1.2 Техническая характеристика

Усилие прижима верхних роликов к слитку:

при подаче давления в обе полости гидроцилиндра, тс/ролик 4

Цилиндр гидравлический.

Количество цилиндров на ручей, шт. 1

Количество цилиндров на клеть, шт. 2

Диаметр поршня/штока, мм 50/25

Рабочий ход штока, мм 150

Раздел 2

2.1 Описание работы гидросистемы

Рабочая жидкость из бака Б засасывается насосом Н1, очищается в фильтре Ф1 и подается к гидрораспределителям ГЦ . При нейтральном положении секций распределителей рабочая жидкость проходит через них не совершая полезной работы, очищается в фильтре Ф2 и сливается в бак.

При включении потребителя жидкость через двойной гидрозамок ГЗ, проходит через включенный распределитель - совершает полезную работу

В гидравлической системе предусмотрен предохранительный клапан КП, который при превышении расчетного рабочего давления открывается и пропускает жидкость в обход потребителей.

Рисунок 2.1 – Гидравлическая схема

Рисунок 2.2-Схема гидравлическая

2.2 Расчет гидроцилиндра подъема роликов

Внутренний диаметр D₁ гильзы гидроцилиндра:

D₁ =50мм,

Диаметр штока D₂:

D₂= 25мм;

В качестве уплотнений поршня и штока рекомендуется использовать эластомерные материалы, резинотканевые шевронные манжеты.

Количество манжет назначается в зависимости от уплотняемого диаметра и давления.

При давлении 10 МПа количество манжет n принимается равным:

На поршень: D₁=250 мм.;

для D≤50 мм;

n₁=3 шт.

На шток: D₂ =25 мм.; для D₂≤50мм;

n₂ =3 шт.;

Среднею высоту h одной манжеты можно принять равной 4 мм, в уплотнении с тремя манжетами:

h₁=4 мм.

Сила трения Т для резинотканевых уплотнителей из шевронных манжет определяется по формуле:

Т =Т∙D∙h∙n∙,

где D - уплотняемый диаметр, мм;

h – высота манжеты, мм.;

n - число манжет;

- напряжение силы трения (удельное трение);

≈0,2МПа;

Сила трения Т₁ в уплотнении поршня:

Т₁ =∙ D₁ ∙ h₁∙ n₁∙ = 3,14∙50 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 0,2 = 376,8 H;

Сила трения Т₂ в уплотнений штока:

Т₂ =∙ D₂ ∙ h₂ ∙ n₂ ∙ = 3,14 ∙ 25 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 0,2 = 188,4 H;

Давление жидкости в полостях гидроцилиндра (р₁ – в поршневой и р₂ – в штоковой ) с учетом сил трения в уплотнительных узлах поршня и штока при установившемся движении определяется согласно уравнению:

р₁ ∙ S₁ - р₂ (S₁ - S₂) – F -T₁ - T₂ =0;

где р₁- давление в поршневой полости гидроцилиндра;

р₂ = 0,2 МПа, - давление в штоковой полости гидроцилиндра (р₂= потеря давления в линии слива и ≈ 0,2 МПа;

S₁ и S₂ – рабочие площади соответственно поршня и штока;

Определим S₁:

S₁ = == 1963мм²;

Определим S₂:

S₂ = == 490,6 мм²;

Тогда давление в полости гидроцилиндра р₁ определяется по формуле:

р₁ =;

р₁ ==2,5 МПа;

Толщина стенки гильзы определяется по величине давления р₁ и допускаемому напряжению[_р]:

= + а₁, мм;

где а₁ – допуск на обработку;

а₁ =3 мм.;

- допускаемое напряжение растяжения;

Для стального литья ≈ (80-160) МПа;

=160 МПа;

= =2,23мм;

=3мм.;

Выбор способа крепления гидроцилиндра и определение минимального диаметра штока из условий прочности при расчете на устойчивость.

.

Рисунок 2.3- К расчету гидроцилиндра

Зная расчетное усилие F = 4000H, определяем критическое усилие F_кр.по формуле:

F= F _кр /m;

где m = 2-3- коэффициент запаса прочности;

m=2;

F _кр= F ∙ m= 4000 ∙ 2=8000 H;

Зная критическую силу можно определить момент инерции i :

F _кр = ;

где i_ш – момент инерции штока,мм⁴;

Е= 2,1•10⁵ МПа - модуль упругости;

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

Определим ℓ_пр :

ℓ_пр= ( ℓ₁+ℓ_хода+ℓ₂);

где

ℓ₁ = 200мм – конструкционные размеры;

ℓ_хода =360 мм – длина рабочего хода;

ℓ₂ =200мм – конструкционные размеры;

ℓ_пр= 200 + 360+ 200=760мм;

Из формулы выразим i штока:

i_ш = = = 2229мм⁴;

Для определения i штока используют и такую формулу:

i штока=

тогда

D_2min = /==14,6мм;

То есть минимальный диаметр штока D_2min = 14,6мм;

Так как принятый ранее D₂ = 160 мм > D_2min , то D₂ =25 мм, удовлетворяет условию прочности.