ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ им. В.А. КУЧЕРЕНКО ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АТТЕСТАЦИИ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СИЛОВЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ДОМКРАТОВ

Утверждены директором ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко 16 августа 1971 г.

МОСКВА - 1971

В рекомендациях изложены методы метрологической и технической аттестации испытательных гидравличес -ких домкратов. Дано краткое описание домкратов, насосных станций и образцовых динамометров с их техническими характеристиками и указаниями по использованию.

Рекомендации предназначены для работников лабораторий, занимающихся механическими испытаниями строительных элементов и конструкций.

Рекомендации составлены канд.техн.наук Ж ул е -вым Ю.К. (отдел испытаний конструкций ЦНИИ Строительных конструкций им. В.А.Кучеренко Госстроя СССР).

предусмотрены два отверстия, оканчивающиеся резьбовыми штуцерами, что увеличивает маневренность домкрата (рис.в). Питание можно производить от любого насоса или насосноА станции. Хара к т е -ристики этих домкратов приведены в приложении 2.

В цилиндровой паре домкрата, конструкция которой показана на рис.7, манжета за — правняется сверху и располагается между нажимным и распорным кольцами. В распорном кольце имеется ряд сквозных отверстий. Оба кольца совместно с манжетой затягиваются резьбовой крышкой, одновременно являющейся продолжением направляющей цилиндра. Масло, подаваемое насосом в цилиндр, заполняет свободное пространство, проходит через зазоры направляющей части, затем через отверстия в распорном кольце проникает к ман-

Рис. 7

Конструкция домкрата с креплением манжеты

прижимными кольцами

1 - цилиндр; 2 - резьбовая крышка; 3 - плунжер; 4 - верхнее распорное кольцо; 5 - манжета; 6 -нижнее распорное кольцо; 7 - шарнирный элемент

11

жете, заставляя ее створки прижиматься одновременно к стенкам цилиндра и плунжера. На верхнем торце плун -жера размешен шарнирный элемент.

Рис. 8

Конструкция домкрата с торцовым располо — жени ем манжеты

1 - цилиндр; 2 - плунжер; 3 - резьбовое отверстие; 4 - упорная гайка; 3 - удлинительный винт; 6 - манжета; 7 - рукоятка

Конструкция домкрата с подвижным манжетным уплотнением, расположенным на торце плунжера, дана на рис.8. Домкрат состоит из цилиндра, плунжера, имеющего нарезку на внутренней и внешней боковых сторонах. Внутри плунжера расположен удлинительный винт регулировки высоты, перемещаемый заблаговременно до нагружения. Манжета с помощью прижимного диска закреплена на нижней торцовой поверхности плунжера. На верхней части плунжера имеется контргайка, которую по необходимости поворачивают до упора в стенку цилиндра в перерывах между нагружениями. Для транспортировки и установки домкрат снабжен откидными рукоятками. Плунжер в верхней торцовой части заканчивается сферическим гнездом. Через резьбовые отверстия происходит подсоединение трубопро -водов.

Домкраты серии ДГ в индивидуальном исполнении выполняются усилием до 500 тс.

2.2. Домкрат серии ДГМ работает по принц иг у    =>о-

ения силы (рис.9), осуществленному следующим с -м: цилиндр представляет собой толстостенную тру* у с

12

Рис. 9

Домкрат серии ДГМ

А,В - рабочие полости; С,Д - отверстия для выхода воздуха;

1 - цилиндр; 2,8,10    -

манжеты; 3,3 -составной плунжер; 4-гайка ограничения хода;

8 - сферическая опора; 7 - болт крепления сферы; 9 - неподвиж — ный поршень; 11 -резьбовое отверстие

приваренным или отъемным днищем. В негч, опущен составной плунжер, внутрь которого вставлен неподвижный поршень с полым штоком. Во время работы масло под давлением Р проходит через штуцер в полость А, затем через отверстие в штоке - в полость В. При этом плунжер перемещается, развивая усилие P-P(F_A + F_B ). Ход плунжера ограничивается гайкой. Для выхода воздуха имеются отверстия С и Д. Домкрат снабжен самоуста-навливающейся опорной плитой. Для крепления манометра непосредственно на цилиндре имеется отверстие, закры -веемое резьбовой пробкой в случае размещения м а но мет -ра в ином месте. Входной трубопровод снабжен обратным кл ап аном.

