Домкрат принцип работы: Домкраты: устройство и принцип работы

Содержание

что это, принцип работы, для чего используется

Содержание

Какие проблемы предотвращает применение шпильконатяжителя
Конструкция тензорного домкрата
Принцип работы тензорного домкрата
Виды синхронной затяжки
Варианты конструктивного исполнения тензорных домкратов и гидростанций
Преимущества применения шпильконатяжителей с тарированным усилием

В промышленном оборудовании ответственного назначения, в том числе предназначенном для транспортировки нефти и газа, предъявляются особые требования к усилию затяжки резьбовых соединений. На ответственных участках при проведении монтажных работ применяются тензорные домкраты, иначе называемые шпильконатяжителями, это специализированные инструменты, обеспечивающие тарированное усилие затяжки. Предварительное натяжение шпилек/болтов и затяжка гаек осуществляется без трения. Крепеж с помощью домкратов может закручиваться по отдельности или объединяться в группы. В последнем случае обеспечивается синхронная затяжка болтов.

Этот инструмент позволяет создавать надежные фланцевые стыки трубопровода.

Какие проблемы предотвращает применение шпильконатяжителя

Если использовать при закручивании длинных болтов и шпилек обычные инструменты, металлический крепеж может изменить линейные размеры и/или подвергнуться осевой деформации. Применение крепежных деталей с измененной геометрией для создания фланцевого соединения приводит к смещениям и протечкам.

Тензорные домкраты обеспечивают максимально точную и дозированную затяжку. Их устройство и принцип действия препятствуют превышению нормативного усилия и деформации крепежа.

Этот инструмент предотвращает:

скручивание шпилек/болтов большой длины;
нарушение пространственного положения фланцев;
повреждение уплотняющих элементов.

Конструкция тензорного домкрата

В состав этого инструмента входят составной адаптер и домкрат. Узлы адаптера:

Тяга. Предназначена для передачи тарированного усилия на резьбовый крепеж.
Гидроцилиндр. В его конструкции имеются подвижный поршень и уплотнение. Развивает требуемое усилие, передаваемое на тягу.
Упорный мост. Служит базой, на которой фиксируются цилиндр и тяга. Размеры можно адаптировать под конкретные условия создания резьбовых соединений. В корпусе имеется окно для закручивания гайки обеспечивающей фиксацию положения натяжения болта.
Шестигранный ключ. Представляет собой обойму с отверстиями, устанавливаемую на основную крепежную гайку. Может свободно вращаться с помощью рычага, который вставляется в отверстия.

В труднодоступных местах используются два типа инструмента:

Широкие низкие. Обычно имеют одноступенчатое исполнение, отличаются минимальной высотой установки.
Узкие длинные. Имеют многоступенчатое исполнение. Востребованы для создания очень плотных резьбовых соединений, в которых принципиально важной является малая дистанция между шпильками.

Для затяжки особо крупногабаритного крепежа применяются специализированные инструменты с большими гидроцилиндрами.

Принцип работы тензорного домкрата

Принцип действия этого инструмента заключается в предварительном натяжении шпильки/болта с усилием, которое равно требуемому усилию создания резьбового соединения. Следующим шагом является свободное (без приложения усилия) закручивание гайки до тех пор, пока она не упрется в базовую поверхность.

Принцип действия гидравлического шпильконатяжителя:

На крепежный элемент устанавливают обойму с отверстиями.
На выступающий конец болта/шпильки накручивают сменный адаптер.
На гидроцилиндр поступает усилие определенной величины, через поршень оно передается на пуансон, в результате чего осуществляется предварительное натяжение шпильки/болта.
После сброса давления резьбовой пуансон скручивается со шпильки/болта.

Виды синхронной затяжки

При создании соединений между крышками и сосудами, которые будут работать под давлением, фланцев трубопроводных систем, теплообменных аппаратов требуется синхронная работа с группой болтов. Последовательная работа в этих случаях нежелательна, поскольку приводит к перекосу крепежных элементов и нарушению герметичности соединений.

