Расчет параметров гидроцилиндра

 

Внутренний диаметр D1 поршня гидроцилиндра рассчитывают по формуле:

= ;

 

где F - расчетная нагрузка, F = 8000 Н;

Р - расчетное давление, р = 3 МПа.

= = 58 (мм).

 

Найденное значение D1 округляется до ближайшего нормального, выбираемого из ряда по нормали. Принимаем D1 = 63 мм.

Диаметр штока D2 гидроцилиндра рассчитывают по формуле:

= (0,4 0,5) * D1,= 0,5 * 63 = 31,5 (мм)

 

Найденное значение D2 округляется до ближайшего нормального, выбираемого из ряда по нормали. Принимаем D2 = 32 мм.

 

Рис. 1 - Определение диаметров поршня и штока

 

Сила трения Т для резинотканевых уплотнителей из шевронных манжет поршня определяется по формуле:

 

Т1 =π * D1 *h *n *τ,

 

гдеh - высота манжеты, h = 5 мм;- число манжет, n = 4 шт;

τ - Напряжение силы трения, τ = 0,2 МПа.

 

Т1 = 3,14 * 63 * 5 * 4 * 0,2 =791 (Н).

 

Сила трения Т для резинотканевых уплотнителей из шевронных манжет штока определяется по формуле:

 

Т2 =π * D2 *h *n *τ,

 

гдеh - высота манжеты, h = 4 мм;- число манжет, n = 3 шт;

τ - Напряжение силы трения, τ = 0,2 МПа.

 

Т2 = 3,14 * 32 * 3 * 4 * 0,2 =241 (Н).

 

Рабочая площадь поршня S1 рассчитывается по формуле:

= ;=  = 3116 (мм2)

 

Рабочая площадь штока S2 рассчитывается по формуле:

= ;=  = 804 (мм2)

 

Давление жидкости в поршневой полости Р1 рассчитывают по формуле:

= ;

 

Рис. 2 - Силы, действующие на гидроцилиндр

 

Р2 =  = ,

 

где∆Р0зол и ∆Р0рег - потери давления соответственно в реверсивном золотнике и регулирующем гидроаппарате при номинальном расходе по паспортным данным этих аппаратов. ∆Р0зол = 0,2 МПа, ∆Р0рег = 0,2 МПа.

Т1и Т2 - силы трения соответственно в уплотнении поршня и штока;и S2 - рабочие площади соответственно поршня и штока.

 

Р2 = 0,2 + 0,2 = 0,4 МПа.

Р1 =  = 3,2 (МПа)

 

Толщину стенки поршня δ рассчитывают по формуле:

 

δ = ,

 

где  = 40 МПа - допустимое напряжение для высокосортного чугуна.

 

δ =  = 2,5 (мм).

 

Критическая нагрузка на шток гидроцилиндра Fкр рассчитывается по формуле:

кр = F * n,

 

гдеn - коэффициент запаса, n = 2.

 

кр = 8000 * 2 = 16000 (Н).

Длину продольного изгиба lпр рассчитывают по формуле:

пр = кпр * h,

 

гдекпр - коэффициент приведения зависит от конструкции крепления, кпр = 1.- длина гидроцилиндра при максимальном прогибе,

= l1 + 2l + l2,

 

гдеl1, l2 = 100 200 мм;- длина хода, l = 360 мм.

= 100 + 2 * 360 + 100 = 920 (мм). lпр = 1 * 920 = 920 (мм).

 

Зная критическую силу можно определить момент инерции по формуле:

= ,

 

где Е - модуль упругости, Е = 2,1 * 1011 Па;

= = 687  (м4)

 

Диаметр штока рассчитывают по формуле:

=  ≤ D2,=  = 0,019 (м) = 19 (мм) ≤ 32 (мм).

 

Выбранный диаметр больше проверочного, значит удовлетворяет ранее принятому значению диаметра штока.

 

Определение расходов жидкости в гидросистеме

 

Расчетный расход жидкости Q подаваемый в гидроцилиндр, рассчитывают по формуле:

 

Qxx = ,

 

гдеηоб - объемный КПД гидроцилиндра, ηоб = 0,99;- скорость холостого хода, V = 4200 мм/мин.

хх =  = 13 (л/мин).

 = = ,

 = =  = (10 л/мин).

Qрx = ,

 

гдеv - скорость рабочего хода, V = 500 мм/мин.

рх =  = 1,6 (л/мин).

 = = ,

 = =  = 1,2 (л/мин).

 = ,

 = = 17 (л/мин).

 

Полученные данные сведем в таблицу:

 

Режим	Поршень		Шток
	м3/с	л/мин	м3/с	л/мин
Холостой ход	0,013	13	0,01	10
Рабочий ход	0,0016	1,6	0,0012	1,2
Быстрый отвод	0,017	17	-	-