспечивают достаточную высоту подъема автомобиля при нагрузке до 2-3 т.

Максимальная грузоподъемность винтовых подъемных устройств составляет 15 т, но такие модели встречаются достаточно редко и не применяются на СТО.

Традиционно домкраты данного типа имеют ручной привод, хотя встречаются модели с электроприводом, облегчающим выполнение подъемных операций. Модели с электрическим приводом имеют пульт управления для регулировки высоты, скорости подъема.

Питание электропривода осуществляется от сети 220 В. Единственное, что нужно учесть при выборе таких моделей помимо мощности – длину электропровода.

Назначение и функции

Винтовые домкраты предназначены для подъема автомобиля с одной из сторон для выполнения необходимых операций на СТО, в автомастерской или сервисе – шиномонтаж, замена резины, дисков, комплекта, ремонт подвески, рулевого механизма и т.д.

Благодаря простой конструкции и малому усилию, необходимому для поднятия транспортного средства на заданную высоту, винтовые механизмы широко применяются не только на специализированных автомастерских, но и автовладельцами в условиях гаража.

Как выбрать

При выборе устройства необходимо определиться с типом домкрата. Различают 2 типа:

Ромбические. Конструкция из 4-х рычагов, соединенных между собой, а также с основанием и платформой посредством шарниров. Внешне напоминает ромб, поэтому называются ромбическими. При вращении винта изменяются углы между рычагами, и транспортное средство либо поднимается, либо отпускается.
Рычажно-винтовые. Считается самым распространенным среди владельцев отечественных авто. При подъеме имеют меньшую продольную устойчивость, чем ромбические.

Основными характеристиками являются:

Грузоподъемность. От 0,5 до 2-3 т. Для грузовиков есть модели грузоподъемностью до 15 т.
Максимальная высота подъема. До 400-420 мм.
Минимальная высота подхвата. От 50 мм (для ромбических конструкций).

Важно

Основными параметрами, на которые следует обратить внимание при выборе винтового домкрата:

Грузоподъемность. Несмотря на то, что в среднем 2-3 т являются максимальным значением грузоподъемности для механизмов данного типа, среди моделей можно найти варианты и для специализированных СТО, которым необходимо осуществлять подъем авто с большим усилием.
Максимальная высота подъема. Определяется конструкцией домкрата.
В среднем составляет 200-400 мм, что вполне достаточно для легковых автомобилей с небольшим клиренсом.
Высота подхвата. Ромбические подъемные устройства имеют относительно небольшую высоту подхвата, что позволяет использовать их для операций на авто с малым дорожным просветом.

Не важно

На следующие параметры при покупке подъемного механизма можно не обращать внимания:

Бренд. На автомобильном рынке представлены различные производители, предлагающие механизмы винтового типа – Skyway, «ЗУБР», Airline, STAYER, Sparta и др. Если ориентироваться только на известного производителя, то можно переплатить за тот же самый механизм, аналог которого от малоизвестной компании стоит дешевле.
Цвет. Производители в основном предлагают устройства желтого, черного, красного, серебристого цвета. Единственное, о чем нужно помнить – краска на металле со временем отслоится, поэтому разницы в цвете всё равно нет.
Габариты. Все винтовые подъемные механизмы относятся к компактным устройствам, поэтому разница в 5-10 см в сложенном состоянии между параллельными шарнирами (ромбические домкраты) никакого существенного влияния на выбор не оказывает.

Преимущества

Доступная цена. Простые винтовые механизмы имеют меньшую цену, чем другие виды подъемных устройств, в которых рабочим телом является жидкость (гидравлические) или воздух (пневматические).
Вертикальный подъем. При подъеме транспортного средства отсутствует горизонтальный сдвиг и воздействие на кузов, что повышает устойчивость авто на домкрате.
Автономность. Не требуется применение воздуха или гидравлического масла, электрического привода.
Простая конструкция. Исключаются поломки, износ механизма, срыв резьбы при соблюдении правил эксплуатации.
Компактность. Устройства отличаются малым весом и компактными размерами – не занимают много места в автомастерской.