Возможные варианты:

100% болтов затягивается одновременно. Это самый надежный, быстрый и эффективный способ, обеспечивающий точную и равномерную стяжку всего резьбового крепежа. Минусы такого решения – необходимость в значительном количестве домкратов и сопутствующих принадлежностей.
Одновременная затяжка 50% крепежа. В этом случае болты затягиваются через один. Процесс осуществляется двумя этапами. Такое техническое решение позволяет снизить необходимое количество инструментов в 2 раза.
Одновременная работа с 25% крепежных элементов. Болты/шпильки затягиваются через три единицы крепежа. Количество проходов – 4.

Варианты конструктивного исполнения тензорных домкратов и гидростанций

Широкий перечень моделей позволяет подобрать подходящий инструмент для каждого конкретного случая. Возможные варианты:

Одноступенчатые домкраты с автоматическим возвратом поршня или без него. Конструкции с пустотелым поршнем востребованы при больших возвышениях резьбы болта/шпильки над гайкой, например, при соединении фланцев, теплообменников, для крепежа фундамента.
Многоступенчатые. Применяются для монтажа/демонтажа резьбовых соединений, требующих значительных затягивающих усилий.
С двойным гидроцилиндром. Рассчитаны на одновременную работу с двумя шпильками.
Секционные, предназначенные для работы с двумя, тремя и более крепежными элементами в каждой секции.

Для тензорных домкратов могут использоваться насосные станции: гидравлические ручные насосы PU-HP-1500, станция с пневмоприводом PU-H-1500.

Преимущества применения шпильконатяжителей с тарированным усилием

Популярность этому инструменту обеспечивают его многочисленные преимущества:

Наличие моделей, способных работать с крупногабаритным резьбовым крепежом (до М340) и очень высокими усилиями затяжки.
Отсутствие трения и скручивания шпилек. Усилие – только на растяжение.
Возможность раскрутить резьбовое соединение, созданное с помощью тензорного домкрата, даже после длительной эксплуатации при высоких температурах.
Возможность применения для крепежных элементов, изготовленных из коррозионной стали. Вероятность холодной сварки соединения отсутствует.
Технология синхронной затяжки нескольких единиц крепежа – обеспечивает точное приложения усилия к группе болтов/шпилек и отсутствие их перекоса.
Возможность использовать один гидроцилиндр для крепежа различных размеров.

Современные шпильконатяжители широко применяются: при монтаже турбин, генераторов, прессов, крупногабаритных дизельных двигателей, в авиации и аэрокосмической индустрии, в кораблестроении, нефтегазовой отрасли и энергетике, гражданском и промышленном строительстве.

Продукция в каталоге:

Тензорный домкрат Серия LC Тензорный домкрат Серия PST Тензорный домкрат Серия — PSS

Тензорный домкрат или шпильконатяжитель, принцип работы.

Что собой представляет натяжение болта? Под натяжением подразумевают прямое осевое растяжение болта, чтобы он мог достичь предварительной нагрузки. В процессе растяжения устраняются все возможные неточности, связанные с трением. Благодаря такому принципу действия, не нужно прилагать физических усилий для обеспечения крутящего момента, так как они заменяются на гидравлическое давление. Равномерная нагрузка может достигаться путем натяжения нескольких крепежных элементов в один момент.

Чтобы достичь нужного уровня натяжения, необходимо обеспечить наличие длинных болтов и гаек, с более широкой опорной поверхностью. Выполнение натяжения, возможно, если используется съемное оборудование или тензорный домкрат, предназначенный для натяжения болтов и гидравлических гаек.

Определить уровень предварительной нагрузки можно путем вычислений:

Предварительная нагрузка = ПрН – ПН, где

ПрН – значение приложенной нагрузки;

ПН – потери в нагрузке.

Что подразумевают под потерями в нагрузке, и когда они возникают

Под потерей нагрузки стоит понимать меньшую длину болта, которая была вызвана рядом различных факторов. К перечню причин потери длины изделия относят:

изменение или деформация резьбы при механическом вмешательстве;
радиальное расширение гайки;
погружение гайки в основу поверхности соединения.

Используется величина потери нагрузки при вычислении приложенной нагрузки. Определив значение потери, его добавляют к величине предварительной нагрузки. В свою очередь, последняя, зависит от уровня приложенной нагрузки, и возникших потерь.

