в паре винт-гайка f = 0,1, |
|
= 5,5 , =4…5 . |
|
||
Затем проверяют условие самоторможения винта, [4] |
|||||
|
arctg P / dср , |
(5.2) |
|||
Если , необходимо уменьшить шаг винта. |
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
Допустимые напряжения для материалов деталей передач |
|||||
винт-гайка скольжения |
|
||||
Параметр |
|
Материал |
|
Значение, Н/м2 |
|
|
винта |
гайки |
|
||
|
|
|
|
||
Допуст мое давлен е в паре |
|
Закаленная |
Бронза |
|
(10…13) · 106 |
|
сталь |
|
|
|
|
винт-гайка |
|
Незакаленная |
Чугун |
|
(8…10) · 106 |
|
|
сталь |
|
(5…6) · 106 |
|
Допуст мое напряжен е при |
|
– |
Бронза |
|
(42…55) · 106 |
|
|
|
(20…24) · 106 |
||
смятии для матер ала гайки |
|
Чугун |
|
||
Допуст мое напряжен е при |
|
|
Бронза |
|
(34…44) · 106 |
растяжен для матер ала |
|
– |
Чугун |
|
(20…24) · 106 |
гайки |
|
|
|
|
|
Допустимое напряжение при |
|
Сталь 45 |
– |
|
130 · 106 |
растяжении или сжатии для |
|
|
|
|
|
|
Сталь 50 |
– |
|
170 · 106 |
|
материала винта |
|
|
|||
Приведенный угол трения определяют по формуле |
|
||||
|
|
пр arctgfпр , |
(5.3) |
||
где fпр – приведенный коэффициент трения в резьбе (для ходовой трапецеидальной резьбы fпр =1,03; f – действительный коэффициент тре-
ния в резьбе, f =0,15). |
|
|
|
|
|
|
|
|
СибАД2 И |
||||||||
Крутящий момент Мкр, Н · м, прилагаемый к винту: |
|
|||||||
M |
кр |
F |
y |
dср |
tg M |
т |
, |
(5.4) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
где Мт – момент трения на опорной поверхности пяты, зависящий от конструкции опоры, Н·м.
Для конструкции, представленной на рис. 6.1, а: |
|
|||||
M т |
1 |
Ff1 |
d 3 |
d 3 |
, |
(5.5) |
|
3 |
4 |
||||
|
3 |
|
d32 |
d42 |
|
|
26
где f1 – коэффициент трения в контакте между пятой и винтом, f1 =0,1…0,2; d3, d4 – диаметр соответственно опорной части с винтом и отверстия пяты, м.
Для конструкции, представленной на рис. 6.1, б: |
|
M т Rf1Fctg / 2 , |
(5.6) |
где R – радиус сферического торца винта, м; – угол конуса пяты, |
|
град. |
|
Наружный д аметр гайки D, м, определяют из условия прочности ее тела на растяжение с допущением, что вся сила F воспринимается той частью гайки, которая расположена вне фланца [3]:
|
4F |
|
D |
р d 2 , |
(5.7) |
где [ р] – допуст мое напряжение при растяжении для материала гайки, Н/м2 (см. табл. 6.1).
Наружный д аметр фланца гайки D1, м, определяют из условия
прочности на смят е: |
|
|
|
|
4F |
|
|
D |
|
d 2 , |
(5.8) |
см |
|||
где [ см] – допустимое напряжение при смятии для материала гайки, |
|
Н/м2 (см. табл. 6.1). |
|
Высота H, мм, и число витков z гайки |
|
H=kd2, |
(5.9) |
z=H/P. |
(5.10) |
При z 10 необходимо либо увеличить диаметр резьбы, либо пе- |
|
реходить на другие материалы. |
|
Высота буртика гайки , мм, [3] |
|
=0,25H. |
(5.11) |
Длину винта выбирают конструктивно в зависимости от требуемой высоты подъема lп. Для домкратов рекомендуется lп=(8…10)d.
Сильно нагруженные винты необходимо проверять на проч- |
||||||||||
Синость при совместномбдействииАкрученияДрастяженияИ: |
||||||||||
пр |
|
4F |
2 |
М |
кр |
М |
т |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
сж , |
(5.12) |
||||
d12 |
0,2d13 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где [ пр] – эквивалентное напряжение для опасной точки винта, Н/м2; [ сж] – допустимое напряжение при растяжении или сжатии для материала винта, Н/м2 (см. табл. 6.1).
27
Сжатые винты проверяют на устойчивость по формуле Эйлера
[4]: |
2 EI |
|
|
|
F |
, |
(5.13) |
||
sy l 2 |
||||
где Е – модуль упругости материала винта, Н/м2; I – приведенный |
||||
момент инерции площади сечения винта, м4; [sy] – допустимый коэффициент запаса устойчивости (для вертикальных винтов [sy] =2,5…4,0); – коэффициент приведения длины винта, зависящий от способа заделки концов винта (для винтов домкратов =2); l – длина винта (расстоян е от середины гайки до опорной поверхности головки в нта при вывернутом до отказа винте), м.
