10.3 Порядок виконання роботи

Основними параметрами поршневого гідроциліндра є: діаметри поршня D і штока d, робочий тиск P, і хід поршня S.

Розглянемо поршневий гідроциліндр із одностороннім штоком, розрахункова схема якого представлена на рис. 10.5.

Рисунок 10.5 – Основні й розрахункові

Параметри гідроциліндра

За основними параметрами визначимо наступні залежності:

10.3.1 Площа поршня в поршневій порожнині 1 і у штоковій порожнині 2 відповідно:

, .

(10.1)

10.3.2 Зусилля, що розвиваються штоком гідроциліндра при його висуванні й втягуванні:

, ,

(10.2)

де k_тр = 0,9…0,98 – коефіцієнт, що враховує втрати на тертя;

– робочий тиск.

10.3.3 Швидкості переміщення поршня:

, .

(10.3)

Розрахунки на міцність. Міцнісними розрахунками визначають товщину стінок циліндра, товщину кришок циліндра, діаметр штока, діаметр шпильок або болтів для кріплення кришок.

Залежно від співвідношення зовнішнього D_З і внутрішнього D діаметрів циліндри поділяються на товстостінні й тонкостінні. Товстостінними називають циліндри, у яких D_З / D>1,2, а тонкостінними - циліндри, у яких D_З / D 1,2.

10.3.4 Товщину стінки одношарового товстостінного циліндра визначають за формулою:

,

(10.4)

де – умовний тиск, рівний (1,2...1,3)P;

– допустиме напруження на розтяг, МПа;

μ – коефіцієнт поперечної деформації (коефіцієнт Пуассона), рівний для сталі 0,29; для алюмінієвих сплавів 0,26...0,33; для латуні 0,35.

10.3.5 Товщину стінки тонкостінного циліндра визначають за формулою:

.

(10.5)

До визначеної за формулою товщини стінки циліндра додається припуск на обробку матеріалу. Для D = 30…180 мм припуск приймають рівним 0,5...1 мм.

10.3.6 Товщину кришки циліндра визначають за формулою:

,

(10.6)

де d_к – діаметр кришки.

10.3.7 Діаметр штока, що працює на розтяг й стиск відповідно:

, ,

(10.7)

де і – допустимі напруження на розтяг й стиск штока;

10.3.8 Штоки, довжина яких більше 10 діаметрів ("довгі" штоки), що працюють на стиск, розраховують на поздовжній згин за формулою Ейлера:

,

(10.8)

де – критичне напруження при поздовжньому згині;

f – площа поперечного перерізу штока.

10.3.9 Діаметр болтів для кріплення кришок циліндрів:

,

(10.9)

де n – число болтів.

Розрахунок поворотних гідроциліндрів

10.3.10 Розрахунковий обертовий момент М на валу поворотного гідроциліндра (рис. 10.3) з однією пластиною дорівнює добутку сили R на плече а прикладання цієї сили (відстань від осі обертання до центра тиску робочої площі пластини):

.

(10.10)

10.3.11 Сила R визначається добутком діючого на лопатку перепаду тисків на робочу площу пластини F:

,

(10.11)

де – тиск на вході в гідроциліндр;

– тиск на виході з гідроциліндра.

З рис. 10.3 видно, що робоча площа пластини:

,

(10.12)

де b – ширина пластини.

10.3.12 Плече дії сили:

.

(10.13)

10.3.13 Відповідно розрахунковий обертовий момент рівний:

.

(10.14)

10.3.14 Кутова швидкість ω обертання вала:

.

(10.15)

Фактичні момент M і кутова швидкість ω будуть менші розрахункових у зв'язку з наявністю втрат на тертя й витікання рідини, та відповідно характеризуються механічним η_м й об'ємним η_о ККД.

Отже фактичний момент та кутова швидкість вала:

; .

(10.16)

Таблиця 10.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Варіанти	Параметри
	, м	d, м	Р1, МПа	Р2, МПа	, л/хв	b,мм	, МПа	, МПа	МПа	МПа
1	0,2	0,085	4	3	90	10	6,5	0,8	400	380
2	0,19	0,08	3,8	2,8	89	9	6	0,75
3	0,18	0,075	3,6	2,6	88	8	5,5	0,7
4	0,17	0,07	3,4	2,4	87	10	5	0,65
5	0,16	0,065	3,2	2,2	86	9	4,5	0,6
6	0,15	0,06	3	2	85	8	4	0,55
7	0,14	0,055	2,8	1,8	84	10	3,5	0,5
8	0,13	0,05	2,6	1,8	83	9	3	0,45
9	0,14	0,045	2,5	2	82	8	2,5	0,4
10	0,15	0,004	2,6	2,1	81	10	2	0,35