Производители продукции указывают значения давления и нагрузки. Но стоит понимать, что определенные величины являются предельными, и их нельзя превышать. Специалисты, эксплуатирующие тензорный домкрат, рекомендуют пользоваться только 80% от указанных значений. В этом случае, эксплуатация будет безопасной и надежной, а оборудование не будет работать на грани производительности, тем самым срок службы его продлится.

Как правильно выполнить натяжение болтов

Применяя тензорный домкрат, предоставляется возможность втянуть два и более крепежных элемента, за один процесс. Оборудование в определенной последовательности соединяется шлангом с давлением высокого уровня, тем самым образуется единый насосный агрегат. Таким образом, все крепления достигают единого уровня нагрузки, и равномерно зажимают крепеж. Данный принцип действия особенно важен при работе с емкостями, находящимися под давлением. У таких емкостей при прижиме прокладки высокая вероятность деформации уплотнителя.

Этапы проведения натяжения

Операция по натяжению болтов осуществляется в несколько этапов:

Этап 1 – тензорный домкрат надевается на крепление.
Этап 2 – натяжение происходит под гидравлическим давлением.
Этап 3 – опускание гайки на основу соединения.

Этап 4 – уменьшение давления до минимума, снятие инструмента.

По итогам вкручивания болту характерны особенности пружины. После фиксации болт натянут, и пытаясь приобрести изначальную длину, зажимает рабочую поверхность между основой и гайкой.

Ситуация с натяжением менее 100%

Установить одновременно устройство на все болты не всегда возможно. В связи с этим, принято использовать два источника давления-натяжения. Данные требования необходимы, чтобы учесть потерю нагрузки в прежде затянутых болтах, в процессе затяжки оставшихся элементов. Уровень потери учитывается при вычислениях, чтобы к не натянутым болтам применить большее давление.

Схема натяжения 100% – все болты затягиваются в один момент

Схема по методике натяжения менее 50% – часть ботов затягивается одновременно, после чего устройство перемещается на не затянутые крепежи для проведения последовательного натяжения.

По какому принципу работает гидравлический домкрат снизу?

Ответить

Проверено

161,7 тыс.+ просмотров

Подсказка: Гидравлический домкрат — это устройство, которое используется для подъема груза и управляется гидравлическим управлением. При приложении небольшого давления к меньшему цилиндру давление будет равно передано большему цилиндру через несжимаемую жидкость. Теперь больший цилиндр испытает эффект увеличения силы.

Полное пошаговое решение:
Гидравлический домкрат Работа основана на принципе Паскаля. То есть давление, прикладываемое к жидкости, хранящейся в контейнере, будет равномерно распределено во всех направлениях. Важными компонентами гидравлического домкрата являются цилиндры, насосная система и гидравлическая жидкость (обычно используется масло). Жидкость для гидравлического домкрата выбирается с учетом определенных свойств жидкости, таких как вязкость, термическая стабильность, фильтруемость, гидролитическая стабильность и многое другое. Если выбрана совместимая гидравлическая жидкость, она обеспечит максимальную производительность, самосмазывание и плавную работу. Конструкция гидравлического домкрата будет состоять из двух цилиндров (маленький и большой), соединенных между собой трубопроводами. Оба цилиндра частично заполняются гидравлическими жидкостями. При приложении небольшого давления к меньшему цилиндру давление будет равно передано большему цилиндру через несжимаемую жидкость. Теперь больший цилиндр испытает эффект увеличения силы. Сила, действующая на все точки обоих цилиндров, будет одинаковой. Но сила, создаваемая большим цилиндром, будет выше и прямо пропорциональна площади поверхности. Помимо цилиндров, гидравлический домкрат будет содержать насосную систему для подачи жидкости в цилиндр через односторонний клапан. Этот клапан ограничивает обратный поток гидравлической жидкости из цилиндра.
Давление определяется как сила на единицу площади. Следовательно, если тело имеет две конечные точки с разными площадями, скажем, ${{\text{A}}_1}$ и \[{A_2}\]
Так, что ${{\text{A}}_1} < {{\ text{A}}_2}$ Тогда, согласно закону Паскаля,
${\text{P}}1 = {\text{P}}2$
Что означает,
$\dfrac{{{{\text{ F}}_1}}}{{{{\text{A}}_1}}} = \dfrac{{{F_2}}}{{{{\text{A}}_2}}}$
$ \Rightarrow {{\text{F}}_2} = \dfrac{{{{\text{A}}_2}}}{{{{\text{A}}_1}}}{{\text{F}}_1 }$
Таким образом, подъемная сила \[{F_2}\] больше приложенной силы\[{F_1}\] . Это принцип работы гидравлического домкрата.

