3. Расчет гидроцилиндров рабочего оборудования стрелового погрузчика
Для выполнения рабочих операций на привод рабочего оборудования предусмотрены следующие гидроцилиндры:
-
ГЦ выдвижения секции стрелы;
-
ГЦ подъема/опускания стрелы
Для расчета будем использовать программу в Excel Ватулина Я.С.
Расчет гц подъема/опускания стрелы
-
Цель расчета
-
определить точки крепления гидроцилиндра на стреле и раме машины;
-
определить усилие на штоке ГЦ;
-
подобрать ГЦ;
-
проверить ГЦ по условию запаса устойчивости;
-
проверить ГЦ по условию запаса прочности (в цилиндре и в штоке).
2. Определение размера гидроцилиндра
Точки крепления шарнира гидроцилиндра к стреле определяются из условия минимизации усилия на штоке при приемлемых размерах ГЦ. Максимальные значения параметров а и b определяем конструктивно. Максимальный и минимальный размер ГЦ можно определить с помощью построения кинематической схемы стрелы.
Усилие
на штоке гидроцилиндра и подбор ГЦ
-
Проверка ГЦ по условиям запаса устойчивости и запаса прочности
Расчет проводился при помощи программы.
|
расчетное рабочее сопротивление Pштока=1,25Pн (кН) |
|
18 |
|
Расчетное давление рабочей жидкости, мПа r =1,25rн |
|
25 |
|
Марка стали итвердость |
цилиндра |
|
|
|
штока |
|
|
Предел текучести материала, мПа σт1 |
цилиндра |
360 |
|
σт2 |
штока |
600 |
|
Модуль упругости материала, мПа, Е= |
|
210000 |
|
Наружный диаметр сечения,м, d1н= |
цилиндра |
0,136 |
|
d2н= |
штока |
0,08 |
|
Внутренний диаметр сечения,м, d1в= |
цилиндра |
0,126 |
|
d2в= |
штока |
0,079 |
|
Высота стойки, м, L= |
|
2,38 |
|
Длина ступени постоянной жесткости, м, Л l1= |
|
1,32 |
|
Л l2= |
|
1,067 |
|
База заделки, м, а= |
|
0,33 |
|
Зазор на диам между цилиндром и штоком, м, b= |
|
0,000228 |
|
Радиус сферической опоры, м, ro= |
|
0,069 |
|
rв= |
|
0,069 |
|
Коэффициент трения в опоре Мюо |
цилиндра |
0,25 |
|
Мюв |
штока |
0,25 |
Результаты расчета:
|
Результирующая наряжения в цилиндре, Мпа |
|
|
|
|
наружная поверхность стенок σэ1н |
|
306,3192237 |
|
|
внутренняя поверхность стенок |
|
|
|
|
на растянутом волокне σ'э1в |
|
338,5026264 |
|
|
на сжатом волокне σ"э1в |
|
338,5026264 |
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения в штоке, Мпа |
|
|
|
|
изгиба σи2 |
|
173,3769791 |
|
|
сжатия σс2 |
|
144,2134359 |
|
|
результирующие σ2 |
|
317,590415 |
|
|
|
|
|
|
|
Запас прочности |
|
|
|
|
в цилиндре nт1 |
|
1,063507258 |
>[n] |
|
в штоке nт2 |
|
1,889225782 |
>[n] |
Гильза цилиндра не проходит по условиям прочности, запас 1,06<1,2 , следовательно надо увеличить толщину стенок.
Вывод: выбранный гидроцилиндр подходит по условиям запаса устойчивости и прочности.
Определение параметров гидропривода-подъема опускания стрелы
Максимальное усилие, развиваемое гидроцилиндром (при р2=0):
Р=0,785((р1-р2)·D2+p2d2)·η=0.785·25·106·0,1262·0,8=249253,8 Н
η=0,8 – потери напора жидкости в системе
Расход жидкости составляет:
- при подаче ее в поршневую полость ГЦ
Q=0.785·D2·vп/ η=0.785·0.1262·0.10/0.8=0.001558 м3/с
vп=0,10 м/с –скорость поршня
- при подаче ее в штоковую полость ГЦ
Q=0.785·(D2-d2)·vп/ η=0.785·(0.1262-0.082)·0.10/0.8=0.000929 м3/с