- •1. Загальні відомості
- •2. Гідронасоси
- •2.1. Загальні зведення
- •2.2 Шестеренні насоси
- •2.3. Кривошипно-поршневі (кривошипно-плунжерні) насоси.
- •2.4. Радіально-поршневі насоси
- •2.5. Аксіально-поршневі насоси
- •2.6. Пластинчаті насоси
- •Середня подача насоса
- •3. Гідродвигуни
- •3.1. Загальні зведення
- •3.2. Гідроциліндри
- •3.3. Розрахунок гідроциліндра на міцність і стійкість
- •3.4. Поворотні гідродвигуни
- •4. Гідроапаратура
- •4.1. Загальні зведення
- •4.2. Направляюча гідроапаратура – розподільники потоку робочої рідини
- •4 .3. Направляюча гідроапаратура – зворотні клапани і гідрозамки
- •4.4. Апаратура для керування тиском робочої рідини
- •4.5. Апаратура для керування витратою робочої рідини
- •4.6. Апаратура керування витратою в гідроприводах з автоматичним керуванням
- •5. Допоміжні пристрої гідравлічних систем
- •5.1. Загальні зведення
- •5.2. Гідроємності (гідробаки)
- •5.3. Гідроємності (гідроакумулятори)
- •5.4. Гідролінії
- •5.5. Кондиціонери (гідроочисники)
- •5.6. Кондиціонери (теплообмінники)
- •5.7. Ущільнення гідропристроїв
- •6. Гідравлічні приводи в металургійному устаткуванні
3.3. Розрахунок гідроциліндра на міцність і стійкість
П ри розрахунку на міцність (рис. 17) заданими вважають внутрішній діаметр труби , довжину труби (далі побачимо, що її величина не впливає на результат розрахунку), тиск рідини усередині циліндра – , допустима напруга . Визначенню підлягає товщина стінки (чи зовнішній діаметр труби ).
Тангенціальні напруги можна знайти з умови рівноваги труби, розрізаної в поперечному напрямку
Звідси необхідна товщина стінки
(80)
Осьові напруги, чи напруги уздовж осі труби, визначають з умови рівноваги труби, розрізаної в подовжньому напрямку:
чи чи .
Звідси (81)
Тонкостінним називають циліндр, у якого (чи ), товстостінним – у якого (чи ).
Практичні формули розрахунку товщини стінок гідроциліндрів:
– для тонкостінного циліндра
(82)
– для товстостінного циліндра з пластичного матеріалу (стали)
чи (83)
– для товстостінного циліндра з крихкого матеріалу (чавуна)
. (84)
Допустимі напруги , складають для циліндрів із сірого чавуна – , для високосортного чавуна – , з міді, бронзи – , зі сталевого лиття – , з кованої вуглецевої стали – , з кованої легованої сталі – . Запас міцності при цьому знаходиться в межах .
Р озрахунок на стійкість (рис. 18) виконують для положення цілком висунутого штока. При цьому використовують відому з технічної механіки формулу Ейлера для розрахунку критичної сили при стиску стержнів де – коефіцієнт, що враховує характер закріплення кінців штока і циліндра ( при шарнірному закріпленні обох кінців, при шарнірному закріпленні одного і твердому іншого кінця, при твердому закріпленні обох кінців); – модуль пружності матеріалу циліндра чи штока; – момент інерції перетину циліндра чи штока; – довжина стиснутої ділянки.
3.4. Поворотні гідродвигуни
П оворотні гідродвигуни розділяються на три види: шиберні (рис. 19, а), застосовувані порівняно рідко; поршневі (рис. 19, б - е), застосовувані найбільше часто; мембранні (рис.19, ж), застосовувані, в основному, у системах керування.
Шиберний гідродвигун складається з корпуса (обойми) , двох кришок і , роздільника , шибера , жорстко з’єднаного з вихідним валом , що має один чи два хвостовики, підшипників , ущільнень вала й ущільнень шибера. Робоча рідина підводиться в одну з камер гідродвигуна і відводиться з іншої через кришки чи корпус і роздільник.
Основні кінематичні і силові залежності для шиберного гідродвигуна.
Нехай тиск в напірній і зливний камерах гідродвигуна рівні відповідно , і , радіус корпуса , радіус вала , довжина шибера . Тоді момент на вихідному валу де – сила, що діє на шибер; – плече сили. Інтегруючи, одержуємо
(85)
де – бічна площа шибера; – відстань крапки додатка рівнодіючої сили тиску на шибер до осі вала.
Кутова швидкість повороту вихідного вала визначається з наступних міркувань. При повороті шибера на малий кут зі зливної камери за малий час витісняється обсяг рідини
де – площа елементарного сектора, заповненого рідиною, а в напірну камеру надходить подача , . Дорівнюючи ці величини, одержимо
(86)
Поршневий поворотний гідродвигун (рис. 19, б - е) є собою механізм, що перетворює поступальний рух штока гідроциліндра (чи штоків двох гідроциліндрів) у поворотний рух вихідного вала. Це перетворення здійснюється за допомогою зубчато-рейкової передачі (рис. 19, б, в, г) чи повзунно-коромислового механізму (рис. 19, д, е).
Для зубчато-рейкового поворотного поршневого гідродвигуна момент на вихідному валу
(87)
де , і – тиску в камерах поршневого гідроциліндра; – площа поршнів; – радіус початкової окружності шестірні.
Кутова швидкість вихідного вала
(88)
де – величина подачі рідини в напірну камеру гідроциліндра.