Примечание: Принцип Паскаля, также называемый законом Паскаля, в механике жидкости (газа или жидкости), утверждение, что в жидкости, находящейся в состоянии покоя в закрытом сосуде, изменение давления в одной части передается без потерь на каждую часть жидкости и к стенкам сосуда. Пять компонентов, из которых состоит гидравлическая система. Селекторный клапан, гидравлические линии, исполнительные механизмы, резервуар и насос. Давление равно силе, деленной на площадь, на которую она действует.

Недавно обновленные страницы

Какой элемент обладает наибольшим радиусом атомов А 11 класс химии JEE_Main

Высокоэффективный метод получения бериллия 11 класс химии JEE_Main

Какой из следующих сульфатов имеет наибольшую растворимость 11 класс химии JEE_Main

Среди металлов Be Mg Ca и Sr группы 2 химии класса 11 JEE_Main

Какой из следующих металлов присутствует в зеленой маркировке класса 11 химии JEE_Main

Для предотвращения окисления магния в электролите химии класса 11 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим радиусом атомов А 11 класс химии JEE_Main

Высокоэффективный метод получения бериллия 11 класс химии JEE_Main

Какой из следующих сульфатов имеет наибольшую растворимость 11 класс химии JEE_Main

Среди металлов Be Mg Ca и Sr группы 2 химии класса 11 JEE_Main

Какой из следующих металлов присутствует в зеленой маркировке класса 11 химии JEE_Main

Для предотвращения окисления магния в электролите химии класса 11 JEE_Main

Актуальные сомнения

Как работает гидравлический домкрат: закон Паскаля

Гидравлический домкрат основан на законе Паскаля, который гласит, что давление в жидкостях действует одинаково во всех направлениях.