Пр веденный момент инерции площади сечения винта |
|
|||||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
d |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
I |
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
(5.14) |
|||
|
64 |
0,4 |
|
d |
|
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула Эйлера применима только при условии, что гибкость |
||||||||||||
винта не н же предельного значения: пред. Для винтов, изготов- |
||||||||||||
ленных из стали, можно принимать пред 90. |
|
|||||||||||
Гибкость винта определяют по формуле [4] |
|
|||||||||||
|
|
l , |
|
|
|
|
|
(5.15) |
||||
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где i – радиус инерции площади сечения винта, м: |
|
|||||||||||
|
|
|
i |
I / S1 , |
|
|
|
(5.16) |
||||
где S1 – площадь поперечного сечения винта по внутреннему диамет- |
||||||||||||
ру, м2. |
|
|
|
|
|
|
Fр, |
Н, при длине |
рукоятки |
|||
Усилие на рукоятке |
домкрата |
|||||||||||
L=0,4...0,6 м |
|
|
|
|
Мкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fр |
|
, |
|
|
|
(5.17) |
|||
|
|
|
|
L |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рекомендуемые значения Fр =150…300 Н. |
|
|||||||||||
СиВарианты заданийбАприведены в таблицеДИ3.2. |
||||||||||||
1.Выбрав материал винта рассчитать диаметры резьбы, выбрать стандартную резьбу. Произвести проверку на прочность.
2.Проверить грузоподъёмность домкрата.
3.Определить количество нажатий на рычаг и скорость подъёма.
28
5.3. Основные положения проектирования гидравлических домкратов
Гидравлические домкраты достаточно просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, могут иметь большую грузоподъемность и КПД, компактны. Переносной гидравлический домкрат (рис. 6.2)
СибАДИпредставляет собой конструкцию, состоящую из силового гидроцилиндра, ручного плунжерного насоса, резервуара для рабочей жидкости с стемы клапанов, смонтированных в едином корпусе. Для расширен я д апазона высоты подъема верхнюю часть штока 1 часто оборудуют в нтом 2. В качестве рабочей жидкости используют минеральное масло. Заправку домкрата рабочей жидкостью осуществляют через резьбовую про ку 4. Подъем груза производится путем нагнетания рабочей ж дкости плунжерным насосом через нагнетательный клапан 7 в рабочую полость под силовым цилиндром. Для опускания груза открываю кран 8, соединяющий рабочую полость с резервуаром
9.
Рис. 6.2. Схема переносного гидравлического домкрата:
1 – шток; 2 – винт; 3 – корпус; 4 – пробка; 5 – плунжер рабочего насоса; 6, 7 – перепускной и нагнетательный клапан соответственно; 8 – кран;
9 – резервуар для рабочей жидкости; D – диаметр штока; d – диаметр плунжера; F – осевое усилие, действующее на домкрат; Fр – усилие на рукоятке;
L,l – соответственно большое и малое плечо рычажного механизма привода плунжерного насоса
29
Грузоподъемность домкрата F, Н, определят по формуле [1]
F Fр |
D2 L |
, |
(5.18) |
|
d 2l |
||||
|
|
|
где Fр – усилие на рукоятке, Н (Fр 300 Н); D, d – диаметр штока и плунжера соответственно, м; L, l – соответственно большое и малое
плечо рычажного механизма привода плунжерного насоса, м; – КПД домкрата (в среднем =0,7).
Сибкого давления поверхностьАштока обрабатываютДИс высокой точностью, подвергают закалке токами высокой частоты до 45 HRC и более и хромируют. Полная герметичность соединения достигается установкой манжет, работающих при давлении до 50 МПа.
При проект ровочном расчете уравнение (5.18) решают относительно д аметра плунжера D. Полученное расчетное значение D со-
гласуют с размером стандартного уплотнительного кольца.
Давлен е рабочей жидкости pм, Н/м2, на выходе из насоса [1]
pм |
4Fp L |
, |
(5.19) |
|||
d 2l |
||||||
|
|
|
|
|||
Подача плунжерного насоса Q, м3/с: |
|
|||||
Q |
d |
2 |
Sпn 0 , |
(5.20) |
||
4 60 |
||||||
|
|
|
|
|||
где Sп – ход плунжера, м, Sп =(0,7…0,9)l; 0 – объемный КПД насоса ( 0=0,95…0,98); n – число перемещений плунжера в минуту (n 30).
Скорость подъема груза п, м/с: |
|
|
п 4Q |
, |
(5.21) |
D2 |
|
|
Для предотвращения утечек рабочей жидкости из полости высо- |
||
1. Подобрав соотношение диаметров плунжера цилиндра домкрата, плеч рычажного механизма, проверить грузоподъёмность.
2.Определить ход цилиндра, от каждого цикла нажатия рычага.
3.Определить количество нажатий на рычаг и скорость подъёма.
30