К достоинствам домкрата следует отнести:

1)    уменьшенные габаритные размеры при том же ходе плунжера;

2)    меньший вес по сравнению с домкратами серии ДГ.

Характеристика домкратов приведена в приложении 3.

2.3. Устройство специальных домкратов серии ДГУ, разработанных ЦНИИ строитльных конструкций для испытаний с перехватом при больших перемещениях, дано на рис.10. Домкрат состоит из цилиндра, защемленного верхним и нижним фланцами, дифференциального поршня с полой гильзой, на которой в верхней части располагается

13

Рис. 10

Домкрат серии ДГУ для испытания конструкций

1 - резьбовой шток; 2 -цилиндр; 3 - поршень; 4-гильза поршня; 5    - гайка

разрезная; 6 - канал по -дачи масла в полость А;

7 - канал подачи масла в полость Б; 8 — упорная гайка; 9 - стакан

разрезная пружинящая гайка. Через гильзу по всей длине проходит резьбовой шток с контргайкой. На верхнем фланце цилиндра и под нижним фланцем располагаются стаканы.

Масло, подаваемое под давлением через штуцер в нижнюю полость А, перемещает поршень и гильзу, а также остальные расположенные выше детали. При подходе поршня к верхнему фланцу открываются заложенные в поршень клаланы для перепуска масла в верхнюю    по

лость Б без давления. После того как ход поршня (100мм) выбран, а испытание не завершено, упорную гайку пере -водят вниз для передачи усилия на корпус цилиндра. Подачей жидкости в полость А при открытой для слива полости Б переводят поршень в исходное положение, разрезная гайка не препятствует возвращению поршня с гильзой. Списанная операция может быть повторена несколько раз.

Домкрат может быть использован также для работы без перехвата. Тогда он частично разукомплектовывается с удалением деталей, не участвующих в работе. Характеристика домкратов приведена в приложении 4.

2.4. Для натяжения арматурных стержней и пучка проволок при изготовлении и исследовании предвари -тельно напряженных строительных конструкций использу-

14

ют специальные домкраты, занимающие промежуточное положение между технологическими и испытательными. Сило-измерительный орган у натяжных домкратов совершенно обязателен, в силу чего они подлежат аттестации наравне с испытательными.

Рис. 11 .Домкрат серии ДГП для натяжения пучковой арматуры А,Б,В - каналы подачи масла в рабочие полости А, А*, А# 1 - оголовник; 2 - обойма; 3 - клинья; 4 - главный цилиндр; 5 - заглушка; 6 — направляющий стакан; 7    — полый шток;8 - шток залрессовщика; 9 - шарнирный наконечник; 10-пружина возврата

На рис. 11 приведена конструкция гидродомкрата серии ДГП, предназначенного для натяжения пучка проволок и закрепления его в напряженном состоянии. Поспелова -тельноеть операций при работе с гидродомкратом следующая:

1)    заправка пучка проволок на домкрате;

2)    натяжение пучка проволок;

3)    фиксация проволок в напряженном состоянии (запрессовка пробки);

4)    возврат цилиндра натяжения и поршня запрессовки в первоначальное положение.

Гидродомкрат подводится к пучку, заложенному в канал изделия. Проволоки закладываются поштучно в пазы оголовника, а затем попарно в пазы обоймы. Клинья этой обоймы при натяжении захватывают₉таким образом _f весь пучок. Обойма укреплена на главном цилиндре, имеющем днище в виде резьбовой заглушки. Цилиндр скользит по направляющему стакану, внутри которого пр^сдит полый

15

шток. Если масло направить в полости А' и А'.то главный цилиндр начнет перемешаться, осуществляя натяжение пучка, встречающего противодействие со стороны оголов -ника. При этом усилие натяжения контролируется по сило-измерителю, установленному на насосной станции. После натяжения пучка, не снимая давления в полостях А* и А* масло подают по каналу Б для запрессовки пробки по центру пучка. Операция запрессовки выполняется штоком с несущим наконечником. Пружиной этот шток отводится в исходное положение, главный же цилиндр возвращает с я маслом, подаваемым по каналу В в узкую кольцевую щель.

В некоторых случаях домкрат опирается на торец заглушки 5 или на обойму 2.

Технические данные домкратов серии ДГП приведе -ны в приложении 5.

