Принцип работы гидравлического домкрата

Принцип работы гидравлического домкрата

Во многих областях деятельности возникает необходимость поднятия и удержания грузов на определённой высоте.

Часто вес этих грузов превышает возможности человека.

Поэтому для решения таких задач применяют различные виды домкратов, в том числе и гидравлический домкрат.

Преимущества и недостатки

Популярность современных гидравлических домкратов объясняется их достоинствами с точки зрения конструктивной надёжности и относительной простоты в эксплуатации. К основным достоинствам можно отнести следующее:

• Широким диапазоном грузоподъемности. Отдельные образцы способны поднимать грузы до 200 тонн.
• Достаточно высоким коэффициентом полезного действия. У хороших аппаратов она достигает 80 процентов.
• Хорошая плавность движения. Она проявляется как во время подъёма, так и при опускании груза.
• Способность обеспечить высокую точность момента торможения.
• Стабильную надёжность фиксации груза на требуемой высоте.
• Применение различных схем подъёма груза.
• Небольшие габариты для заданных параметров подъёма.

К недостаткам относятся:

• Начальная высота подъёма выше, чем у механических домкратов.
• Они достаточно медленные при подъёме и опускании.
• Большую массу по сравнению с механическими домкратами.
• Относительно крупные массогабаритные характеристики.
• Ограничения при эксплуатации в различных условиях окружающей среды (температуре, влажности).
• Критичность к горизонтальному уровню установки.
• Требуют проведения регулярных регламентных работ.
• Устранение проявившихся неисправностей требует определённой квалификации и наличия соответствующих запасных частей.
• Относительно высокая цена каждого агрегата.

Классификация гидравлических домкратов

Современные гидравлические домкраты целесообразно классифицировать по следующим показателям: области применения, техническим характеристикам и типу (форме) конструкции. Область применения предъявляет требования к техническим характеристикам и форме конструктивного исполнения.

К техническим характеристикам следует отнести:

• грузоподъёмность;
• максимально допустимая высота подъёма заданного груза;
• геометрические размеры самой конструкции;
• допустимому усилию на привод, создаваемому домкратом;
• виду подключённого привода. Обычно применяют два вида или механический или электрический;

Конструкция гидравлического домкрата определяется поставленными задачами.

В основном они бывают следующих видов:

• Наиболее распространённый, так называемый бутылочный гидравлический домкрат.
• Для увеличения высоты подъёма применяется телескопический домкрат. У него в качестве рабочего штока применяется выдвигающийся телескопический поршень.
• Для повышения грузоподъёмности в конструкцию домкрата включают второй поршень. Такие домкраты называются двухштоковыми.
• В автомобильных сервисных центрах, на складах, где необходимо производить подъём груза с малой высоты применяются так называемые подкатные домкраты.

Устройство и принцип работы гидравлического домкрата

Принцип работы любого гидравлического домкрата основан на известном ещё со школы законе Паскаля. Все гидравлические домкраты выполнены как два сообщающихся сосуда. Они заполнены специальным гидравлическим маслом. В процессе перекачки этого масла из одного сосуда в другой через специальный клапан, во втором сосуде создаётся избыточное давление. Благодаря этому давлению происходит процесс движения поршня домкрата, Этот поршень исполняет роль подъёмника.

Чтобы вернуть поршень домкрата в исходное состояние открывается так называемый стравливающий клапан. Через него гидравлическое масло возвращается в первоначальную ёмкость. По аналогичному принципу построен пневматический домкрат. Главной особенностью таких домкратов является использование для операции подъёма и опускания, давление воздуха. Оно создаётся отдельным компрессором.

Управление домкратом зависит от модели выбранного насоса. Процесс управления может осуществляться либо вручную, гидравлической системой, либо пневматической системой.

Детальная схема гидравлического домкрата включает следующие элементы:

• Цилиндрический корпус. В нем размещается гидравлическое масло. Он является одним из сообщающихся сосудов.
• Поршень. Он двигается в корпусе благодаря давлению масла. Это давление создаётся системой управления.
• Распределитель. С его помощью происходит перераспределение давления в требуемом направлении.
• Фильтр для очистки гидравлического масла. Благодаря ему происходит удаление грязи и различных частиц из состава масла. Кроме этого он предотвращает образование областей с повышенной вязкостью.
• Нагнетающий клапан. С его помощью в рабочей области домкрата поддерживается требуемое давление. Это способствует поднятие необходимого груза на заданную высоту и его удержании на этой высоте.
• Для возврата поршня в исходное положение предусмотрен специальный клапан сброса давления.
• Внешний насос. С его помощью происходит нагнетание масла в цилиндр и поддержание требуемого давления. В современных домкратах обычно применяют три вида насосов: шестереночный, пластинчатый, поршневой.

