Домкраты

Домкрат — это грузоподъёмное устройство, предназначенное для подъёма и фиксации на высоте тяжеловесных грузов, как правило, транспортных средств, строительных конструкций или оборудования. Основной принцип работы домкрата заключается в преобразовании относительно небольшого усилия, приложенного оператором, в значительное усилие на штоке или винте, способное поднять груз массой от нескольких десятков килограммов до сотен тонн. Домкраты широко применяются в автосервисе, строительстве, промышленности и быту.

История

Прообразы современных домкратов были известны ещё в античности. Древнегреческий механик Архимед (III век до н. э.) описал принцип действия рычага и винта, которые легли в основу первых подъёмных механизмов. В Древнем Риме для подъёма тяжёлых каменных блоков при строительстве акведуков и амфитеатров использовались винтовые прессы, работавшие по тому же принципу.

В Средние века винтовые домкраты применялись в осадной технике для подъёма таранов и подъёмных мостов. Первое документальное описание винтового домкрата, близкого к современному, датируется XV веком и принадлежит итальянскому инженеру Леонардо да Винчи, который создал чертежи устройства для подъёма колонн.

Массовое распространение домкраты получили в XIX веке с развитием железнодорожного транспорта и автомобилестроения. В 1851 году американский изобретатель Ричард Даджен получил патент на первый гидравлический домкрат, который использовал принцип сообщающихся сосудов и давление жидкости. В XX веке с появлением пневматических систем и электрических приводов домкраты стали более мощными, компактными и удобными в эксплуатации.

Классификация

Домкраты классифицируются по нескольким основным признакам: по типу привода, по конструктивному исполнению и по назначению.

По типу привода

1. Механические домкраты — усилие создаётся мускульной силой человека через систему рычагов, винтов или зубчатых передач. К ним относятся:

• Винтовые домкраты — работают за счёт вращения винта, который входит в зацепление с гайкой. Отличаются простотой, надёжностью и способностью удерживать груз без фиксаторов (самоторможение). Недостаток — низкая скорость подъёма.
• Реечные домкраты — подъём осуществляется за счёт перемещения зубчатой рейки, приводимой в движение шестерней. Обычно оснащаются храповым механизмом для фиксации. Бывают рычажно-реечные (качание рычага) и винто-реечные.
• Рычажные домкраты — простейший тип, основанный на правиле рычага. Часто используются как автомобильные (например, «ромбовидные» домкраты в комплектации авто).

1. Гидравлические домкраты — используют принцип гидравлического пресса (закон Паскаля). Рабочей жидкостью обычно является масло. Усилие на поршне создаётся за счёт нагнетания жидкости из малого цилиндра в большой. Отличаются высокой грузоподъёмностью (до 1000 тонн и более) и плавностью хода. Недостаток — чувствительность к утечкам масла и низким температурам.

1. Пневматические домкраты — работают от сжатого воздуха (обычно от компрессора). Бывают двух типов:

• Надувные (подушки) — резиновая оболочка, наполняемая воздухом. Используются для подъёма автомобилей, а также в спасательных операциях.
• Пневмоцилиндровые — поршень перемещается под давлением воздуха. Имеют ограниченную грузоподъёмность.

1. Электрические домкраты — приводятся в действие электродвигателем. Могут быть винтовыми (электромеханическими) или гидравлическими (электрогидравлическими). Обеспечивают высокую скорость подъёма и автоматизацию процесса. Часто применяются в промышленности и на современных автомобилях.

По конструктивному исполнению

• Бутылочные (телескопические) — имеют вертикальную стойку с выдвижным штоком. Наиболее распространённый тип гидравлических домкратов.
• Ромбовидные (ножничные) — механический домкрат, состоящий из шарнирно-соединённых рычагов, образующих ромб. Компактен, часто входит в состав автомобильного инструмента.
• Подкатные (катковые) — гидравлический или механический домкрат на колёсах, который подкатывается под груз. Обеспечивает низкий захват (минимальная высота подхвата).
• Реечные — с зубчатой рейкой, часто устанавливаются на железнодорожных путях для подъёма вагонов.
• Домкраты-стойки — предназначены только для фиксации груза на высоте, не имеют собственного механизма подъёма.

По назначению

• Автомобильные — для замены колёс, ремонта ходовой части. Грузоподъёмность обычно от 1 до 20 тонн.
• Железнодорожные — для подъёма вагонов и локомотивов. Грузоподъёмность до 50 тонн и выше.
• Строительные — для подъёма плит перекрытий, балок, опалубки. Могут быть гидравлическими или винтовыми.
• Промышленные — для монтажа оборудования, подъёма станков, конвейеров. Часто являются частью технологических линий.
• Спасательные — пневматические подушки и гидравлические домкраты для разбора завалов и подъёма тяжёлых предметов при авариях.

Устройство и принцип работы

Винтовой домкрат

Основные элементы: корпус, винт с трапецеидальной или прямоугольной резьбой, гайка (обычно из бронзы или латуни), рукоятка (вороток) и грузовая чашка (пятка). При вращении винта он перемещается поступательно вверх или вниз. Самоторможение резьбы предотвращает самопроизвольное опускание груза. КПД винтового домкрата составляет 30–40%.

Гидравлический домкрат

Состоит из корпуса-резервуара, рабочего цилиндра, плунжера (поршня), насосного механизма (ручного или электрического) и обратных клапанов. Принцип действия: оператор нагнетает масло из малого цилиндра в большой через клапан. Давление передаётся на поршень, который поднимает груз. Для опускания открывается спускной клапан, и масло возвращается в резервуар. КПД гидравлического домкрата достигает 75–80%.

Пневматический домкрат (подушка)

Представляет собой герметичную оболочку из прочной резины или полиуретана, армированную кордом. При подаче сжатого воздуха подушка расширяется, поднимая груз. Для опускания воздух стравливается. Отличается низкой высотой подхвата (от 10–20 мм) и большой площадью опоры.

Характеристики

Основные технические характеристики домкратов:

• Грузоподъёмность — максимальная масса груза, которую может поднять домкрат. Измеряется в тоннах (т) или килограммах (кг).
• Высота подхвата (минимальная высота) — расстояние от опорной поверхности до грузовой площадки в нижнем положении. Определяет возможность подъёма низко расположенных грузов.
• Высота подъёма (рабочий ход) — максимальное расстояние, на которое домкрат может поднять груз от нижнего положения.
• Усилие на рукоятке — усилие, которое необходимо приложить оператору для подъёма груза (для механических и ручных гидравлических моделей).
• Масса — вес самого домкрата, важный для мобильности.
• Рабочая жидкость — для гидравлических домкратов (обычно гидравлическое масло, в морозостойких вариантах — синтетическое).

Применение

Домкраты используются в самых разных сферах:

• Автосервис и автомобилисты: замена колёс, ремонт подвески, тормозной системы, вывешивание автомобиля для осмотра.
• Строительство: подъём и выравнивание строительных конструкций (балок, плит), монтаж оконных и дверных блоков, установка опалубки.
• Промышленность: монтаж и демонтаж тяжёлого оборудования (станков, прессов, двигателей), ремонт железнодорожного подвижного состава.
• Спасательные операции: подъём бетонных плит, автомобилей, освобождение пострадавших из-под завалов.
• Быт: подъём мебели, выравнивание полов, ремонт фундамента частных домов.

Безопасность

При работе с домкратами необходимо соблюдать правила безопасности:

• Перед началом работы проверить исправность домкрата, отсутствие утечек масла (для гидравлических) и повреждений резьбы (для винтовых).
• Устанавливать домкрат только на твёрдую, ровную и нескользкую поверхность.
• Поднимать груз строго за предусмотренные для этого точки (например, специальные усиленные места на кузове автомобиля).
• После подъёма обязательно устанавливать под груз страховочные опоры (козлы, подставки). Запрещается находиться под грузом, поддерживаемым только домкратом.
• Не превышать номинальную грузоподъёмность.
• Не использовать домкрат для подъёма людей.
• При работе с гидравлическими домкратами не допускать попадания воздуха в систему (прокачивать).

Интересные факты

• Самый мощный в мире гидравлический домкрат (разработка компании Enerpac) способен поднимать груз массой до 1000 тонн.
• Винтовые домкраты, установленные на железнодорожных путях, используются для подъёма целых составов при ремонте колёсных пар.
• В некоторых моделях автомобилей (например, в старых моделях Land Rover) домкрат входит в состав штатного инструмента и крепится под капотом или в багажнике.
• Пневматические домкраты-подушки могут поднимать груз с высоты всего 10–15 мм, что незаменимо при спасении людей из-под упавших конструкций.

Источники

• ГОСТ 33709.1-2015 «Краны грузоподъёмные. Словарь. Часть 1. Общие положения».
• ГОСТ 32597-2013 «Домкраты. Общие технические условия».
• «Детали машин и основы конструирования» — учебник для вузов, под ред. Д. Н. Решетова.
• «Гидравлика и гидропривод» — учебное пособие, В. А. Баранов.
• История развития грузоподъёмных машин — материалы Музея железнодорожной техники (г. Санкт-Петербург).
• Инструкции по эксплуатации домкратов ведущих производителей (Ombra, Stahlwille, Enerpac).