Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
гидравлика и гидропневмопривод(ч.2.укр).doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
14.08.2019
Размер:
15.23 Mб
Скачать

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.