Гидравлические домкраты

Гидравлические домкраты применяют для подъема конструкций и оборудования больших габаритных размеров и массы (до 500 т). В качестве рабочей жидкости в них используют масло индустриальное. Эти домкраты бывают двух типов:

- первый тип — резервуар с насосом и домкрат объединены в

единый агрегат;

Рис.31. Гидродомкрат:

резервуар с насосом и домкрат объединены в единый агрегат.

- второй тип — домкрат состоит только из корпуса с поршнем, а

насос и резервуар для жидкости устанавливают

отдельно (при раздельной установке один насос

может обеспечить работу группы домкратов).

Рис.32. Гидродомкрат состоит только из корпуса с поршнем,

а насос и резервуар для жидкости устанавливают отдельно:

5 - гайка; 6 - винт; 7 - шток; 8 - ручной масляный насос.

Рис.33 Обеспечение насосом группы гидродомкратов

(при раздельной установке насоса и домкратов).

В обоих случаях груз поднимается выдвижением поршня. Для этого жидкость из резервуара насосом перекачивают в цилиндр. При опускании поршня, а вместе с ним и груза, наоборот, жидкость опускается в резервуар. Для этого изменяют положение вентиля, установленного на маслопроводе.

Достоинства:

- гидравлические домкраты имеют высокий КПД (0, 75-0, 8),

- малые габариты и массу,

- обеспечивают плавный подъем и спуск груза при весьма точной

его фиксации в необходимом положении.

- важная особенность гидравлики - несжимаемый рабочий мате-

риал, то есть жидкость; отсюда - плавность подъема и опуска-

ния, фиксация груза на необходимой высоте и точность тормо-

жения;

- могут работать в вертикальном и горизонтальном положении;

- обладают значительной, до 100 и более тонн, грузоподъемно-

стью при относительно малом усилии на плунжере насоса.

Недостатки проистекают из достоинств:

- относительно медлительны - один рабочий цикл насоса соответ-

ствует небольшой высоте подъема;

- сложность хранения и транспортировки. Вертикальный гидрав-

лический домкрат можно хранить и перевозить только в верти-

кальном положении иначе рабочая жидкость может покинуть от-

веденный ей объем и произвольно растечься по окружающей

действительности.

- ограниченная высота подъема груза.

Гидравлический домкрат состоит из:

- цилиндра;

- нагнетательного канала;

- спукного канала.

Подъём груза осуществляется при подаче в цилиндр домкрата жидкости под давлением, а спуск при выпускании этой жидкости через спускной канал. Регулируя степень открытия спускного крана, можно изменить скорость истечения жидкости и, следовательно, скорость опускания груза. В качестве жидкости в гидравлических домкратах применяют минеральное масло или воду, смешанную с глицерином. Рабочая жидкость подаётся в цилиндр домкрата при помощи насосов, имеющих ручной или машинный привод.

Как следует из названия, принцип действия таких домкратов использует жидкость, а точнее - принцип сообщающихся сосудов. В качестве рабочей жидкости обычно используют гидравлическое масло. Смотрим на схему:

Рис.34. Принцип работы гидродомкрата.

а иллюстрации - типичная конструкция так называемого бутылочного гидравлического домкрата. Качая насос вручную или с помощью электричества, пользователь заполняет маслом нижнюю часть цилиндра и поднимает поршень вверх. Характерная и необходимая деталь такого домкрата - перепускной клапан, состоящий, в свою очередь, из всасывающего и нагнетательного клапанов. Именно они позволяют создавать и поддерживать давление в рабочем цилиндре. Всасывающий расположен на патрубке резервуара и препятствует возврату жидкости в резервуар при опускании плунжера насоса. Нагнетательный, соответственно - на патрубке цилиндра, он не дает гидравлической жидкости покинуть цилиндр при подъеме насосного плунжера. Открывая клапан с помощью винта можно сбросить давление и опустить груз на землю. Собственно - надежная и проверенная временем конструкция.

Рис.35. Схема гидравлического домкрата:

1 – цилиндр домкрата; 2 – нагнетательный клапан; 3 - цилиндр;

4 - поршень; 5 - рукоятка; 6 - бак; 7 - клапан.

На рис. показан единый блок, состоящий из домкрата, поршневого насоса с ручным приводом и бака для масла. Качательное движение рукоятки 5 насоса вызывает возвратно-поступательное движение поршня 4 в цилиндре 3. При этом масло из бака 6 засасывается клапаном 7 и подаётся через нагнетательный клапан 2 в цилиндр 1 домкрата.

Существуют несколько видов гидравлических домкратов. Одна из конструкций телескопического домкрата приведена на рис.

Рис.36. Телескопический домкрат гидравлический:

1 – внутренний поршень; 2 – наружный поршень; 3 – цилиндр;

4 – ограничительная гайка; 5 – ограничительная втулка.

При подъёме домкратом груза Q кг требуется создать в цилиндре давление

p= кг/см² (6)

где F – площадь поперечного сечения цилиндра, см².

