Порядок выполнения работы – рассчет трубопровода.

 

1. Изучить схему трубопровода.

2. Выбрать похожую схему.

3. Изучить порядок выполнения рассчетов, формулы используемые в расчете.

4. Рассчет занести в тетрадь.

5. Сделать выводы.

Лабораторная работа № 5.

 

Тема: Устройство, классификация и принцип работы объемных гидравлических двигателей и гидроцилиндров.

 

Цель работы: изучить классификацию, устройство, принцип работы объемныхгидравлических двигателей и гидроцилиндров.

 

Общие сведения

 

Объемным гидродвигателем называется гидромашина дляпреобразования энергии потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена.

 

Гидродвигатели разделяют на три класса:

 

1. Гидроцилиндры – объемные гидродвигатели с поступательным движениемвыходного звена;

 

2. Поворотные (моментные) гидродвигатели с ограниченным углом поворотавыходного звена;

 

3. Гидромоторы – объемные гидродвигатели с вращательным движениемвыходного звена

 

 

Рис. 5.1. Классификация объемных гидродвигателей

 

Гидроцилиндры

 

Гидроцилиндры являются простейшими гидродвигателями, которые применяются в качестве исполнительных механизмов гидроприводов различных машин и механизмов с поступательным движением выходного звена.

 

Основные схемы гидроцилиндров представлены ниже. По принципу действия и конструкции они весьма разнообразны.

 

По кинематическим признакам гидроцилиндры делятся на две

 

· с подвижным штоком и неподвижным корпусом;

 

· с неподвижным поршнем и подвижным корпусом.

 

Различают гидроцилиндры одностороннего действия (рисунок а, в, д, ж, г) и двустороннего действия (рисунок б, е, з) [5].

 

Гидроцилиндр одностороннего действия (рисунок а) имеет шток с поршнем, перемещаемый силой давления жидкости в одну сторону. Обратный ход штока

 

совершается под действием внешней силы				или пружины. Рабочая жидкость подводится
только в одну рабочую полость.
Гидроцилиндр	двустороннего		действия	(рисунок	б)	имеет поршень	с
односторонним	штоком	с	внутренним и		наружным уплотнениями.		Рабочая
жидкость подводится поочередно в			обе рабочие полости.			Движение ведомого	звена в
обе стороны производится		под действием давления жидкости

 

 

Рис. 5.2. Гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением выходного звена:

а – с односторонним штоком; б – с двусторонним штоком;   в – плунжерный; г –

телескопический; д, е – с двусторонним подводом рабочей жидкости; ж – мембранный; з –

сдвоенный

 

Силовой гидроцилиндр, имеющий несколько штоков, общий ход которых больше длины его корпуса, называется телескопическим (рисунок г). Применяются телескопические гидроцилиндры в случаях, когда при малой длине корпуса требуется получить большой ход рабочего звена. Выдвижение штоков начинается с поршня большего диаметра.

 

Мембранные гидроцилиндры (рисунок ж) применяются там, где требуются незначительные перемещения при высоких усилиях.

 

В гидроцилиндрах двустороннего действия движение выходного звена в обоих направлениях осуществляется под действием потока рабочей жидкости. Такие гидроцилиндры выполняются в двух вариантах (рисунок д, е, з):

 

−  гидроцилиндр с односторонним штоком, в котором шток находится только

с одной стороны поршня;

 

- гидроцилиндр с двусторонним штоком, в котором шток расположен по обе стороны поршня.

 

Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяются в тех случаях, когда необходимо в обычной схеме подключения гидролинии получить одинаковое усилие и одинаковую скорость при движении штока в обоих направлениях. Однако такие гидроцилиндры увеличивают габариты машины, так как шток выходит по обе стороны корпуса, и, кроме того, они более сложны в изготовлении. Поэтому преимущественно применяют гидроцилиндры с односторонним штоком, а нужное соотношение скоростей при движении в разных направлениях обеспечивают схемой подключения и конструктивными размерами.

 

Сдвоенные гидроцилиндры (рисунок з) применяют для увеличения усилия на штоке. Такие гидроцилиндры используются, например, когда для получения необходимого усилия, когда нельзя установить гидроцилиндр с большим диаметром, но при этом длина цилиндра не ограничивается. Последовательное соединение гидроцилиндров увеличивает эффективную площадь, а следовательно, тянущее или толкающее усилие на штоке.

Конструкции гидроцилиндров

 

Рис. 5.3. Устройство гидроцилиндра:

1 - грязесъемник; 2 - гильза; 3 - шток; 4 - стопорное кольцо; 5 - манжета;

6 - поршень; 7 - проушина; 8 - грундбукса

 

Основными параметрами гидроцилиндров определенными государственным стандартом являются:

 

а) диаметры гидроцилиндров;

б) диаметры штоков;

в) ход поршня;

г) коэффициент мультипликации.