Ремонт гидравлического домкрата своими руками

Принцип работы гидравлического домкрата

Работа гидравлического домкрата основана на принципе механического гидравлического рычага .

В результате действия этих законов прикладывая небольшое усилие к ручке домкрата можно получить большую силу на его штоке.

Конструкция гидравлического домкрата

Рассмотрим конструкцию домкрата подробнее.

Наиболее важными элементами домкрата являются рычаг 1, насосный плунжер 2, поршень 3, шток 4, обратные клапаны 5 и 6, перепускной вентиль 7, емкость с рабочей жидкостью 8.

Рассмотрим принцип работы ручного гидравлического домкрата поэтапно.

При движении вверх рычаг 1 увлекает за собой насосный плунжер 2, создавая небольшое разрежение в полости 8.

За счет этого разрежения клапан 5 открывается, а клапан 6 закрывается.

Увеличившийся объем камеры под плунжером заполняется жидкостью из емкости 8, которая поступает через обратный клапан 5.

Двигаясь вниз рычаг 1 оказывает воздействие на плунжер 2, который также перемещается вниз, уменьшая объем рабочей камеры и увеличивая давление в ней.

Под действием давления клапан 5 закрывается, клапан 6 открывается, а рабочая жидкость устремляется в полость под поршнем 3, вынуждая его перемещаться вверх.

После этого цикл повторяется, рычаг движется вверх, насосная полость заполняется, вниз — жидкость вытесняется под поршень.

В данных условиях жидкость несжимаема, а значит величина перемещения поршня 3 будет зависеть от объема вытесненного плунжером 2. По рисунку видно, что объем вытесняемый плунжером невелик, а значит и поршень переместится на небольшую величину. Однако усилие с которым поршень 3, с прикрепленным к нему штоком 4 будет в разы выше того, что было приложено.

Если шток домкрата необходимо переместить вниз, то открывается перепускной вентиль, и поршень под действием силы тяжести перемещается вниз, а жидкость из под него в емкость 8.

За счет чего происходит увеличение усилия в гидравлическом домкрате

Как было отмечено ранее усилие в гидравлическом домкрате усиливается за счет механического и гидравлического рычагов, рассмотрим это на нашем примере.

Согласно правилу рычага: F2=F1*l1/l2

То есть если плечо l1 в три раза больше чем l2, то усилие, прилагаемое к плунжеру F2 будет в три раза больше, чем то, которое было приложено к ручке. Но это лишь первый этап усиления в гидравлическом домкрате.

Второй этап основан на принципе гидравлического рычага, согласно которому: F3=F2*Sпор/Sплун

Где Sпор и Sплун площади поршня и плунжера соответственно. То есть если диаметр плунжера в 4 раза меньше диаметра поршня, то усилие на поршне со штоком будет в 4^2=16 раз больше, чем то, которое приложено к плунжеру. В итоге получаем, что первоначальное усилие возросло в 16*3=48 раз. И это не предел увеличиваю разницу в длине рычага или в соотношении насосного плунжера и выходного поршня можно увеличивать соотношение усилий.

Устройство гидравлического подъемника

В рассмотренном примере в одном корпусе были объедены несколько важнейших элементов гидропривода:

• полость с насосным плунжером и клапанами — это поршневой насос
• расположенный в цилиндрической полости поршень со штоком — гидроцилиндр
• емкость с жидкостью — бак

Эти элементы могут быть размещены отдельно, тогда изменятся конструктивные особенности, предназначение домкрата, но принцип его работы останется неизменным. Изменим компоновку ручного домкрата и получим подъемник для ремонтной мастерской.

Поршневой насос, можно заменить на шестеренный. Приводом для насоса послужит электродвигатель.

Рабочая жидкость по рукавам высокого давления будет поступать к гидроцилиндрам, расположенным в направляющих опорах. Для управления движением гидроцилиндров используется гидравлический распределитель. Для защиты системы от перегрузки служит предохранительный клапан.

Принцип работы подъемника

В нейтральном положении распределителя жидкость через предохранительный клапан отправляется на слив. При переключении распределителя жидкость под давлением начнет поступать под поршни гидроцилиндров, заставляя их переместиться вверх. При переключении распределителя в нейтраль полости цилиндров будут заперты, штоки цилиндров будут неподвижны (для исключения движения за счет перетечек используют гидрозамок).

При переключении распределителя в третье положение, жидкость начнет поступать в штоковую полость гидроцилиндра, заставляя его переместиться вниз.

Устройство бутылочного домкрата

Домкрат гидравлический бутылочный состоит из следующих частей:

Рис 1. Устройство бутылочного домкрата

1. Основной поршень

4. Клапан всасывания

5. Запорный клапан

6. Резервуар хранения масла.

