Śruba podnośnikowa - Jackscrew
Śrubowy lub podnośnik śrubowy , to typ gniazda , które jest obsługiwane przez przekręcenie śruby pociągowej . Jest powszechnie używany do podnoszenia średnich i dużych ciężarów, takich jak pojazdy; podnoszenie i opuszczanie stateczników poziomych samolotów; oraz jako regulowane podpory do dużych obciążeń, takich jak fundamenty domów.
Opis
Podnośnik śrubowy składa się z wytrzymałej śruby pionowej z zamontowanym na jej szczycie stołem ładunkowym, który wkręca się w gwintowany otwór w nieruchomej ramie nośnej z szeroką podstawą spoczywającą na ziemi. Obrotowy kołnierz na łbie śruby posiada otwory, w które wpasowuje się uchwyt w postaci metalowego pręta. Gdy uchwyt zostanie obrócony zgodnie z ruchem wskazówek zegara, śruba wysuwa się dalej z podstawy, podnosząc ładunek spoczywający na stole ładunkowym. Aby wytrzymać duże siły obciążenia, śruba jest zwykle formowana z gwintami Acme .
Zalety
Zaletą śrub podporowych nad niektórymi innymi typami podnośników jest to, że są one samohamowne , co oznacza, że po usunięciu siły obrotowej na śrubie pozostanie ona nieruchoma tam, gdzie została i nie będzie się obracać do tyłu, niezależnie od obciążenia wspiera. To sprawia, że są one z natury bezpieczniejsze niż na przykład podnośniki hydrauliczne , które cofają się pod obciążeniem, jeśli siła na siłowniku hydraulicznym zostanie przypadkowo zwolniona.
Przewaga mechaniczna
Idealnym zaletą mechanicznych z podnośnika śrubowego, stosunek siły, z jaką wywiera gniazda na ładunek do siły wejściowej na dźwigni ignorując tarcia jest
gdzie
- to siła, jaką podnośnik wywiera na ładunek.
- czy siła obrotowa wywierana na uchwyt podnośnika?
- to długość uchwytu podnośnika, od osi śruby do miejsca przyłożenia siły
- jest skokiem śruby.
Podnośnik śrubowy składa się z dwóch prostych maszyn połączonych szeregowo; długi uchwyt roboczy służy jako dźwignia, której wyjściowa siła obraca śrubę. Tak więc zaletę mechaniczną zwiększa dłuższa rękojeść, a także drobniejszy gwint śruby. Jednak większość podnośników śrubowych charakteryzuje się dużym tarciem, które zwiększa niezbędną siłę wejściową, więc rzeczywista przewaga mechaniczna wynosi często tylko 30% do 50% tej wartości.
Ograniczenia
Podnośniki śrubowe mają ograniczony udźwig. Rosnące obciążenie zwiększa tarcie w obrębie gwintu śruby. Gwint drobnozwojny, który zwiększałby przewagę śruby, zmniejsza również prędkość, z jaką może pracować podnośnik. Użycie dłuższej dźwigni roboczej szybko osiąga punkt, w którym dźwignia po prostu wygina się na swoim wewnętrznym końcu.
Podnośniki śrubowe zostały obecnie w dużej mierze zastąpione przez podnośniki hydrauliczne . To było w 1858 roku, kiedy zachęcał gniazda przez Tangye firmy do Bramah „s prasy hydraulicznej koncepcji były stosowane do pomyślnego uruchomienia Brunel ” s SS Great Eastern , po dwóch nieudanych próbach innymi środkami. Maksymalna przewaga mechaniczna możliwa dla podnośnika hydraulicznego nie jest ograniczona ograniczeniami podnośników śrubowych i może być znacznie większa. Po II wojnie światowej udoskonalenia szlifowania taranów hydraulicznych i zastosowanie uszczelek typu O-ring obniżyły cenę tanich podnośników hydraulicznych i stały się one powszechne do użytku w samochodach krajowych. Podnośniki śrubowe nadal pozostają do zastosowań o minimalnych kosztach, takich jak rzadko używane podnośniki do wymiany opon dostarczane z samochodami.
Aplikacje
Duża powierzchnia styku ślizgowego między gwintami śruby oznacza, że śruby pociągowe mają wysokie tarcie i niską sprawność jako połączenia przenoszenia mocy, około 30%-50%. Dlatego nie są one często używane do ciągłej transmisji dużej mocy, ale częściej w zastosowaniach z przerywanym pozycjonowaniem.
W zastosowaniach o dużym obciążeniu, takich jak podnośniki śrubowe, stosuje się gwint kwadratowy lub gwint podporowy , ponieważ ma on najniższe tarcie i zużycie.
Zastosowania przemysłowe i techniczne
W zastosowaniach technicznych, takich jak siłowniki , stosuje się gwint Acme , chociaż ma większe tarcie, ponieważ jest łatwy w produkcji, można skompensować zużycie, jest mocniejszy niż gwint kwadratowy o porównywalnej wielkości i zapewnia płynniejsze zazębienie.
Śruba z nakrętką kulkową jest bardziej zaawansowany typ śruby pociągowej , która wykorzystuje nakrętkę recyrkulacji kulistą w celu zminimalizowania tarcia i przedłużyć żywotność gwintów śrubowych. Profil gwintu takich śrub jest w przybliżeniu półokrągły (powszechnie profil „łuku gotyckiego”), aby prawidłowo pasować do kulek łożyskowych . Wadą tego typu śrub jest to, że nie są one samohamowne. Śruby kulowe są powszechne w napędzanych siłownikach śrubowych.
Lotnictwo
Śruby podnośnikowe są również szeroko stosowane w lotnictwie do podnoszenia i opuszczania stabilizatorów poziomych .
Awaria śruby rozporowej w samolocie Jakowlew Jak-42 z powodu wad konstrukcyjnych spowodowała katastrofę Aeroflot Flight 8641 w 1982 roku.
Awaria śruby rozporowej w McDonnell Douglas MD-80 , spowodowana brakiem smaru, spowodowała zestrzelenie lotu 261 Alaska Airlines w 2000 roku.
Zniszczenie śruby pociągowej w Boeingu 747-400BCF spowodowało zestrzelenie lotu 102 National Airlines w 2013 roku. Ten lot właśnie opuścił lotnisko Bagram, gdy pojazd opancerzony MRAP oderwał się i prześlizgnął przez tylną przegrodę, zrywając linie hydrauliczne i, co najważniejsze, niszcząc śrubokręt, co sprawia, że samolot staje się niekontrolowany.
Walety maszynisty
Podnośnik maszynowy to miniaturowy podnośnik śrubowy służący do podtrzymywania wystających części przedmiotu obrabianego lub do równoważenia sił zaciskania na tym przedmiocie obrabianym podczas operacji obróbki . Poza ich rozmiarami, często nie różnią się one niczym od podnośników śrubowych używanych do podnoszenia budynków z fundamentów. Podnośniki maszynowe mogą być tak proste, jak gwintowana przekładka ze śrubą , która służy jako śruba pociągowa.
W złączach elektronicznych
Termin śruba pociągowa jest również używany dla śrub uwięzionych, które łączą ze sobą dwie części niektórych złączy elektrycznych i utrzymują je ze sobą. Są one powszechnie spotykane na złączach D-subminiaturowych , gdzie służą przede wszystkim do zapobiegania przypadkowemu rozłączeniu. W większych złączach, takich jak ten przedstawiony, śruby jack również pomagają wyrównać złącza i przezwyciężyć duże siły tarcia związane z wkładaniem lub wyjmowaniem złącza. Po odkręceniu umożliwiają rozebranie połówek złącza. Śruby rozporowe w złączach elektrycznych mogą mieć zwykłe łby śrub lub wydłużone główki zaprojektowane jako śruby skrzydełkowe .
Pomysł włączenia śrub jack do złączy elektrycznych nie był uważany za nowatorski w późnych latach pięćdziesiątych i wczesnych sześćdziesiątych. Niektóre patenty z tamtych czasów pokazują pary śrub rozporowych po przeciwnych stronach złącza wielostykowego. Na innym widać pojedynczą śrubę centralną. Te patenty wspominają o frazie „śruba dźwigniowa” nawiasem mówiąc, bez zgłaszania roszczeń do tego pomysłu.
Śruby Gniazdo może mieć albo męskie albo żeńskie wątków, a w niektórych złączy na płci śrub, jak również różnych kołków ustawiających mogą być łączone w celu uniknięcia źle złącza jest połączony ze złym gniazda.
Zobacz też
Bibliografia
- Reynolds, Francis J., wyd. (1921). . Nowa Encyklopedia Colliera . Nowy Jork: PF Collier & Son Company.