Недостатки

Недостаточная устойчивость конструкции. Вертикальные механизмы считаются наименее устойчивыми. Нельзя выполнять работы на неровной площадке.
Ограниченность применения. Из-за малой площади опоры применение подъемного механизма на мягком и рыхлом грунте недопустимо.
Малая грузоподъемность. Для винтовых конструкций грузоподъемность не превышает 2-3 т.
Грузовые модификации могут осуществлять подъем груза большей массы, но их грузоподъемность меньше, чем у гидравлических домкратов.
Ограничение по грузоподъемности. При подъеме груза, масса которого превышает максимально допустимую, можно сорвать резьба винта – устройство при сорванной резьбе полностью выходит из строя.
Малая высота подъема. Автомобили с увеличенным дорожным просветом поднимаются при помощи устройства на небольшую высоту.

ТОП-3

Лучший винтовой домкрат с электроприводом – RoverTech Force MJ-01.
Самый доступный по цене – AIRLINE AJ-R-02.
Максимальная функциональность (грузоподъемность + высота подъема) – Skyway S01801006.
Лучший профессиональный домкрат для грузовой техники – Алмар ДВЗ 32Н.

stogear.pro

Домкрат винтовой

СПбГМТУ

Кафедра деталей машин и ПТМ

Расчётно-графическая работа

по деталям машин и основам конструирования

Пояснительная записка

РГР. .00.00ПЗ

Выполнил: Абузов А.В.

Специальность 180100.62.09

группа 6270

Руководитель: Иванова М.А.

2014

Содержание

Задание

Введение

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

2 Выбор материала для деталей домкрата

3 Подбор параметров стандартной резьбы

4 Проверка ходового винта на устойчивость

5 Проверка условия самоторможения

6 Выбор формы пяты и расчет момента трения в пяте

7 Проверка ходового винта на прочность

8 Размеры стандартной резьбы

9 Проектирование гайки

10 Определение размеров рукоятки

11 Расчет элементов корпуса домкрата

12 Коэффициент полезного действия домкрата

Заключение

Список использованной литературы

Задание

Необходимо спроектировать винтовой домкрат (рисунок 1) по следующим исходным данным:

– грузоподъёмность – F=10 кН,

– высота подъёма груза – l=150 мм,

– ходовая резьба – трапецеидальная однозаходная, размеры которой выбираются из ГОСТ 9484-81;

– режим работы – кратковременный.

Рисунок 1 – .

Введение

Винтовой домкрат – это механизм, предназначенный для подъёма груза. В основе его однозаходная передача винт-гайка.

Механизм должен быть самотормозящим.

В расчётах на прочность и износостойкость используем систему СИ в качестве системы измерений. Единицами измерения длины служат мм, силы – Н, момента силы – Нмм, механического напряжения – МПа, так как

1МПа = 10⁶==1.

Размеры, полученные в результате расчета (кроме параметров резьбы из ГОСТ 9484-81), округлим до нормальных линейных размеров, приведенных в ГОСТ 6636-69.

1 Схема механизма и эпюры внутренних факторов

Схема механизма, а также эпюры нормальных (сжимающих) сил и крутящих моментов, действующих на винт, даны на рисунке 2 [1, с. 21].

Рисунок 2 – .

При подъёме груза, установленного на грузовой чашке домкрата, винт на участке ассжимается, нормальная сила на эпюре сжимающих сил (см. рис. 2) по модулю равнаF, на участкесdсжимающая нагрузка уменьшается отFдо нуля (принимают, что нагрузка по высоте гайки изменяется по линейному закону).

Поверхность контакта чашки и винта является опорной и называется пятой.

