1.2. Проверка энергосилового согласования

Для подъёма груза рабочий прикладывает к рукоятке домкрата силуF_р (рис. 4). Момент этой силы Т_р = F_р.L_р должен быть достаточным для вращения ходового винта при подъёме груза, т.е. для преодоления момента сил в винтовой паре Т_вп и момента сил трения М_оп между грузовой опорой и торцом ходового винта:

Т_вп + М_оп  [F_р] L_р, (1)

Длина рукоятки L_р ограничена конструктивно, обычно она не превышает 500…600 мм, а с удлинителем – 800…1000 мм.

Допускаемое значение [F_р] = 120…160 Н при длительной и [F_р] = 300…340 Н при кратковременной работе.

Определение момента винтовой пары Т_вп при подъёме груза

Расчётная модель (структурная модель с определяющими величинами) представлена на рис. 5. Считается, что все силы приложены на расстоянии 0,5d₂ от оси ходового винта; а момент Т_вп уравновешивается

моментом движущей силыF_дв, возникающей при вращении винта рабочим, т.е. Т_вп = 0,5d₂F_дв.

Математическая модель при определении силы F_дв разрабатывается аналогично математической модели п. 1.1, исходя из условий  F_xi = 0,  F_yi = 0.

С учётом угла  получим

Т_вп = ½ d₂ Q tg ( + ), (2)

Определение момента сил трения М_оп пары

«грузовая опора – ходовой винт»

Возможные варианты конструкции этой пары показаны на рис. 6:

– грузовая опора с кольцевой пятой (рис. 6, а);

– грузовая опора со сплошной пятой (рис. 6, б);

– грузовая опора с упорным подшипником качения (рис. 6, в).

Расчётная модель момента М_оп опоры трения скольжения с кольцевой пятой представлена на рис. 7.

Определим момент трения между грузовой опорой с кольцевой пятой и торцом ходового винта домкрата как сумму моментов элементарных сил трения f_оп pdА (рис. 7, в):

R_о R_о

М_оп =  (р dА) f_оп =  [p2d] f_оп ,

где f _оп – коэффициент трения пары «грузовая опора – торец винта».

Зависимость давления р определим исходя из того, что при изнашивании поверхность контакта «грузовая опора – торец винта» остаётся плоской. Тогда линейный износ U, измеренный в направлении, нормальном

кповерхности трения, практически не зависит от расстояния. При малых скоростях скольжения смазка не разделяет полностью контактирующие поверхности, в этом случае износ U пропорционален давлению и пути скольжения. В нашем случае путь скольжения пропорционален радиусу  и, соответственно, U  р = С.

Из условия равновесияQ =  p dА при р = С получим

Q = (С/) 2d = 2С (R_о – r_о), С = Q/[2(R_о – r_о)], р = Q/[2(R_о – r_о)].

Соответственно, момент сил трения

М_оп = ½Q f_оп (R_о + r_о). (3)

Для пары «сталь – бронза» принимается f_оп = 0,20...0,22; для пары «сталь – чугун» f_оп = 0,22...0,25; для пары «сталь – сталь» f_оп = 0.30...0,35.

В случае грузовой опоры сл сплошной пятой (рис. 1.6, б) при d_о = 0

М_оп = ¼ Q f_опD_о. (4)

Для грузовой опоры, установленной на упорный подшипник качения (рис. 6, в), принимают

М_оп = 0,01 Q d_п , (5)

где d_п – внутренний диаметр подшипника.

Упорный подшипник выбирается согласно условию Q  С₀, где С₀ – статическая грузоподъёмность подшипника, приведена в каталогах типоразмеров подшипников качения.

Ниже в таблице представлены размеры и статическая грузоподъёмность упорных подшипников лёгкой серии.

Условное обозначение подшипника	8204	8205	8206	8207
Внутренний диаметр подшипника d, мм	20	25	30	35
Внешний диаметр подшипника D, мм	40	47	52	62
Высота подшипника H, мм	14	15	16	18
С0, кН	30,2	40,2	46,3	66,7

Примечание. Если условие (1) не выполняется, необходимо внести изменения в конструкцию домкрата, например, увеличить длину рукоятки, применить иной вариант конструкции грузовой опоры (рис. 6, б или рис. 6, в), подъём груза выполнять двумя рабочими и т.п. Соответствующие изменения конструкции домкрата производятся на следующем этапе при разработке конструкции домкрата.