I

ная гайка

2.5. Натяжение стержневой арматуры и закрепление в напряженном состоянии производят с помощью домкрата серии ДГС, показанного на рис. 12. Цилиндр представляет собой трубу, которая с одной стороны закрывается крышкой, с другой - заглушкой и плитой. В цилиндре помещен поршень со штоком. Подача масла по каналу А переме -щает поршень вправо, осуществляя натяжение арматурного стержня, ввернутого в резьбовой или клиновой захвс -ты. При этом весь домкрат упирается чашкой в    пгл.

16

Настоящие рекомендации распространяются на средства и методы аттестации гидравлических силовых домкратов различных систем и грузоспособностей, использу -емых в качестве переносного источника силы при ста -тических испытаниях конструкций и деталей, в том числе и строительных 1.

1. УСТРОЙСТВО ДОМКРАТА

1.1.    Домкрат включает в себя следующие основные части: цилиндровую пару, опорно-центрирующие устройст -ва, силовозбудитель,-насосная станция с ручным или электрическим приводом, силоизмерительный орган (обыкно -венно пружинный манометр), комплекс трубопроводов, соединяющих отдельные части домкрата.

1.2.    Цилиндровая пара домкрата состоит из открытого с одного торца толстостенного металлического стакана с опущенным в него плунжером. Другой конец снабжен глухим или отъемным днищем. В стакан нагнетается под давлением жидкость - минеральное масло.

Для герметизации цилиндровой пары применяются различные способы уплотнения, от которых зависит как интенсивность утечки масла, так и назначаемая степень чистоты и точности изготовления сопрягаемых деталей.

С метрологической точки зрения наилучшие результаты показывают пришлифованные цилиндровые пары, в которых герметичность достигается обеспечением малых (микронных) зазоров между относительно перемещающимися деталями. Силы трения в таких цилиндровых парах получаются минимальными.

С целью снижения утечки через зазоры, находящейся под некоторым избыточным давлением жидкости, а также

^Заводами выпускаются преимущественно технические домкраты, которые нередко используются как испытатель -ные. Домкраты технологического назначения, на которых присутствие силоизмерителя не обязательно, метрологической аттестации, как правило, не подлежат, если только в этом не возникнет особой надобности.

3

удешевления и облегчения технологического процесса изготовления цилиндровых пар, часто применяют манжетные уплотнения.

1.3. Манжеты имеют форму фигурного кольца и размешаются в канавках на плунжере (рис.1,а), или в стенке цилиндра (рис.1,б). В обоих случаях манжет под давлением ма с л а прижимается к стенкам цилиндра и плунжера, при этом тем сильнее, чем вы -ше давление.

Д е т а л и крепления манжет, устройство полости для размещения, способ закладывания и направления их решаются конструктивно по-разному. Манжеты закладываются в закрытые и открытые выточки в стенках цилиндра и тола плунжера при участии опорных и распорных колец, прижимных фланцев и других деталей.

Для манжетных уплотнений применяются различные эластичные материалы: кожа, маслостойкая резина различных марок, пластмассы и др. Наиболее распространенная форма манжета - V -образная. Основные размеры воротниковых манжет приведены в приложении 1.

Кроме манжет^ используют резиновые кольца прямоугольного и круглого сечений (ГОСТ 9833-81). Здесь уплотнительное действие достигается за счет сжимающего усилия (напряжения), создаваемого в материале кольца контактирующими поверхностями. В результате действа давления жидкости происходит усиление этого напряжения.

Силы трения в цилиндровых парах с манжетным уплотнением и кольцами значительно выше, чем в пришлифованных (притертых), и находятся в зависимости от давле-

ния, конструкции манжетов, их количества, качества обработки боковых и торцовых поверхностей цилиндра и плунжера, вязкости, чистоты масла и т.д. Учет соответствующих потерь возможен только при тарировке на прямом и обратном ходах путем сопоставления показаний с ил о из м е -рителя домкрата с показаниями более точного (высшего по ступени) метрологического звена.

1.4. Наряду с цилиндровой парой неотъемлемой частью домкрата является источник создания гидростати ч е с ко го давления - сил о возбудит ель. В качестве такового служат насосные станции (насос) с ручным или электрическим приводом.

Простейшим типом насоса является односкальчатый ручной насос, схема которого приведена на рис.2.    П ри

подъеме рукоятки масло засасывается скалкой из бачка в цилиндр, открывая при этом всасывающий клапан.

При опускании рукоятки давление масла в цилиндре повышается, отчего закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетатель н ы й.

