Расчет гидравлического цилиндра

Внутренний диаметр гидроцилиндра, или диаметр поршня, определяется в зависимости от направления действия рабочего усилия на рабочий орган машины. Внутренний диаметр цилиндра (мм) рассчитывается по следующей формуле [1]:

,

где P – заданное рабочее усилие, кН;

– рабочее давление масла на входе в гидроцилиндр, МПа;

- коэффициент мультипликации, равный отношению площадей поршня в поршневой и штоковой полостях;

d – диаметр штока;

- механический КПД гидроцилиндра;

- противодавление, возникающее вследствие вытекания масла из гидроцилиндра и определяемое сопротивлением движению масла по сливной гидролинии. Предварительно можно принять =0,3…0,5 МПа.

Так как гидроцилиндр имеет односторонний шток, то коэффициент мультипликации принимаем равным 1,33. Механический КПД для неизношенного гидроцилиндра принимаем равным 0,95. Тогда расчетный внутренний диаметр гидроцилиндра будет равен

Полученную величину округляем в большую сторону до ближайшего нормального (стандартного) значения: D=90 мм. Диаметр штока при будет равен 40 мм.

После округления диаметра цилиндра вычислим развиваемое гидроцилиндром рабочее усилие при номинальном давлении масла:

Расчётное усилие на штоке гидроцилиндра больше, чем заданная нагрузка на рабочем органе машины.

Определим расход масла, потребляемого гидроцилиндром. Для получения заданной скорости V (м/мин) скорости поршня в полость гидроцилиндра с площадью поршня S (м²) следует подать теоретический расход (л/мин):

где м/мин – максимальная заданная скорость поршня.

 

Выбор гидронасоса

В проектируемом однопоточном гидроприводе один насос обеспечивает питанием единственный гидродвигатель, поэтому его расчетная подача должна быть не менее теоретического расхода масла, подаваемого в гидроцилиндр: . Величина равна расходу гидропривода.

По справочнику [2] выбираем однопоточный пластинчатый насос модели Г12-25А, который характеризуется следующими основными техническими параметрами:

– рабочий объем – 100 см³;

– номинальное давление на выходе из насоса – 6,3 МПа;

– максимальное давление – 7 МПа;

– номинальная частота вращения вала – 950 мин^-1;

– полный КПД при номинальном режиме работы – не менее 0,8;

– масса – 24 кг.

Исходя из продолжительного режима работы гидропривода для привода насоса выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АС350М7УЗ с синхронной частотой вращения 950 мин^-1 и номинальной мощностью 50 кВт [3]. Подача насоса Г12-25А при частоте вращения приводного вала 950 мин^-1 будет равна:

Максимальное давление, которое может развивать насос при перегрузках, ограничивается предохранительным клапаном. Предохранительный клапан должен открывается при давлении, превышающем расчетное давление насоса, на 15 – 30 %. Исходя из указанного условия и технических параметров насоса Г12-25А, давление настройки предохранительного клапана устанавливается равным 7 МПа. Поскольку насос Г12-25А имеет постоянную производительность, то избыток подаваемого насосом в гидроцилиндр масла будет сливаться в бак через переливной золотник предохранительного клапана.

 

Расчет гидролиний