Кроме сжимающих сил на винт действуют крутящие моменты (см. эпюру крутящих моментов на рисунке 2), обусловленные моментом трения в пяте Т_fи моментом трения в резьбеT_рпары винт-гайка, которые преодолеваются моментом движущих сил Т_вн. Момент Т_внсоздается усилием рабочего на рукоятке домкрата.

По высоте гайки распределение крутящих моментов условно принято линейным.

Из приведённых эпюр следует, что опасным участком винта является участок bc, который испытывает сжатие от силыFи скручивается моментомT_р(см. опасное сечение на рисунке 2)¹.

2 Выбор материала для деталей домкрата

Материалом винта и чашки назначим сталь 35 ГОСТ 1050-88, МПа [2, с. 5], _т= 300 МПа ; материалом гайки – бронзу марки Бр010Ф1 ГОСТ 613-79,_т= 200 МПа [2, с. 7], коэффициент трения пары винт-гайкаf= 0,12 [2, с.18]; материалом корпуса – серый чугун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85 [2, с. 7].

3 Подбор параметров стандартной резьбы

3.1 Расчёт среднего диаметра резьбы

Размеры трапецеидальной резьбы могут быть выбраны из ГОСТ 9484-81 (упорной – из ГОСТ 10177-82) после расчёта по критериям работоспособности минимального допустимого среднего диаметра резьбы d₂и шага резьбы р. Основным критерием работоспособности ходовой резьбы является условие износостойкости.

Для обеспечения необходимой износостойкости передачи винт-гайка давление в резьбе qне должно превышать допускаемую величину [q] для пары незакаленная сталь-бронза [1, с. 23], т.е. условие износостойкости

q=≤[q]. (1)

Из этого условия (1) средний диаметр для наружной резьбы [1, с.23, 2. с.14]

(2)

где F– осевая сила, действующая на винт, Н;

– коэффициент рабочей высоты профиля,

Н₁– рабочая высота профиля резьбы, мм;

р – шаг резьбы, мм;

 = h/d₂– коэффициент высоты гайки,

h– высота гайки, мм;

[q]- допускаемое давление на рабочей поверхности витка, МПа;

z– число витков гайки.

В формуле (2) для трапецеидальной однозаходной (n=1 [2, с.17]) резьбы (ГОСТ 9484-81) коэффициент рабочей высоты профиля [1, с.13]:

. (для упорной 0,75)

Коэффициент высоты гайки выбираем из диапазона 1,2 ≤≤2,5 [2, с.14], принимая в формуле (2).

Допускаемое давление на рабочей поверхности витка для сочетания материалов винта и гайки незакаленная сталь-бронза – 8…10 МПа [2, с.14], назначаем в формуле (2) МПа.

Средний диаметр резьбы, удовлетворяющий условию износостойкости,

(3)

studfiles.net

Расчет винтового домкрата

Введение

Расчет винтового домкрата является одной из первых расчетно-конструкторской работой студента. Расчет винтового домкрата в принципе предельно прост, и в процессе расчета студенту необходимо, только контролировать получаемые значения и сопоставлять их. Очень важно в ходе выполнения расчета делать эскизы: на эскизах выполненных в масштабе видны расчетные ошибки. В расчете обязательно должны быть все рисунки с расчетными схемами, они позволяют получить полное представление о расчетных схемах. Чертежи домкрата вычерчиваются после утверждения преподавателем расчета. Все чертежи вычерчиваются на стандартных форматах в масштабе 1:1 или 1:2 на одном листе формата А1 или двух формата А2. Очень удобно выбирать один масштаб для всех чертежей, но делать это не обязательно. С начала надо выполнять чертеж общего вида, а затем всех деталей, кроме стандартных.

Расчет домкрата

Задание № 10.

Тип А;

Грузоподъемность, тон – 3,5;

Тип резьбы – трап;

Материал винта – Сталь 5;

Высота подъема, мм – 140.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 5, предел текучести

МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25

Напряжения

Откуда

Коэффициент запаса

Допускаемое напряжение сжатия

мПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

Тогда критическая сила

н.