Масло через распределитель подается по трубопроводу в цилиндровую пару под сило -вой плунжер. Если F -площадь поперечного сечения плунжера в см , р -гидро

давление

кг с/см “, показанное    мано -

метром, то нагрузка в кгс, создаваемая домкратом,

Г - Р,

трения в направляющих, главным образом в уплотнении цилиндровой пары. При последующем подъеме рукоятки цикл повторяется. Клапан служит для предотвращения возврата масла.

В отличие от ручных насосов, где необходимое количество масла регулируется по желанию числом циклов подкачки и скоростью опускания рукоятки, у насосных станций с электроприводом сравнительно небольшой производи-

5

нометра на месте предназначается резьбовой

ПОЛЬ.

Манометры описанной конструкции выпускаются на разные предельные давления.

Важнейшие характеристики манометров приведены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование манометра ГОСТ Класс точности Предельные давления в кг с/см 2 Образцовые типа МО 6521-60 0,2 и 0,4 1-1600 Для измерения избыточ- 0,6 ного давления (техни - 1 чоский) типа МТИ 8625-65 1.6 Э.6- 1600

1.6.    Цилиндровая пара, насосная станция, манометр соединяются между собой с помощью металлических трубопроводов и гибких рукавов высокого давления.

Материалом для жестких трубопроводов служат стальные бесшовные цельнотянутые трубы (ГОСТ 8734 -68). Толщину стенок труб определяют из условия ее прочности при заданном рабочем давлении.

Для подсоединения торцы труб заделываются наконечниками под накидные гайки. Наконечники выполняются в различных вариантах с привлечением приварки плоских или сферических шайб и конусов, высадки, развальцовки.

Большое распространение получили гибкие трубопро -воды - рукава высокого давления, изготовляемые в сочетании нескольких слоев резины, хлопчатобумажной ткани и металлической оплетки согласно ГОСТ 6286-60. Заделка концов шлангов в арматуре осуществляется несколькими вариантами и заканчивается накидной гайкой с наружной или внутренней резьбой. При плоских торцах наконечника для получения герметичности во все стыки трубопровода необходимо закладывать уплотняющие шайбы, выполняемы* из различных материалов, например, отожженная меАь, фибра, капрон, полихлорвинил и др.

1.7.    В качестве рабочей жидкости в цилиндров! парах применяются, как правило, минеральные масла. Их пре-

8

им ущ ест вам и являются: достаточная вязкость, смазывающие, антикоррозийные и асептические свойства, пониженная точка замерзания, замедленное высыхание. Необходимой вязкостью обладают также и синтетические жидкости-силиконы, составы на основе фосфатных соединений, но по остальным показателям, включая стоимость, они не могут конкурировать с первыми. Вязкость масла упрощает задачу герметизации цилиндровой пары, особенно в условиях небольшого нагрева, но накладывает некоторые ограничения на к.п.д. насосов и работоспособность всей гидравлической сети.

Для эксплуатационных и товароведческих надобностей вязкость оценивается в условных градусах Энглера ( Е ) путем сравнения продолжительности истечения масла и воды через сопло в стандартных условиях. Однако в гид -родинамические расчеты данные по Энглеру вводить нельзя. Их заменяют величины, имеющие физические размерности, а именно: коэффициенты динамической вязкости ( в пуазах) и кинеал ат и ческой вязкости (в стоксах).

В табл.2 приведены марки минеральных масел, которые можно рекомендовать для силовых гидроцилиндров.

2. ОПИСАНИЕ ДОМКРАТОВ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

На оснащении механических лабораторий, испытательных станций и полигонов строительной промышленности имеются домкраты различных конструкций, изготовляв -мые отечественными машиностроительными заводами. Зна-комет во с деталями цилиндровых пар и насосов полез но при проведении тех или иных мероприятий, связанных с аттестацией.

А. Типовые цилиндровые пары

2.1. При проведении испытаний строительных конструкций наиболее распространенными являются домкра -ты серии ДГ грузоспособностью от 5 до 200 тс, выпол -няемые в нескольких модификациях.

Пользуются известностью домкраты этой серии грузоспособностью от 5 до 50 тс с облегченными и тщатель-но обработанными цилиндровыми парами . В цилиндре 1) Разработаны в ЦНИИ строительных конструкций им.

В.А.Кучеренко Госстроя СССР.

9