Данные для расчета:

Рабочее давление в гидросистеме:

Диаметр поршня:

Диаметр штока:

Длина хода штока:

Материал штока:

Материал гильзы:

2.5 Проверочный расчет гидроцилиндра Проверочный расчет размеров поршня и штока

Должно соблюдаться условие по европейскому стандарту DIN 3320:

Sшп/Sп=0,60,8,

(1)

где Sшп- площадь штоковой полости, Sшп=

Sп- площадь поршня, Sп=

Рисунок - Сечение гидроцилиндра со стороны штоковой полости

Sшп=

Определение усилия, которое развивает гидроцилиндр принятых размеров

F=( рп Sп - ршп Sшп) общ, Н

(2)

где рп- давление в поршневой полости, МПа

р_п=р (задано)

р_ш- давление в штоковой полости, МПа

р_ш=0,1 р_п(без дросселя)

р_ш=(0,20,5)р_п (с дросселем)

Определение фактическую нагрузку на штоке:

ру=рп-рш, МПа

(3)

Fфакт = Sп х(общ ру),Н

(4)

Должно соблюдаться условие:

FFфакт

Определяем количество жидкости (подачу) в поршневой и штоковой полости при отсутствии сопротивления на сливе

Qп=Sп V1/гц, м3/с

(5)

_гц,-кпд гидроцилиндра, принимаем 0,87

Qшп =Sшп V1/гц, м 3/с

(6)

V1 скорость штока V1= 0,05 - 0,5 м/с

Определение скорости штока при условии, что в схеме установлены дроссели или регуляторы расхода

-при максимальном открытии дросселя:

Qдр=0,7 Qшп, м3 /с

(7)

V1(выдвижения)= Qдр/Sшп , м /с

(8)

V2(втягивания) =Qдр/Sп , м /с

(9)

-при минимальном расходе через дроссель, когда

Qдр= 0,15 л/мин

V1(выдвижения)= Qдр/Sшп, м /с

(10)

V2(втягивания) = Qдр/Sп, м /с

(11)

Проверочный расчет гильзы гидроцилиндра

Одними из требований, предъявляемых к гидроцилиндрам являются:

-герметичность;

- долговечность до 107 циклов.

Первое требование удовлетворяется применением высококачественных уплотнений и высокой жесткостью гильзы гидроцилиндра (деформация гильзы от действующих давлений должна быть меньше предварительного поджима уплотнений), поэтому в ходе оптимизации необходимо сохранить жесткость гильзы гидроцилиндра в радиальном направлении. Исходя из второго требования, необходимо обеспечить уровень напряжений в гильзе гидроцилиндра ниже предела выносливости.

Для оптимизации гильзы гидроцилиндра можно использовать следующие подходы:

-удаление материала из малонагруженных частей гильзы.

-удаление материала из нагруженных частей с последующим подкреплением мате- риалом с большей удельной прочностью.

На конструкцию, кроме указанных выше, наложены следующие ограничения:

-не должны быть изменены поверхности, к которым крепятся другие устройства;

-технология изготовления не должна слишком усложниться.

Первое требование оставляет возможность изменения геометрии только в областях, где имеются гладкие цилиндрические поверхности, и в небольшой области в задней части цилиндра.

Граничные условия в каждой конструкции гильзы следующие, например:

-на крепежных отверстиях в «ушах», находящихся в задней части цилиндра, запрещены перемещения, перпендикулярные оси цилиндра, а в осевом направлении приложена растягивающая нагрузка;

-на передней части цилиндра в месте вворачивающейся крышки запрещены повороты относительно осей, перпендикулярных оси цилиндра, и перемещения вдоль оси цилиндра;

-на всей внутренней поверхности гильзы и на поверхностях отверстий подводящих рабочую жидкость приложено рабочее давление;

-на отверстиях, в которые вставляются штифты, крепящие втулку, разделяющую переднюю и заднюю полости гильзы цилиндра, приложена осевая нагрузка

Определяем рабочее напряжение в стенках гильзы цилиндра:

, МПа

(12)

Условие прочности: 

Рабочее напряжение при растяжении должно быть не больше допустимого , которое берется из справочных таблиц для материала гильзы цилиндра