По формуле Эйлера

Коэффициент приведения

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

Получаем из формулы Эйлера

м.

3. Назначение размеров винта

Принимаем резьбу упорную УП 28х5 по ГОСТ 10177-62

Параметры резьбы:

Наружный диаметр винта, мм

;

Внутренний диаметр винта, мм

;

Внутренний диаметр гайки, мм

;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм

;

Шаг, мм

Угол

подъема резьбы ,

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм, мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

Момент резьбы (винтовой пары)

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

, .

Тогда

н∙м.

Момент трения под коронкой

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

Тогда

н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

н∙м.

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

мПа.

Напряжения кручения

мПа.

Приведенное напряжение

мПа.

Найденное напряжение

не представляет опасности, так как оно ниже

принятого в п. 1 мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

где

– сила рабочего и

плечо рукоятки.

Примем

н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Рукоятку можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

н∙м.

Напряжение изгиба

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

Пологая, что в качестве рукоятки может быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

мПа.

Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь достаточно, допускаемое напряжение

мПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Проверим основное сечение головки на сжатие

мПа.

Удельное давление под коронкой

мПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

Откуда

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

мПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта

определяется из расчета на смятие. Обозначим через

размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта .

Откуда

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

мПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта

можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

Принимаем допускаемое напряжение среза

мПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

н∙м.

Напряжения изгиба

Приняв допускаемые напряжения изгиба

мПа.

Получаем

м.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Высоту гайки

следует назначить примерно от

до

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

Где ширина рабочей поверхности витка

мм.

Получаем

мПа.

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 8 мПа, допускается до 13 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

где

– толщина витка у основания м.

Напряжения среза

мПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

мПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

где

– суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Таблица 1. Нормальные линейные размеры по ГОСТ 6636-69

*) Дополнительные размеры (Д.р.), приведенные в таблице, допускается применять в отдельных технически обоснованных случаях.

Таблица 2. Резьба трапециидальная по ГОСТ 9484-60

При выборе диаметров резьбы, следует предпочитать первый ряд второму, второй ряд третьему.

Расчет домкрата

Тип 1;

Грузоподъемность, тон – 3,2;

Тип резьбы – кв;

Материал винта – Сталь 4;

Высота подъема, мм – 140.

Рис.1-Общий вид домкрата.

1. Расчет винта на прочность

Материал винта Сталь 4, предел текучести

МПа.

Рассчитываем винт на сжатие а для грубого учета кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25

Напряжения

Откуда

Коэффициент запаса

Допускаемое напряжение сжатия

МПа.

Внутренний диаметр резьбы

мм.

2. Расчет винта на устойчивость

Принимаем коэффициент запаса устойчивости

Тогда критическая сила

Н.

По формуле Эйлера

Коэффициент приведения

Расчетная длина винта

мм.

Момент инерции сечения винта (без учета резьбы)

Получаем из формулы Эйлера

мм.

. Назначение размеров винта

Рис.2-Резьба квадратная.

Параметры резьбы:

Премем: мм.

Наружный диаметр винта, мм

;

Внутренний диаметр винта, мм

;

Внутренний диаметр гайки, мм

;

Средний диаметр рабочей поверхности, мм

;

Шаг, мм

Угол

подъема резьбы ,

При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

Диаметр головки винта и хвостовика

мм, мм.

Приняты диаметры

мм,

мм.

Фаска на головке

мм.

4. Определение вращающих моментов

ис.3-Изображение направления моментов.

Момент резьбы (винтовой пары)

Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

, .

Тогда

Н∙м.

Момент трения под коронкой

Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

Тогда

Н∙м.

Вращающий момент на рукоятке

Н∙м.

Момент сил трения в шарикодшипнике

5. Проверка винта на совместное действия сжатия и кручения

Напряжение сжатия

МПа.