7. Рабочая камера.

При создании усилия на рычаг (2) создается шток(3) создает давление в результате которого открывается клапан (5), и жидкость перетекает в рабочую камеру(7). Когда рычаг поднимается вверх запорный клапан (5) закрывается, и жидкость всасывается в полость насоса из резервуара хранения масла (6) по средствам открытия за счет давления всасывающего клапана(4). За счет перекачивания жидкости из резервуара (6) в рабочую камеру (7) происходит поднятие основного поршня (1).

В устройстве работы, используется всем известный закон Паскаля: Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Конструкция бутылочного домкрата достаточно проста, мы перекачиваем жидкость из одного резервуара в другой, и тем самым нагнетаем давление во втором, за счет чего поднимаем рабочий поршень.

Виды, свойства и характеристики домкрата гидравлического бутылочного

Домкраты делятся на несколько видов, первое деление идет по количество штоков (полунжеров):

• Одноштоковый бутылочный, самый распространенный вид
• Двухштоковый бутылочный

Еще есть деление по принципу работы насоса перекачивающего жидкость:

• Ручной, приводится в действие давлением пользователя на рычаг
• Большие насосы рассчитанные на поднятие огромной массы, приводятся в движение отдельным приводом, гидравлическим насосом или гидравлической станцией.

Свойства:

Грузоподъемность, важный параметр определяющий максимальную поднимаемую массу. Параметр зависит от объема рабочей камеры и прочностных характеристик. Устройства бутылочного типа имеют грузоподъемность от 2 до 100 тонн.

Минимальная высота подъема, по другому ее называют минимальная высота подхвата. Это высота на которой уже должен находится груз, что бы иметь возможность подставить домкрат под него. Обратите внимание на минимальную высоту если вы подбираете устройство для автомобиля. В случае если у вас низкий клиренс (дорожный просвет), то устройство бутылочного типа в силу высокой конструкции вам не подойдет.

Максимальная высота подъема. Высота, на которую, возможно поднять груз. У бутылочных есть особенность, на опорной платформе есть выдвижной винт, увеличивающий минимальную и максимальную высоту подъема.

Принцип работы гидравлического домкрата: конструкция и чертежи

Существует множество способов поднятия тяжелых и габаритных грузов, но наиболее доступным и простым среди всего многообразия вспомогательных приспособлений, является домкрат. Относительно компактное, удобное устройство, способно с легкостью оторвать от земли тяжелые предметы, а при необходимости и специальной установке, оказать мощное давление на небольшую площадь. В зависимости от классификации, данные приборы делятся на механические, пневматические и гидравлические, о которых и пойдет речь далее. Мы рассмотрим разновидности гидравлических домкратов, их конструкцию, принцип работы и основные этапы эксплуатации.

Особенности конструкции

Каждый подтип гидравлических домкратов, имеет свои конструктивные особенности и даже устройства одной категории, могут иметь некоторые различия. Единственным и неизменным элементом всех подобных приборов, является сам механизм подъема штока. Человеку с минимальными познаниями механики, не разбирающемуся в терминологии, устройство может показаться сложным, но на деле, принцип его достаточно прост. Чтобы понять, как устроен гидравлический домкрат, достаточно знать из каких деталей он состоит, и как они взаимодействуют между собой.

1.Рычаг. Выполняет главную роль в перекачивании жидкости внутри устройства, из одного резервуара в другой.
2.Плунжер. Перемещается вместе с рукояткой. При движении вверх, набирает жидкость из одного резервуара, а при опускании, толкает её в другой, создавая давление под штоком.
3. Поршень. Основа штока, плотно прилегающая к стенкам цилиндра. Поднимается за счет поступающей под него жидкости, влекущей повышение давления в резервуаре.
4.Шток. Ходит вместе с поршнем и является конечным элементом всей конструкции, упираемым в требуемый груз.
5, 6.Обратные клапаны. Позволяют жидкости двигаться только в одном направлении, из одного резервуара в другой, не вытекая обратно. К примеру, клапан 5, открывается, когда в отсеке с поршнем создается всасывание (вакуум), и закрывается, когда образуется давление. 6-й клапан действует наоборот, закрываясь при всасывании жидкости, и открываясь при подаче.
7.Перепускной клапан. Важный элемент конструкции, необходимый для нормализации давления, путем открытия заслонки между двумя резервуарами. Производит спуск штока, если на последний оказывается нагрузка.