 

Стандартами отраслей (ОСТ) разработаны типовые гидроцилиндры с параметрами Госстандарта.

 

При проектировании гидроцилиндров коэффициент мультипликации упрощает расчеты. На практике в редких случаях проектируют гидроцилиндры, их выбирают из перечня типовых.

 

Отметим особенности выпускаемых в массовом производстве гидроцилиндров. Гидроцилиндры общепромышленного назначения (Ц) выпускаются всего с двумя значениями коэффициента мультипликации φ:

 

- с усиленным диаметром штока φ = 1,6 (1,65);

- с нормальным диаметром штока φ = 1,33.

Эти гидроцилиндры рассчитаны так же на два разных уровня давления:

- 16 МПа – с кратковременным увеличением давления до 20МПа;

 

- 30 МПа – для экскаваторо строения с максимальным увеличением до 40МПа. Гидроцилиндры сельского хозяйства (ЦС) рассчитаны на давление от 6 до 8 МПа.

 

Гидроцилиндры станкостроения (Г) – от 4 до 6 МПа.

 

Все типы гидроцилиндров состоят из двух сборочных единиц: корпуса и поршневой группы. Основные конструктивные отличия различных типов гидроцилиндров заключаются в способе соединения крышек с гильзой (собственно цилиндром). Это соединение может быть разъемным (резьбовым; шпильки, болты) или неразъемным (электродуговая сварка). Поршневые группы отличаются в основном применяемыми типами уплотнений.

 

Конструкции гидроцилиндров могут быть по функциональному назначению только для выполнения основной силовой функции или с дополнительными функциями:

 

- дросселирования потоков;

- демпфирования в конце движения;

- изменения длины хода штока.

 

Выполнение этих функций достигается встраиванием специальных устройств в крышки гидроцилиндров.

 

Основные требования к конструкциям гидроцилиндров установлены ГОСТ 161514-80 «Технические требования к конструкциям гидроцилиндров». В них оговариваются конструкция и размеры деталей, присоединительные размеры, требования к уплотнениям, проходным сечениям отверстий присоединения шлангов и т.д.

 

Основные параметры гидроцилиндров установлены ГОСТ 6540-68 (с изменениями 1988 г.)

«Гидроцилиндры и пневмоцилиндры – ряды основных параметров». К этим рядам относятся: номинальное давление, диаметр поршня (цилиндра), диаметр штока, ход штока. Установленные стандартом параметры приведены в таблицах 2.3, 2.4. Стандартом также рекомендуются отношения значений площадей штоковой и поршневой полостей цилиндра (коэффициент

мультипликации ϕ) для определения диаметра штока (ГОСТ 6540-68).

 

 

Заводы-изготовители гидроцилиндров общетехнического назначения, а также некоторые

отрасли производят гидроцилиндры двух типов: с нормальным диаметром штока (ϕ=1,33) и с

увеличенным (ϕ=1,6). Выбор соотношения диаметров штока и цилиндров, таким образом,

является произвольным (в пределах рекомендуемых значений ϕ) и ограничением в выборе могут

 

 

быть только значения прочности и устойчивости штока.

 

Поворотные гидродвигатели

 

Для возвратно-поворотных движений приводимых узлов на угол, меньший 360 °, применяют поворотные гидроцилиндры (рисунок 2.5), которые представляют собой объемный гидродвигатель с возвратно-поворотным движением выходного звена.

 

Рис. 5.4. Поворотный однолопастной гидроцилиндр: а – схема; б – общий вид

 

Поворотный гидроцилиндр состоит из корпуса 1 и поворотного ротора, представляющего собой втулку 2, несущую(пластину) (лопасть) 3. Кольцевая полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором разделена уплотнительной перемычкой 4 с пружинящим поджимом к ротору уплотнительного элемента 5.

 

Применяются также и многопластинчатые поворотные гидроцилиндры, которые позволяют увеличить крутящий момент, однако угол поворота при этом уменьшится. Момент и угловая скорость многопластинчатого гидроцилиндра:

 

 

Рис. 5.5. Поворотные гидроцилиндры: а – двухлопастной; б – трехлопастной.

Для преобразования прямолинейного движения выходного звена гидроцилиндра        в

 

поворотное исполнительного механизма применяют речно-шестеренные        механизмы. Без

 

учета сил трения крутящий момент на валу исполнительного механизма равен

 

 

Рис. 5.6. Реечно-шестеренный механизм