Напряжения кручения

МПа.

Приведенное напряжение

МПа.

Найденное напряжение

не представляет опасности, так как оно ниже

принятого в п. 1

мПа.

6. Расчет рукоятки

Вращающий момент на рукоятки

где

– сила рабочего и

плечо рукоятки.

Примем

Н.

Необходимое плечо

м,

что практически осуществимо.

Н∙м.

Напряжение изгиба

Отсюда необходимый диаметр рукоятки

МПа.

Диаметр рукоятки

м.

В соответствии с чем можно принять диаметр отверстия в головки винта

мм.

7. Проверка головки

Рис.4-Срез головки винта.

Проверим основное сечение головки на сжатие

МПа.

Удельное давление под коронкой

МПа.

8. Расчет стенки и бурта гайки

Рис.5-Срезы стенки и бурта гайки.

Материал гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

Напряжение растяжения в стенке гайки

Откуда

Принимаем допускаемое напряжение растяжения

МПа.

Тогда

м.

Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

мм.

Диаметр бурта

определяется из расчета на смятие. Обозначим через

размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта .

Откуда

Принимаем размер фаски

мм.

Допускаемое напряжение смятия

МПа.

Диаметр бурта

м.

Принято

мм.

Высоту бурта

можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

Напряжения среза в бурте

Принимаем допускаемое напряжение среза

МПа.

И найдем

м.

Напряжения изгиба в бурте можно найти приближенно, рассматривая развернутый бурт как консоль.

Расстояние от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

м.

Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

Н∙м.

Напряжения изгиба

Приняв допускаемые напряжения изгиба

МПа.

Получаем

mm.

Принято

мм.

9. Проверочный расчет резьбы гайки

Рис.6-Изображение напряжения среза в основании витка гайки.

Высоту гайки

следует назначить примерно от

до

Принимаем

мм.

Округляем до

мм.

Число витков резьбы

Округляем до

Нагрузка на один виток

Н.

Проверяем удельное давление на рабочей поверхности резьбы

МПа.

Получаем

Для стали по бронзе или латуни считается желательным удельное давление до 12 мПа, допускается до 15 мПа, так что найденное значение не слишком велико.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.

где

– толщина витка у основания м.

Напряжения среза

МПа,

что вполне допустимо.

Проверяем напряжения среза в резьбе гайки

МПа,

что так же вполне допустимо.

10. Размер домкрата по высоте

Длина нарезки винта

мм.

Высота корпуса

где

– суммарная высота головки болта и шайбы

Принимаем

мм.

Тогда

мм.

Принято

мм.

Высота головки винта

мм

11.Подбор шарикоподшипника

В соотвейтвием с заданой грузоподемностью 32000 Н принят шарикоподшипник упорный 8107 d=35 мм , D=52мм, H =12мм, допускаемая статическая нагрузка 37200 Н.

mirznanii.com

Такелажное и монтажное оборудование

Блоки и полиспасты. Блок – простейший механизм для подъема и перемещения грузов (грузовые блоки) и изменения направления канатов (отводные блоки). Блоками также оснащают грузоподъемные машины и механизмы.

Блоки бывают однорольные (см. схему ниже, поз. а) грузоподъемностью до 10 т, двухрольные – до 20 т и с большим числом роликов. Блоки имеют обойму 1, на оси которой на подшипниках установлены ролики 4 так, чтобы каждый из них вращался самостоятельно. К обойме шарнирно прикреплен грузовой крюк 5.

Полиспаст состоит из двух многорольных блоков (см. схему ниже, поз. б): неподвижного 7, устанавливаемого на неподвижной опоре (якоре, мачте), и подвижного 9, к которому крепят перемещаемый груз P, а также тягового каната, запасованного в оба блока. Неподвижный конец каната 8 присоединяют к неподвижному блоку, далее канат огибает все ролики блоков и сбегающим концом 10 наматывается на барабан лебедки. На пути между блоками и лебедкой устанавливают отводные блоки (ролики) 11, чтобы тяговый канат получал нужное направление, и через них про пускают канат.

