Завдання 4. Визначення робочих параметрів поршневого гідроциліндра

Конструкцію поршневого гідроциліндра зображено на рис 4. , де:

1 – корпус гідроциліндра; 2 – поршень; 3 – шток із сферичною опорою; 4 – гайка кріплення; 5 – кришка зі сферичною опорою; 6 і 8 – гайки торцеві; 7 – напрямна грундбукса; 9 і 10 – ущільнення; 11 - чистильник; 12 – трубопровід; 13 – патрубок; 14 – гідророзподільник; d, D, D₁ - діаметри штока, поршня і гідроциліндра, відповідно.

Рисунок 4 – Конструктивна схема поршневого гідроциліндра

Вихідні дані наведені у таблиці 7

Таблиця 7

Статичне наванта-ження Fcn, кН	Тиск у напірній лінії рмах, МПа	Швидкість , м/с		Час розгону t, с	ККД загальний 
		Прямого ходу	Зворотно- го ходу
12..490 20…785 196…636 251…814	10 16 25	0.1…0.3	0.4….0.6	0.2	0.97

Приклад обчислення. Визначити основні робочі параметри поршневого гідроциліндра з одностороннім штоком при статичному навантаженні F_ст=90000 Н, максимальних швидкостях прямого і зворотного ходу відповідно v₁=0.2 м/с, v₂=0.5 м/с, часі розгону при прямому ході t = 0.2 c, максимальному тиску в напірній лінії р_max=16 МПа, загальному ККД циліндра  = 0,97. Робоча рідина – мінеральне масло.

Сила інерції в процесі розгону

.

Фактичне зусилля:

F_факт=F_ст+F_ін=90000+9181=99180 Н.

Розрахункове зусилля:

F=F_факт/=99180/0,97=102000 H.

Діаметр поршня:

.

Діаметр штока : .

Товщина стальної стінки циліндра:

.

Товщина плоского дна циліндра:

Необхідна витрата рідини:

.

Потужність гідроциліндра при статичному навантаженні

N=F_стv₁=900000.210^-6=18 кВт.

Програму обчислення на ЕОМ наведено далі.

Program Gidrocilindr;

VAR

FC, V1, V2, T, PM, NO, S1,

FI, FF, D, DH, DS, DD, Q,

N, FR : Real;

BEGIN

Writeln('Програма вычисления основных размеров гидроцилиндра');

Writeln('Введите статическую нагрузку, Н;');

Writeln('скорости прямого и обратного хода, м/c; ');

Writeln('время разгона, с; максимальное давление, МПа;общее КПД');

Writeln('допустимое напряжение на растяжение, МПа');

Readln(FC, V1, V2, T, PM, NO, S1);

FI:=FC*V1/(9.81*T);

FF:=FI+FC;

FR:=FF/NO;

D:=sqrt(FR/((PM*0.25E+06*PI)));

DH:=D*sqrt(1-(V1/V2));

DS:=0.5*D*((sqrt((S1+PM*1.2)/(S1-PM*1.2))-1));

DD:=0.4*D*sqrt(1.2*PM/S1);

Q:=PI*(sqr(D))/4*V1;

N:=FC*V1;

Writeln('Результаты расчета: сила инерции, H', FI,'Фактическая сила,H', FF);

Writeln('расчетное усилие, H', FR,'диаметр поршня, см', D,'диаметр штока', D);

Writeln('толщина стенки, см ', DS,'толщина дна цилиндра, см', DD);

Writeln('необходимый расход, куб. см/с', Q,'мощность гидроцилиндра, Вт', N);

END.

Умовні позначення, які прийняті у програмі: F_ст – FC – статичне навантаження; v₁ – V1 і v₂ – V2 – мінімальна швидкість прямого і зворотнього ходу; t – T – час розгону; р_max – PM – максимальний тиск;  – NO – загальний ККД; [] – S1 – допустиме контактне напруження.

Результати обчислення зводять до таблиці 8.

Таблиця 8

Розрахун-кове зусилля F, кН

Діаметр поршня D, cм

Діаметр штока d, cм

Товщина стінки ст , см

Товщина дна дна, см

Витрата рідини Q, л/с

Потуж ність гідроци- ліндра N, кВт