1 Закон Паскаля
2 Гидравлический Джек
- 2.1 Гидраулика
- 2,2 Гидравлический принцип
- 2,3 Механический принцип
- 2.4 Строительство гидравлического Джека
- 2,4.0081
  В статье Давление уже объяснялось, что давление в жидкостях (или газах) равномерно распределено во всех направлениях. Если, например, в одной точке внутри жидкости создается определенное давление, то такое же давление будет присутствовать во всех других точках жидкости (без учета гидростатического давления). Это часто называют законом Паскаля или принципом Паскаля .
  Закон Паскаля описывает равномерное распределение давления в жидкости (без учета гидростатического давления)!
  В некоторой литературе Закон Паскаля также является несколько более общим и учитывает гидростатическое давление. В этом более общем смысле закон Паскаля утверждает, что давление на определенной глубине h в жидкости является результатом суммы давления на поверхности жидкости p ₀ и гидростатического давления p _h :
  \begin{align }
  &p(h) = p_0 + p_h~~~~~\text{and} ~~~p_h= \rho g h \\[5px]
  &\boxed{p(h) = p_0 + \rho g h} ~ ~~~~\text{Закон Паскаля} \\[5px]
  \end{align}
  Рисунок: Полное давление на заданной глубине как сумма давления окружающей среды и гидростатического давления
  Для жидкостей в открытом контейнере давление на поверхности жидкости соответствует давлению окружающей среды («атмосферному давлению»). Если жидкость находится не очень глубоко, гидростатическим давлением обычно можно пренебречь по сравнению с большим давлением окружающей среды на поверхности. Если, например, глубина порядка нескольких сантиметров, то гидростатическое давление примерно в тысячу раз ниже атмосферного давления. В этом случае сразу становится очевидным, что на каждой глубине существует одно и то же давление:
  \begin{align}
  \require{cancel}
  & \text{with} ~~~~~ p_0 \gg p_h ~~~~~\text{применяется:} \\[5px]
  &p(h) = p_0 + \bcancel{\rho g h} \приблизительно p_0 \\[5px]
  &\boxed{p(h) = p_0} ~~~~~\text{действительно при пренебрежении гидростатическим давлением} \\[5px ]
  \end{align}
  При пренебрежении гидростатическим давлением давление в жидкости соответствует давлению, которое окружающая среда оказывает на поверхность жидкости. Следовательно, давление в жидкости можно изменить, увеличив давление на поверхность жидкости. Однако, поскольку давление окружающего воздуха изменить нельзя, жидкость сначала необходимо поместить в контейнер. Через отверстие в стенке сосуда давление на поверхность жидкости теперь может быть увеличено по желанию с помощью поршня, тем самым вызывая определенное давление на жидкость.
  Этот простой принцип используется, например, в шприцах . Наносимая жидкость находится в цилиндрическом корпусе (цилиндр ), на который воздействует поршень . Возникающее давление заставляет жидкость выдавливаться из отверстия .
  Рисунок: Шприц
  Гидравлический домкрат
  Гидравлика
  Еще одним применением принципа Паскаля является гидравлический домкрат или гидравлика в целом. Гидравлика использует жидкость для передачи энергии. В дополнение к электрика (силовая передача с электрическим током) и пневматика (силовая передача с воздухом), большое значение в машиностроении имеет гидравлика.
  В то время как пневматика относится к силовой передаче со сжимаемыми газами, гидравлика относится к силовой передаче с несжимаемыми жидкостями!
  Специальные масла, так называемые гидравлические жидкости , используются в гидравлике. По сравнению с водой, которую можно использовать только в диапазоне температур от 0 °C до 100 °C, гидравлические жидкости можно использовать в более широком диапазоне температур. Кроме того, гидравлические жидкости не только защищают металлические детали от коррозии, но и обеспечивают превосходную смазку движущихся частей.
  Гидравлический принцип
  На рисунке ниже показан гидравлический домкрат. Рычаг используется для повышения давления гидравлической жидкости с помощью поршня , тем самым перемещая другой поршень вверх с большой силой. Таким гидравлическим домкратом можно поднимать грузы до нескольких тонн. Увеличение силы частично связано с принципом Паскаля .
  Рисунок: Гидравлический бутылочный домкрат
  На рисунке ниже показана упрощенная конструкция гидравлического бутылочного домкрата , где показан принцип работы. Гидравлическая жидкость находится в закрытой системе. Корпус, в котором находится жидкость, снабжен двумя поршнями. Масло находится под давлением меньшего поршня (называемого поршень насоса или плунжер насоса r).
  Рисунок: Гидравлический принцип (закон Паскаля)
  Используя приложенную силу F ₁ и площадь поверхности поршня A ₁ , прикладываемое давление p можно относительно легко определить из отношения силы к площади:
  \begin{align}
  \label{p}
  &p = \frac{F_1}{A_1} \\[5px]
  \end{align}
  Рисунок: Усиление силы по принципу Паскаля