Блоки (а, б) и схема запасовки полиспаста

а – однорольный крюковой подвески, б – многорольный полиспаста; 1 – обойма, 2 – серьга, 3 – канат, 4 – ролики, 5 – крюк, 6 – ухо, 7 – неподвижный блок, 8 – неподвижный конец каната, 9 – подвижный блок, 10 – сбегающий конец каната, 11 – отводные блоки.

При подъеме груза полиспаст дает выигрыш в силе за счет проигрыша в скорости: скорость перемещения груза уменьшается во столько раз, во сколько получен выигрыш в силе. На схеме выше (поз. в) число рабочих ниток полиспаста равно числу роликов в двух блоках. Если не учитывать трения между частями полиспаста, то вес груза распределяется поровну между всеми нитками, и усилие в сбегающей нитке 10 будет равно силе тяжести поднимаемого груза, деленной на число рабочих ниток. В данном случае оно равно Р:4.

Домкраты. Домкрат – механизм для подъема грузов на небольшую высоту. На монтажных работах применяют реечные, винтовые и гидравлические домкраты.

Реечный домкрат (см. схему ниже, поз. а) состоит из корпуса 5, внутри которого встроена выдвижная зубчатая рейка. Вертикальные перемещения рейки достигаются вращением рукоятки 4 через передаточный механизм 3. Груз опирают на шарнирную головку 2 рейки или лапу 1. Домкраты снабжаются устройством, исключающим произвольное опускание рейки, головкам домкратов придается форма, исключающая соскальзывание груза. Домкраты устанавливают по направлению перемещения груза. Под домкраты и между домкратом и конструкцией укладывают прокладки. Грузоподъемность реечных домкратов 5 … 12 т, масса 22 … 70 кг. Высота подъема груза 300 .. .400 мм.

Домкраты

а – реечный, б – винтовой, в – винтовые распорки, г – гидравлический; 1 – лапа, 2 – головка, 3 – передаточный механизм, 4 – рукоятка, 5 – корпус, 6 – винт, 7 – отверстие для ломика, 8 – поршень, 9 – насос, 10 – ручной привод, 11 – предохранительный клапан.

Винтовой домкрат (см. схему выше, поз. б) состоит из литого корпуса 5, внутри которого помещен винт 6 с опорной головкой 2. Наверху корпуса винт проходит через гайку, которая вращается храповиком при вращении рукоятки 4. Собачка храповика может принимать два положения: на подъем и на спуск груза. При подъеме или опускании груза винт самотормозится. Грузоподъемность винтовых домкратов 9 … 20 т, масса 4,2 … 60, 154 кг. Высота подъема 120 … 350 мм.

По принципу винтового домкрата устроены распорные домкраты и винтовые стяжки (фаркопфы). Распорный домкрат (см. схему выше, поз. в) состоит из корпуса 1 и двух винтов 2. Головки винтов раздвигают, вращая корпус ломиком. Грузоподъемность распорных домкратов 3 т, масса 2 … 3,1 кг. Винтовые стяжки применяют для натяжения вант, оттяжек и для небольших перемещений конструкций. Допускаемое изменение длины 100 … 200 мм.

Все винтовые домкраты имеют предохранительные устройства, предотвращающие выход рейки и соскальзывание груза с головки.

Гидравлический домкрат (см. схему выше, поз. г) имеет массивный корпус 5, в котором под давлением масла перемещается поршень 8. Давление создается насосом 9 с ручным приводом 10, который может быть встроен в гидравлический домкрат или поставляется отдельно в комплекте с домкратом. Грузоподъемность гидравлических домкратов 5 … 200 т. Высота подъема 75 … 400 мм.

Гидравлические домкраты оборудуются приспособлениями, которые обеспечивают медленное и спокойное опускание поршня или остановку его движения при повреждении труб, подводящих или отводящих масло. Каждый домкрат снабжают опломбированным манометром.

Рабочее давление в домкратах 35 .. .40 МПа, поэтому при работе с домкратом нельзя находиться против предохранительного клапана (пробки) 11. Освобождать домкрат от поднимаемого груза и переставлять его можно только после укрепления груза в поднятом положении.

Домкраты подлежат ежегодному контрольному испытанию.

www.armaxbio.com

Проектирование передачи винт-гайка для распорного домкрата

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Механико-машиностроительный факультет

Кафедра машиноведения и деталей

машин

РАСПОРНЫЙ ДОМКРАТ

Пояснительная записка

к курсовой работе

Студент __________________ Данилов В.В.

Группа 3042/1

Преподаватель _____________ Тарасенко Е.А.

«___»_________2011 г.

Санкт-Петербург

2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные. 3

Введение. 4

1. Проектировочный расчет винта. 5

1.1 Расчет винта из критерия работоспособности. 5

1.2 Расчет винта на статическую прочность. 6

2. Проверочный расчет винта. 9

2.1Расчет винта на устойчивость при сжатии. 9

3. Расчет основных параметров гайки. 11

3.1. Расчёт диаметра гайки. 11

3.3. Расчёт диаметра бурта. 12

3.4. Расчет бурта на срез. 12

3.5. Расчёт витков резьбы на срез. 13

4. Расчёт размеров рукоятки. 14

Результаты расчета передачи винт гайка. 15

Литература. 16

Исходные данные

Наименование	Значение
Наибольшая сила распора, кН	15
Наибольшее осевое перемещение одного винта, мм	350
Режим работы	повторно-кратковременный
Тип резьбы	трапецеидальная
Материал винтов, термообработка	Ст4	нормализация
Материал гаек	безоловянистая бронза
Особые указания

Введение

Общие сведения о передаче винт-гайка

Передача винт-гайка – это механическая передача, предназначенная для преобразования вращательного движения в поступательное. Она обеспечивает большой выигрыш в силе и высокую точность перемещений. Применяется в подъёмно-транспортных машинах (домкраты, печные толкатели), в станках (механизмы подачи), измерительных приборах (механизмы точных перемещений, регулирования и настройки), в прокатных станах (нажимные винты), в винтовых прессах и других машинах.

Достоинством рассматриваемой передачи является простота конструкции, её компактность и надежность в работе. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий КПД.

В данной передаче используется Трапецеидальная резьба: она обладает высокой прочностью витков, технологична, имеет высокий КПД и может применяться при реверсивной нагрузке.

Винт и гайка должны составлять прочную и износостойкую антифрикционную пару. Исходя из этого винт изготовим из стали Ст4 нормализованной. Для изготовления гаек применяют бронзы и антифрикционные чугуны. Используем в качестве материала гайки безоловянистую бронзу Бр. АЖ 9 – 4.

1. Проектировочный расчет винта

1.1 Расчет винта из критерия работоспособности

Задачей раздела является определение параметров резьбы винта. Практикой установлено, что основной причиной выхода из строя передачи винт-гайка является изнашивание резьбы. Критерием проектировочного расчёта является износостойкость. Условие работоспособности по критерию износостойкости может быть записано в виде

р[р]

где р – среднее давление на поверхности резьбы. [р] – допускаемое давление для данного сочетания трущихся материалов. Выберем материалы винта и гайки: винт изготовлен из незакалённой стали, а гайка из безоловянной бронзы, поэтому [р]=6 МПа.

На рис.1 изображены основные праметры винта:

d-номинальный (внешний) диаметр резьбы;

d2-средний диаметр резьбы;

d3-внутренний диаметр резьбы;

Р– шаг резьбы; Hг –высота гайки ;

Fд– грузоподъемность механизма;

Введём коэффициенты:

=Н₁/Р , где, – отношение рабочей высоты профиля к шагу резьбы;

= 0,5 (для трапецеидальной резьбы)

=Н₂/d₂ , где, – коэффициент высоты гайки.

