Подставляя размерности физических величин, получим –

N (Нм/с) = p Q (Н/м²)(м³/с) = Нм/с = F V (Н)(м/с) = T w (Нм/с).

2. Расчет гидродомкрата с ручным приводом

2.1 Задание – исходные данные

Определить основные параметры (силы, давления, мощности, рабочие объемы, подачи, скорости и т.д.) на различных участках системы, а также толщину стенки цилиндра гидродвигателя при двух вариантах:

1. идеальный (условный) – КПД 100 %;

2. реальный, с учетом КПД.

Дано:F₁ = 100 H; V₁ = 2 м/с; h₁ = 100 мм; l₁ = 300 мм; l₂ = 30 мм; d₂ = 10 мм; d₃ = 100 мм; h_м = 0,90; h_о = 0,95; h_г = 0,95.

Определить: S₂, S₃, U_м , U_г , U_п , F₂, р, F₃, V₂, V₃, h₂ , h₃ , q₂ , Q₂ , Q₃ , N₁ , N₂ , N₃ , t, s, V_т , Re, q₃ , Q_б ; h_п , F_2р , р_{2 р} , N_2р , р_3р, F_3р , V_3р , Q_3р , N_3р , t_3р, s_3р, t_3рмах, t_3рмах , s_3рмах.

2.2. Расчет гидродомкрата с ручным приводом без учета кпд

1. Определяем площадь плунжера гидронасоса

S₂ = pd₂²/4 = 0,785 d₂² = 0,785 ´ 10² = 78,5 мм² =

= 78,5 ´ 10^-6 м².

где d₂- диаметр плунжера, мм.

2. Определяем площадь поршня гидродвигателя

S₃ = pd₃²/4 = 0,785 d₃² = 0,785 ´ 100² = 7850 мм².

где d₃- диаметр поршня, мм.

3. Определяем механическоепередаточное число рычага ручного привода

U_м = l₁/l₂ = 300/30 = 10.

где l₁ и l₂ – плечи действия силF₁ иF₂ соответственно, мм.

4. Определяем гидравлическоепередаточное число

гидравлической силовой передачи

U_г = S₃/ S₂ = 7 850/78,5 = 100;

U_г = (d₃ / d₂)² = (100/10)² = 100.

5. Определяем полное (общее) передаточное число устройства

U_п = U_м U_г = 10 ´ 100 = 1 000.

6. Определяем силу, действующую на плунжер гидронасоса,

F₂ = F₁ U_м = 100 ´ 10 = 1 000 H.

7. Рассчитываем давление рабочей жидкости в системе

р = F₂/ S₂ = 1 000/(78,5´10^-6) = 12,74´10⁶ Па =

= 12,74 МПа;

р = F₂/ S₂ = 1 000/78,5 = 12,74 МПа.

Расчет удобно вести в Нимм², так как10⁶ компенсируются.

8. Определяем силу, действующую на поршень

гидродвигателя,

F₃ = F₂ U_г = 1 000 ´ 100 = 100 000 H = 100 кН;

F₃ = F₁ U_п = 100 ´ 1 000 = 100 000 H;

F₃ = р S₃ = 12,74 ´ 7 850 = 100 000 Н = 100 кН.

(МПа ´ мм² = Па´ м²= Н/м² ´ м² = Н)

9. Определяем скорость перемещения плунжера гидронасоса

V₂ = V₁/ U_м = 2,0/10 = 0,2 м/с = 200 мм/с.

где V₁ – скорость перемещения рукоятки рычага, м/с.

10. Определяем скорость перемещения поршня

гидродвигателя

V₃ = V₂/ U_г = 0,2/100 = 0,002 м/с;

V₃ = V₁/ U_п = 2,0/1 000 = 0,002 м/с = 2 мм/с.

11. Определяем ход (величину перемещения) плунжера гидронасоса

h₂ = h₁ / U_м = 100/10 = 10 мм.

где h₁ – ход рукоятки рычага, мм.

12. Определяем ход поршня гидродвигателя

h₃= h₂ / U_г = 10/100 = 0,10 мм.

13. Определяем рабочий объем гидронасоса

q₂ = q₃ = S₂ h₂ = 78,5 ´ 10 = 785 мм³ = 0,785 см³.

14. Определяем разовую подачу гидронасоса при

рабочем ходе

Q₂ = V₂ S₂ = 200 ´ 78,5 = 15 700 мм³/с = 15,7 см³/с.

Q₃ = V₃ S₃ = 2 ´ 7 850 = 15 700 мм³/с.

15. Рассчитываем мощность на рукоятке рычага ручного привода

N₁ = F₁ V₁ = 100 ´ 2 = 200 Вт.

16. Рассчитываем мощность создаваемую плунжером

гидронасоса

N₂ = F₂ V₂ = 1 000 ´ 0,2 = 200 Вт;

N₂ = p₂ Q₂ = 12,74 ´ 15,7 = 200 Вт.

где p₂ –давление жидкости в системе, МПа;Q₂ – подача рабочей жидкости, см³/с. (10⁶H/м² ´см³/с = Н/м² ´м³/с = Нм/с).

17. Рассчитываем мощность создаваемую поршнем

гидродвигателя

N₃ = F₃ V₃ = 100 000 ´ 0,002 = 200 Вт.

18. Рассчитываем толщину стенки цилиндра гидродвигателя

t = pd₃/(2[s]) = 12,74 ´ 100 / (2 ´ 157) = 4,06 мм

» 4,0 мм.

где [s]- допускаемое напряжение в стенках цилиндра гидродвигателя, МПа;[s] = s_т/ n, для цилиндра из стали 35 -[s] = s_т/n=314/2=157 МПа, n = 2 – коэффициент запаса прочности.

19. Выполним проверочный расчет прочности

гидроцилиндра

s = (D₃² +d₃²)p/(D₃²-d₃²) =

= (108²+100²)12,74/(108²-100²) =165,9 МПа.

где D₃ = d₃ + 2 t = 100 +2 ´ 4 = 108 мм – наружный диаметр гидроцилиндра.

Полученный результат превышает допускаемое напряжение, для гарантии прочности гидроцилиндра необходимо увеличить толщину стенки или применить более прочный материал – сталь 40 - [s] = s_т/ n = 333/2 = =166,5 МПа.

s =165,9 МПа £ [s] = 166,5 МПа.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра