螺旋千斤顶内螺纹载荷路径如何工作
螺旋千斤顶把柄上的一点力气变成巨大的起升力。用下面的视图看进内部,跟着载荷从平台出发,沿螺杆向下,穿过螺母与推力轴承,传进底座。
螺旋千斤顶把柄上的一点力气变成巨大的起升力。用下面的视图看进内部,跟着载荷从平台出发,沿螺杆向下,穿过螺母与推力轴承,传进底座。
螺旋千斤顶是一台以螺纹螺杆与螺母为核心的起升装置。它不用活塞也不用泵,而是靠转动螺纹举起载荷:螺母旋转时螺杆上升,放在顶端的东西随之被抬起。因为螺纹本质是一道绕成螺旋的缓坡,它能把柄上并不大的推力,变成足以举起许多吨重物的力气。
从外面看,它只是底座上一根金属柱子。真正有意思的部分是看不见的——载荷如何从平台向下、沿螺杆穿过螺纹进入螺母,再经轴承传到地面。剖开之后,这条隐藏的载荷路径就一目了然。
千斤顶要举起的全部重量都落在螺杆顶部的平台上。它的重量直直向下压,变成螺杆中的压应力。
螺杆抗压能力很强,能把载荷沿整根杆往下传而不弯曲,在上升过程中稳稳托住平台。
在螺杆与螺母相接处,两侧螺纹在很多圈上相互接触。正是这些啮合的螺纹面,把向下的推力从螺杆传进螺母——整个千斤顶都依赖这个接合处。
螺母在承受沉重载荷的同时还必须转动,所以它坐在推力轴承上。滚动体把向下的力传入底座,同时让螺母以很小摩擦旋转。
转动手柄带动齿轮、齿轮再转动螺母。因为螺纹是一道很缓的坡,转满一圈螺杆也只升一点点,于是一点轻力就被放大成很大的起升力。
螺纹和齿轮都在起杠杆的作用。长长的柄带动小齿轮,使螺母转动很多圈,而每一圈只让螺杆升起一点点,于是很小的推力就换来了很大的起升力——和杠杆或低速挡是同一个道理。
它走了一条连续的路径:从平台进入螺杆,穿过啮合的螺纹进入螺母,再经推力轴承进入底座,由底座传给地面。每一环都要承受同样大小的力。
大多数千斤顶里是螺母在转,螺杆被限制不能旋转,所以螺杆只是上下移动。这样可以让载荷稳稳待在平台上,而不是跟着一起打转。
螺母一边要转动,一边承受着巨大的向下推力。推力轴承用滚动体来支承这股推力,让螺母仍能轻松旋转,而不是硬生生地磨在底座上。
细牙螺纹本身具有自锁性:松手后螺纹间的摩擦会把位置保持住。很多千斤顶还会额外加上制动或棘轮,以保证安全。