обычно принимается в пределах от 1,6 до 2,5. Примем = 2,5 (для домкратов рекомендуется принимать = 2,5).

Определим средний диаметр резьбы:

В соответствии с ГОСТ 10177-82 находим параметры резьбы винта, обеспечивающие износостойкость данной винтовой пары:

d = 30 мм, d₂=27 мм, d₃ = 23 мм, p =6 мм;

Найдем высоту гайки:

Проверим выполняется ли условие z<=[z]=12, где z – количество витков:

1.2 Расчет винта на статическую прочность

Принятые размеры винта должны обеспечивать его прочность и устойчивость (если винт сжат). При ручном приводе, когда число циклов перемен напряжений за весь срок службы невелико, можно ограничиться расчетом винта на статическую прочность.

Стержень винта нагружен осевой силой и крутящим моментом.

Эпюры продольных сил и крутящих моментов для винта домкрата представлены на рис. 2.

Рис. 2. Эпюры продольных сил и крутящих моментов винта

На рис. 2 отмечено положение I-I – опасного сечения винта.

Условие прочности винта следующий имеет вид

где S – коэффициент запаса прочности; [S] – минимально допустимый запас прочности; s_Т– предел текучести; s – нормальное напряжение; t – касательное напряжение.

Нормальное и касательное напряжения определяются с учётом диаметра d₀ винта в опасном сечении, который для домкрата принимается равным d₀=d₃ , где d₃ – внутренний диаметр винта резьбы.

Минимально допустимый запас прочности [S] обычно находится в пределах от 2 до 3, причем большие значения относятся к винтам домкратов, где имеется большая вероятность внецентрального приложения осевой нагрузки.

Выберем минимально допустимый запас прочности [S]=2,5.

Для стали Ст.4 табличное значение s_Т=250 МПа.

Определим момент сил сопротивления в резьбе.

Коэффициент трения для винтовой пары сталь-бронза f=0,17, α₁=15⁰

Площадь сечения А-А определяется как

Известно, что

Найдем – касательное напряжение

, где Т_р– момент в резьбе винта

– полярный момент сопротивления для круглого сечения:

Тогда касательное напряжение будет равно:

Проверим условие прочности винта.

В ходе выполнения расчеты мы выяснили, что винт обладает необходимой прочностью.

2. Проверочный расчет винта

2.1Расчет винта на устойчивость при сжатии

Принятые размеры винта должны обеспечивать его устойчивость (если винт сжат). Проверка винта на устойчивость производится по следующей формуле:

Минимально допускаемый запас устойчивости принимается [S_y] =2

Величина критической силы F_kp=, определяется в зависимости от гибкости винта

где А_в– площадь поперечного сечения винта,

J– приведенный момент инерции сечения винта

Расчётная длина сжатого винта l_p:

Коэффициент приведения длины =2

Для стали Ст.4 =96, =69

Т.к. , то расчет на устойчивость следует производить по формуле Эйлера:

Определим значение коэффициента запаса:

В ходе расчета мы установили, что винт обладает необходимым запасом устойчивости, т.к. S_у > [S_у].

3. Расчет основных параметров гайки

Рис. 3. Основные параметры гайки

3.1. Расчёт диаметра гайки

Диаметр гайки D_Г определяется из условия прочности на растяжение

где для бронзы Бр. АЖ 9 – 4 =500 МПа, [S]=2, а А_Г – площадь сечения гайки, имеющего форму кольца, площадь которого вычисляется по формуле:

Теперь из ранее представленных формул выразим и рассчитаем наименьший диаметр гайки:

При этом при расчете наружного диаметра гайки следует иметь

vunivere.ru