  По закону Паскаля , это давление можно найти в любой точке жидкости. Обратите внимание, что из-за больших приложенных давлений и относительно небольших размеров корпуса гидростатическим давлением в любом случае можно пренебречь. Таким образом, давление, создаваемое малым поршнем, также действует на второй поршень, называемый плунжером 9.0084 ( рабочий поршень ). Однако, поскольку этот поршень имеет большую площадь поверхности A ₂ , давление в нем приводит к большей силе F ₂ :
  \begin{align}
  \label{f}
  &F_2 = p \cdot A_2 \\ [5px]
  \end{align}
  Если уравнение (\ref{p}) используется в уравнении (\ref{f}), усиление силы напрямую зависит от соотношения площадей поршня:
  \begin{align}
  &F_2 = p \cdot A_2 = \frac{F_1}{A_1} \cdot A_2 = F_1 \cdot \frac{A_2}{A_1} \\[5px]
  &\boxed{F_2 = F_1 \cdot \frac{A_2}{A_1}}\\[5px]
  \end{align}
  Если, например, площадь рабочего поршня в четыре раза больше поршня насоса (т. е. диаметр рабочего поршня в два раза больше), приложенная сила увеличивается в четыре раза. Это не противоречит закону сохранения энергии! Благодаря учетверённой поверхности поршня рабочий поршень выдвигается только на четверть хода насоса.
  Рисунок: Вытеснение жидкости
  Это также хорошо видно, так как поршень насоса вытесняет определенное количество гидравлической жидкости при движении вниз (высота h ₁). Жидкости несжимаемы и поэтому не могут быть сжаты. Поэтому вытесненная жидкость удлиняет рабочий поршень на такой же объем (высота h ₂ ). Однако плунжер имеет площадь в четыре раза большую, так что этот объем достигается уже при четверти первоначального хода. При увеличении силы высота подъема соответственно уменьшается.
  Механический принцип
  На самом деле гидравлическое усиление силы является лишь одним из двух принципов, применяемых к домкрату. Гораздо большее усиление силы происходит за счет механического рычага. Обычно это рычаг второго рода.
  В соответствии с законом рычага , механическое усиление силы является результатом соотношения плеч рычага. «Активное» плечо рычага «а» происходит от точки поворота к рукоятке, а пассивное плечо рычага «b» — от точки поворота к поршню насоса. Если плечо рычага «а» от точки поворота до рукоятки, например, в 10 раз больше, чем расстояние b от точки поворота до поршня насоса, то усилие увеличится в 10 раз.0003 Рисунок: Использование рычага для механического усиления силы
  Если использовать приведенные выше рисунки в качестве типичного примера для автомобильного домкрата, механическое усиление с коэффициентом 10 получается по закону рычага и гидравлическое усиление множителя 4 по закону Паскаля. В этом случае получается суммарное усиление в 40 раз. Таким образом, предмет массой 400 кг можно поднять с усилием 10 кг.
  Конструкция гидравлического домкрата
  На рисунке ниже показаны устройство и принцип работы настоящего гидравлического домкрата. Гидравлическая жидкость находится в резервуаре между двумя цилиндрами; внешний цилиндр (масляный бак), который образует стенку корпуса, и внутренний цилиндр , в котором скользит рабочий поршень (плунжер ). Гидравлическая жидкость внутри этого резервуара не находится все время под давлением! При движении вверх помпы поршень ( плунжер насоса ), гидравлическое масло всасывается в цилиндр насоса
  через впускной канал.
  Рисунок: Конструкция и компоненты гидравлического бутылочного домкрата (вид в разрезе)
  Затем масло находится под давлением во время движения поршня насоса вниз. Это заставляет масло течь через другой канал в рабочий цилиндр , где оно поднимает плунжер .
  Рисунок: Как работает гидравлический бутылочный домкрат
  Обратные клапаны в виде 9Используются стальные шарики 0083 , чтобы домкрат можно было непрерывно перемещать вверх, а гидравлическое масло не перекачивалось обратно из рабочего цилиндра в цилиндр насоса (или гидравлическое масло не выдавливалось обратно в резервуар). Когда поршень насоса опускается, шарик запечатывает путь обратно в резервуар. При этом шар клапана в рабочем цилиндре под действием давления приподнимается и в него может поступать гидравлическая жидкость.
  Анимация: Как работает гидравлический бутылочный домкрат
  После притока шарик в рабочем цилиндре снова падает вниз под действием силы тяжести. Высокое давление в рабочем цилиндре плотно прижимает шар к седлу клапана, тем самым предотвращая обратный поток гидравлического масла в цилиндр насоса. Теперь процесс перекачки можно начать снова с самого начала, так как шарик в цилиндре насоса поднимается за счет всасывания, и гидравлическая жидкость может всасываться в цилиндр насоса. Обратите внимание, что благодаря обратным клапанам гидравлическое масло в рабочем цилиндре постоянно находится под давлением, а масло в резервуаре всегда остается без давления.
  Чтобы снова опустить ползун, открывается еще один проход, соединяющий рабочий цилиндр непосредственно с резервуаром. Во время подъема этот проход закрывается стальным шариком, который плотно вдавливается в седло клапана с помощью винта.