1.1. Предлогаемые улучшения

Предполагаю внедрить эту систему, для транспортировки различных металлических изделий. Выполнить ее не на электроприводе, а с использованием гидроцилиндров. Предполагается выполнение (прямо на конвейере) над изделиями различных операций (сверление, сварка). Возможно, также использовать данный шаговый конвейер для распределения этих изделий на разные участки.

Данная система предполагает изготовление на гидроцилиндрах, так как это упрощает схему, легка в расчетах и проектировании. При этом данный шаговый конвейер весьма надежен и не прихотлив в работе, также система меньше по габаритам, по сравнению с шаговым конвейером на электроприводе.

Рисунок 1.2. Общий вид шагового конвейера на гидравлическом приводе

2. Расчет, выбор гидроаппаратуры

2.1. Расчет мощности гидропривода и рабочего давления

Мощность гидродвигателя равна , при такой мощности, рекомендуемое номинальное давление 6,3….10 МПа, принимаем номинальное давление 6,3 МПа.

2.2. Расчет гидроцилиндров

Выбираем гидроцилиндры на штоки, которых приходится большая нагрузка. На 2 вертикальных гидроцилиндра приходится 15 кН, на один горизонтальный 7,5 кН.

Расчет будем вести по двум вертикальным гидроцилиндрам, с нагрузкой на 2 штока 15 кН.

Расчетная величина внешней нагрузки, приведенная к штоку одного цилиндра:

.

Выбираем тип крепления вертикальных гидроцилиндров – жесткая заделка, ход штока 560 мм.

Выбираем тип крепления горизонтального гидроцилиндра – шарнирный, ход штока 560 мм.

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

, примем усилие , где k – коэффициент запаса.

Определим эффективную площадь поршня

S₁ = ,

где - КПД механический, равен 0,85…0,95, примем 0,9, - перепад давлений, принимается на 10..20% меньше номинального давления,

S₁ = ,

Так как S₁ = , тогда диаметр поршня определится как

Принимаем стандартное значение диаметра .

Тогда диаметр штока , примем стандартное значение .

Выписываем параметры выбранного гидроцилиндра:

;

Уточним эффективную площадь в поршневой полости

S₁ = = 5027мм² ≈ 0,005 м^2;

Уточним эффективную площадь в штоковой полости S₂:

S₂ = = 3063мм²≈0,003м².

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в штоковую полость цилиндра

,

Проверка условия . Условие выполнено.

2.3. Определение толщины стенки гидроцилиндра

Расчет труб на прочность сводится к определению толщины их стенок. Условие прочности на растяжение для стенки гидроцилиндра:

где - допускаемое напряжение растяжения, для высокосортного чугуна.

40 МПа (справочные данные).

Тогда, толщина стенки должна быть не менее

= = , принимаем =7 мм.

2.4. Расчет гидроцилиндра на устойчивость

Зная фактическое расчетное усилие на штоке F_р= 24230 H, определяем критическое усилие F_кр.по формуле:

,

где m = 2- коэффициент запаса прочности.

Тогда

Рисунок 2.1. Схема крепления гидроцилиндра

Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока :

,

где Е= 2,1•10⁵ МПа - модуль упругости для материала штока;

l_пр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.

Определим l_пр :

,

Где - длины концевых участков крепления цилиндров; - длина хода штока.

Длина продольного изгиба будет равна .

Получаем .

Определим необходимый диаметр штока:

.

То есть минимальный диаметр штока D_2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D₂ = 50 мм > D_2min ,то D₂ =50мм удовлетворяет условию на прогиб.