Пожалуй, к самым элементарным гидравлическим домкратам, можно отнести бутылочный, поскольку он не использует каких-либо дополнительных элементов, поднимаемых штоком и упираемых в груз. Следом по простоте идет подкатной, где шток уже соединен с несущей площадкой. К самым своеобразным в плане реализации, можно отнести ромбические, поднимающие груз с помощью 4-х соединенных между собой рычагов.

Принцип работы гидравлического домкрата

Изучив основные компоненты подъемного механизма и получив представление об их взаимодействии, следует обрисовать общую суть работы инструмента в целом. Для начала скажем пару слов о жидкости — важнейшей составляющей, без которой устройство подкатного гидравлического домкрата, и аналогичных приборов, не представляется возможным. В качестве наполнителя, обеспечивающего мощную подъемную силу, используются типы масел с низкой вязкостью (гидравлических, веретенных, индустриальных). Поскольку корпус домкрата выполняется исключительно из металла, подверженного коррозии, заливать в него воду категорически запрещено.

Устройство работает по закону вытеснения. Под действием насоса, жидкость накачивается в герметичный резервуар с большим цилиндрическим пазом, к стенкам которого плотно прилегает подвижный шток (основа поршня). Когда масла в этом резервуаре становится слишком много, оно начинает давить на всю окружающую его поверхность. Металлический корпус и возвратный клапан, могут выдержать огромное давление, и единственным вариантом расширения пространства под поступающую жидкость остается выдвижение поршня наверх. Таким образом, производя постепенную накачку смеси, мы вытесняем ей поршень.

Поскольку масло не имеет свойства сжиматься, в отличии от газов, груз держится крепко, как если бы стоял на любой твердой поверхности. В целом, чтобы разобраться как работает домкрат гидравлического типа, не нужно быть семи пядей во лбу. Этот мощный инструмент, как и все гениальное, имеет в своей основе вполне понятную концепцию.

Схемы гидравлических домкратов

Наиболее подробный и в некоторым смысле наглядный план любого прибора заключается в его схеме. Это технологическое изображение в одной или нескольких плоскостях, максимально детально демонстрирует строение объекта в самых мельчайших деталях. Расположенный ниже чертеж гидравлического домкрата, представленный в нескольких вариациях, поможет вам дополнить свое понимание конструкции и действия подобного типа устройств.

Поскольку в семействе жидкостных подъемников существует не одна разновидность, затронем и прочие модели. Следующая схема подкатного гидравлического домкрата, демонстрирует основные конструктивные элементы, без указания конкретных размеров. Достаточно наглядно для понимания общей концепции инструмента.

Как пользоваться устройством

Изложенная выше информация, наглядно демонстрирует, что работа гидравлического домкрата представляет собой совокупность простых и немногочисленных процессов. Надежные компоненты, собранные в монолитном металлическом корпусе, обеспечивают высокий уровень безопасности и полный контроль над производимым усилием. Вопрос по функционированию, на этом, можно считать исчерпывающим и закрытым, однако, для полноты картины мы составили список конкретных пунктов по технике правильной эксплуатации данного инструмента.

В связи с незамысловатой конструкцией, нацеленной на широкий круг потребителей, разобраться как пользоваться бутылочным домкратом и ему подобными, не составляет большого труда. Для уверенного и эффективного использования приспособления, следует выполнить ряд несложных действий.

1. Разместить домкрат под поднимаемым грузом, чтобы его основание плотно прилегало к ровной поверхности, а точка упора была направлена на прочную часть объекта. При работе с авто, следует устанавливать домкрат под ребро жесткости и категорически запрещено упирать в бампер или пороги.

2. Выбрав оптимальное положение, можно приступать к подъему. Для этого берем рычаг, идущий в комплекте со всеми гидравлическими подъемниками, вставляем его в специальный паз и производим накачку простыми движениями (вверх-вниз). Если высоты подъема не хватает, под основание инструмента можно подложить ровную доску или другой прочный предмет с аналогичными габаритами.

3. По завершению работ, остается разобраться как опустить бутылочный домкрат. Это самый простой этап, идентичный для всех типов подобных устройств: ромбических, подкатных и т.д. Как было сказано выше, в описании конструкции, за спуск отвечает перепускной клапан. Его надо просто слегка повернуть, не более чем на 1 оборот. 2 резервуара объединятся и поршень выдавит жидкость из одного в другой, спустив шток в нормальное положение. Для поворота клапана обычно используется штатная рукоятка, на конце которой имеется специальный паз. Если таковой нет, можно выполнить эту операцию пассатижами.

Перед спуском домкрата, рекомендуется проверить шток на наличие грязи или воды, которые могут вызвать коррозию и негативно сказаться на надежности инструмента. При необходимости, протрите его сухой ветошью. Ухаживайте за инструментом, и он будет долго радовать вас верной службой.