Винтовой домкрат , или винтовой домкрат , — это тип домкрата , который приводится в действие поворотом ходового винта . Он обычно используется для подъема умеренных и тяжелых грузов, таких как транспортные средства; для подъема и опускания горизонтальных стабилизаторов самолетов; и в качестве регулируемых опор для тяжелых грузов, таких как фундаменты домов. [ необходима цитата ]
Винтовой домкрат состоит из тяжелого вертикального винта с установленным на его вершине грузовым столом, который ввинчивается в резьбовое отверстие в неподвижной опорной раме с широким основанием, опирающимся на землю. Вращающийся хомут на головке винта имеет отверстия, в которые вставляется ручка, металлический стержень. Когда ручка поворачивается по часовой стрелке, винт выдвигается из основания, поднимая груз, опирающийся на грузовой стол. Для того чтобы выдерживать большие нагрузки, винт обычно формируется с резьбой Acme .
Преимущество винтовых домкратов перед некоторыми другими типами домкратов заключается в том, что они являются самоблокирующимися , что означает, что когда вращательное усилие на винте снимается, он остается неподвижным там, где был оставлен, и не будет вращаться назад, независимо от того, какую нагрузку он поддерживает. Это делает их изначально более безопасными, чем , например, гидравлические домкраты , которые будут двигаться назад под нагрузкой, если усилие на гидравлическом приводе случайно высвободится.
Идеальное механическое преимущество винтового домкрата, отношение силы, с которой домкрат действует на груз, к силе, действующей на рычаг, без учета трения , равно
где
Винтовой домкрат состоит из двух простых машин, соединенных последовательно; длинная рабочая рукоятка служит рычагом , выходная сила которого поворачивает винт. Таким образом, механическое преимущество увеличивается за счет более длинной рукоятки, а также более тонкой резьбы винта. Однако большинство винтовых домкратов имеют большое трение, которое увеличивает необходимое входное усилие, поэтому фактическое механическое преимущество часто составляет всего 30–50 % от этой цифры.
Винтовые домкраты ограничены в своей грузоподъемности. Увеличение нагрузки увеличивает трение в резьбе винта. Мелкий шаг резьбы, который увеличил бы преимущество винта, также снижает скорость, с которой может работать домкрат. Использование более длинного рабочего рычага вскоре приводит к точке, когда рычаг просто согнется на своем внутреннем конце.
Винтовые домкраты в настоящее время в значительной степени заменены гидравлическими домкратами . Это было поощрено в 1858 году, когда домкраты компании Tangye по концепции гидравлического пресса Брамаха были применены для успешного спуска на воду судна SS Great Eastern Брунеля после двух неудачных попыток другими способами. Максимальное механическое преимущество, возможное для гидравлического домкрата, не ограничивается ограничениями винтовых домкратов и может быть гораздо больше. После Второй мировой войны усовершенствования шлифовки гидравлических плунжеров и использование кольцевых уплотнений снизили цену недорогих гидравлических домкратов, и они стали широко использоваться в отечественных автомобилях. Винтовые домкраты по-прежнему остаются для приложений 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.
Большая площадь скользящего контакта между резьбой винтов означает, что винтовые домкраты имеют высокое трение и низкую эффективность в качестве силовых передающих связей, около 30%–50%. Поэтому они нечасто используются для непрерывной передачи большой мощности, но чаще в приложениях с прерывистым позиционированием. [ необходима цитата ]
В тяжелых условиях эксплуатации, например, в винтовых домкратах, используется квадратная или упорная резьба, поскольку она обеспечивает наименьшее трение и износ.
В технических приложениях, таких как приводы , используется резьба Acme , хотя она и имеет более высокий коэффициент трения, поскольку ее легко изготовить, износ можно компенсировать, она прочнее квадратной резьбы сопоставимого размера и обеспечивает более плавное зацепление.
Шариковый винт — это более продвинутый тип ходового винта , который использует гайку с рециркулирующими шариками для минимизации трения и продления срока службы резьбы винта. Профиль резьбы таких винтов приблизительно полукруглый (обычно профиль «готической арки») для надлежащего сопряжения с шариками подшипника . Недостатком этого типа винта является то, что он не является самоблокирующимся. Шариковые винты широко распространены в приводах ходового винта с приводом.
Винтовые домкраты также широко используются в авиационных системах для подъема и опускания горизонтальных стабилизаторов .
Выход из строя винтового домкрата на авиалайнере Як-42 из -за конструктивных недостатков привел к катастрофе рейса 8641 Аэрофлота в 1982 году.
Выход из строя винтового домкрата на самолете McDonnell Douglas MD-80 из-за ненадлежащего технического обслуживания стал причиной крушения самолета Alaska Airlines, выполнявшего рейс 261 в 2000 году.
Бронетранспортер MRAP , перевозившийся на борту рейса 102 National Airlines в 2013 году, грузового самолета Boeing 747-400BCF , вырвался на свободу сразу после взлета и пробил заднюю переборку. Самописцы голосовых сообщений и полетных данных в кабине были выведены из строя, гидравлические линии были разорваны, а самое главное, был разрушен винтовой домкрат привода горизонтального стабилизатора, что сделало самолет неуправляемым.
Домкрат машиниста — это миниатюрный винтовой домкрат, используемый для поддержки выступающих частей заготовки или для балансировки зажимных сил на этой заготовке во время операций обработки . Помимо своего размера, они часто ничем не отличаются от винтовых домкратов, используемых для подъема зданий с фундамента. [1] [2] Домкраты машиниста могут быть такими же простыми, как резьбовая распорка с болтом в ней, который служит в качестве домкрата. [3]
Термин «винтовой домкрат» также используется для невыпадающих винтов, которые стягивают две части некоторых электрических разъемов вместе и удерживают их в сочлененном состоянии. Они обычно встречаются на миниатюрных разъемах D-типа , где они служат в первую очередь для предотвращения случайного разъединения. На более крупных разъемах, таких как показанный на рисунке, винты-домкраты также помогают выравнивать разъемы и преодолевать большие силы трения, возникающие при вставке или извлечении разъема. При отвинчивании они позволяют разъединять половинки разъема. Винты-домкраты в электрических разъемах могут иметь обычные головки винтов или удлиненные головки, выполненные в виде винтов с накатанной головкой .
Идея включения домкратных винтов в электрические разъемы не считалась новой в конце 1950-х и начале 1960-х годов. Некоторые патенты той эпохи показывают пары домкратных винтов на противоположных сторонах многоконтактного разъема. [4] [5] Другой показывает один центральный домкратный винт. [6] Эти патенты упоминают фразу «домкратный винт» между прочим, не претендуя на эту идею.
Винтовые домкраты могут иметь как наружную, так и внутреннюю резьбу, а на некоторых разъемах могут быть смешаны полы винтов, а также различные установочные штифты, чтобы предотвратить подключение неправильного разъема к неправильному гнезду. [7]
