Орієнтовний розрахунок, обґрунтування та вибір елементів схеми гідравлічної принципової

До основних параметрів гідросистеми відносяться: тиск Р і витрата Q робочої рідини, навантаження G на виконавчому механізмі (гідроциліндрі або гідромоторі). Співвідношення тиску в гідросистемі та навантаження на виконавчий механізм наступні:

при G = (1000...2000кгс) 10...20 кН, = 1,6 МПа;

при G = (2000...3000кгс) 20...30 кН, = 3,2 МПа;

при G= (3000...5000кгс) 30...50 кН, = 5,0 МПа;

при G= (5000... 10000кгс) 50...100 кН, = 10 МПа;

при G>100 кН p = 20...30 МПа.

 

Наприклад: при приймаємо G = 10 кН.

Діаметр штока d обирають з співвідношення діаметра штока і
поршня D в залежності від тиску в гідросистемі:

при МПа

при МПа

при МПа

при МПа

Наприклад: Згідно рекомендованого співвідношення між р і приймаємо .

Незважаючи на опір тертя в ущільнювачах та протитиск,
визначається площу поперечного перетину гідроциліндру – площу поршня:

 

, (3.1)

 

де – навантаження на шток гідроциліндра, Н;

– тиск в гідросистемі, Па.

А також:

, (3.2)

 

де – діаметр штока поршня гідроциліндра, м.

Наприклад: .

 

Звідки діаметр штока поршня гідроциліндра знаходимо за формулою:

 

, (3. 3)

 

де – площа поршня гідроциліндра, м².

Наприклад: .

 

В відповідності до ГОСТ 6540-76 (табл. 3.1) обираємо діаметр гідроциліндра D, округляючи визначене значення до найближчого (в сторону збільшення) зі стандартного ряду.

 

Таблиця 3.1 – Геометричні характеристики гідроциліндрів за ГОСТ 6540-76

Внутрішній діаметр циліндра, мм	Діаметр штока, мм	Хід штока, мм
Основний ряд
10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63,80,100,125,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800	10, 12, 16, 20, 25, 32,40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320,400, 500, 630, 800	10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1125, 1600,   2000, 2500, 3150, 4000, 5000 6300,8000, 10000
Додатковий ряд
36, 45, 56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 710, 900	14, 18, 22, 28, 36, 45, 56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 710, 900	56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 110, 1120, 1400, 1800, 2240, 3000, 3350, 3750, 4250, 4750, 5300, 5600, 6000 7100,7500,8500,9000

Наприклад: В відповідності до ГОСТ 6540-76 обираємо діаметр гідроциліндру .

В відповідності до визначеного вище співвідношення , визначаємо діаметр штока гідроциліндру d і отримане значення округлюємо до найближчого (в сторону збільшення) зі стандартного ряду згідно ГОСТ 6540-76 (див. табл. 3.1).

Наприклад: Діаметр штока гідроциліндру буде дорівнювати .

 

Площа поршня зі сторони штока можна визначити за формулою:

 

, (3.4)

 

де , –діаметри поршня та штока гідроциліндру, м.

Наприклад: .

 

При заданій витраті Q та по визначеним діаметрам D і d знаходимо швидкість

переміщення поршня за формулою:

 

(3.5)

де і d – діаметр штока і діаметр поршня гідроциліндра, м;

– витрата робочої рідини, м³/с.

 

 

Наприклад: Знаходимо швидкість руху поршня гідроциліндра при витраті робочої рідини

 

 

Для гідроприводів металорізальних верстатів характерна циклічність виконавчих рухів з різною періодичністю та інтенсивністю. Відповідно, швидкість руху поршня гідроциліндра має різну величину та визначається за різними залежностями:

при робочій подачі

, (3.6)

де – витрата робочої рідини в гідросистемі при робочій подачі, м³/с;

– площа поршня гідроциліндра, м².

при швидкому підведенні

, (3.7)

де – витрата робочої рідини в гідросистемі при робочій подачі, м³/с;

– площа поршня гідроциліндра, м².