Для создания этого давления в насосе к его поршню, имеющему площадь поперечного сечения f см², следует приложить усилие

P= p·f =Q· = Q· кг (7)

Поскольку усилие к поршню насоса прикладывается через рукоятку, имеющую плечи l и r, рабочее усилие на рукоятке, потребное для подъёма груза,

(6)

где η – к.п.д. домкрата, равный 0, 75÷ 0, 80.

Выражение(6) показывает, что, подбирая малые соотношения , можно получить в гидравлическом домкрате большой выигрыш в силе. Это позволяет делать гидравлические домкраты большой грузоподъёмности при относительно небольших габарите и весе. В практике строительства наиболее распространёнными являются домкраты грузоподъёмностью 100÷ 200 т при высоте подъёма 0, 15÷ 0, 20 м и собственном весе 180÷ 330 кг.

При подъёме крупных сооружений (пролёты мостов, доменные печи, сборные этажи зданий и т.п.) весом в сотни и даже тысячи тонн применяют несколько домкратов, соединённых в общую батарею с питанием жидкостью от одной насосной установки. Запорная и регулирующая арматура, установленная на каждом домкрате батареи, позволяет отключить любой домкрат и регулировать скорость его опускания и подъёма.

В этих случаях потребная высота подъёма конструкции значительно превышает высоту подъёма домкрата. Поэтому для подъёма конструкций на большую высоту применяют гидравлические домкраты непрерывного подъёма, устройство которых позволяет осуществлять ступенчатый подъём конструкции на заданную отметку.

Батареи домкратов непрерывного подъёма являются основным средством механизации строительства зданий методом подъёма сборных этажей.

Сущность этого метода заключается (рис. а) в том, что по периметру возводимого здания устанавливаются несущие колонны 1, а на полу первого этажа бетонируются сплошные плиты перекрытий 5 в количестве, равном

Рис.37. Механизация подъёма сборных этажей здания

гидравлическими домкратами:

а – схема установки основного оборудования подъёма; б – принципиальная

схема гидравлического домкрата непрерывного подъёма.

этажности здания. Затем гидравлическими домкратами 2, установленными на вершинах колонн, плиты со смонтированной на них кровлей или этажом последовательно поднимаются на свои проектные отметки и закрепляются на колоннах.

Рабочая жидкость (масло) в гидравлические домкраты 2 поступает от насосной станции 6 через маслопроводы 3, а управление работой домкратов осуществляется с пульта 4, который поднимается с первой плитой перекрытия и в дальнейшем находится наверху.

Гидравлический домкрат непрерывного подъёма (рис. б) состоит из цилиндра 15, укреплённого на нижней траверсе 9, и плунжера 14, жёстко связанного с верхней траверсой 11. Нижняя траверса через стакан 18 крепится на верхней части колонны 19 и всё время остаётся неподвижной.

Поднимаемая плита перекрытия 7 соединяется с траверсами домкрата при помощи тяг 8 с резьбой и двух пар следящих гаек 10 и 12. Каждая пара гаек связана зубчатой передачей 16 и может вращаться гидравлическими двигателями 17, развивающими определённую величину крутящего момента.

В начале подъёма нагрузки от плиты воспринимается верхними гайками и они перемещаются вверх вместе с плунжером, траверсой и тягами, не вращаясь, т.к. крутящий момент гидродвигателя оказывается недостаточным для преодоления сил сопротивлений, возникающих в резьбе. В этот момент гайки нижней траверсы разгружены и вращаются своим гидродвигателем, пропуская через себя идущие вверх грузовые тяги.

В конце хода плунжера начинается выпуск жидкости из цилиндра и плунжер под воздействием сжатой пружины 13 возвращается в исходное положение. При этом нагрузка от плиты воспринимается гайками нижней траверсы и они не вращаются, а разгруженные верхние гайки начинают вращаться гидродвигателем, следуя по резьбе тяг вниз вместе с траверсой и плунжером.

Такое автоматически регулируемое вращение гаек позволяет осуществлять непрерывный ступенчатый подъём плит с этажами до места их установки.

Во многих случаях монтажа строительных конструкций применяют гидравлические домкраты непрерывного подъёма, у которых груз поднимается цилиндром, а поршень опирается на основание. Такие домкраты, кроме цилиндра 1 и поршня 2, имеют возвратные пружины 3, сжимающиеся при подъёме цилиндра и затем подтягивающие поршень в цилиндр после выпуска из него жидкости.

Цикл работы состоит из следующих операций:

I - цилиндр домкрата в нижнем положении;

II - цилиндр поднимается с грузом в верхнее положение, возвратные

пружины сжимаются;

III - под лапы цилиндра подводятся опорные брусья;

IV - открывается спускной клапан, и поршень под действием возврат-

ных пружин подтягивается в цилиндр;

V - под основание поршня подкладываются опорные брусья;

VI - включается насос, и цилиндр поднимает груз ещё на один ход дом-

крата.

В дальнейшем цикл может повторяться.