Министерство образования Российской Федерации

Государственное профессиональное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Методические указания

к практическим работам

«Расчет на прочность элементов гидро- и пневмоцилиндров»

по дисциплине

«Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования»

для студентов специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной форм обучения

(часть 4)

Тюмень 2003

Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета

Составители:

к.т.н., доцент, Попцов В.В.

ассистент, Оганесян Г. Ф.

 Тюменский государственный нефтегазовый университет

Тюмень 2003

Введение

Гидро- и пневмоцилиндры предназначены для преобразования потока жидкости или воздуха в механическую энергию подвижного звена, которым может быть как шток, так и корпус (гильза) гидро- или пневмоцилиндра. В зависимости от конструктивного исполнения, различают гидро- и пневмоцилиндры с односторонним и двусторонним выходными штоками, поршневые одностороннего и двустороннего действия, плунжерные. Кроме того, гидроцилиндры производятся в исполнении как с тормозными устройствами в конечных положениях, так и без них.

Выбор конструкции предопределяется условиями эксплуатации гидро- и пневмоцилиндра, типами присоединения и способом крепления, усилием, которое должен развивать гидро- и пневмоцилиндр, рабочим давлением, характером работы, динамикой, скоростью перемещения поршня, типом рабочей жидкости и прочими параметрами. Рабочие жидкости, применяемые для гидроцилиндров - минеральные масла с кинематической вязкостью 8....2000 мм2/с (сСт) в диапазоне температур окружающей среды -50…+55⁰С и температур рабочей жидкости – 10…+80⁰С. Класс чистоты рабочей жидкости не должен быть грубее 14 по ГОСТ 17216-71. Тонкость фильтрации рабочей жидкости 25 мкм.

1. Цель работы

Изучить основы расчета на прочность элементов гидро- и пневмоцилиндров.

2. Содержание и порядок проведения работы

1. Изучение теоретических вопросов по поводу применения гидро- и пневмоцилиндров в качестве исполнительных органов в технологическом оборудовании.

2. Изучение методики расчета на прочность элементов гидро- и пневмоцилиндров.

3. Применение гидро- и пневмоцилиндров в качестве исполнительных органов

Цилиндры гидравлические предназначены для применения:

• в экскаваторной и дорожной технике (управление отвалом и поворотом стрелы ковша, опорными башмаками);

• в сельскохозяйственной технике (подъем и заглубление рабочих органов культиваторов, борон, плугов и управление другими навесными орудиями);

• в средствах механизации различных технологических процессов (домкраты, различные подъемники).

Ц илиндры пневматические предназначены для применения:

• в экскаваторной и дорожной технике;

• в сельскохозяйственной технике (подъем и заглубление рабочих органов культиваторов, борон, плугов и управление другими навесными орудиями);

• в средствах механизации различных технологических процессов (домкраты, различные подъемники).

Основными рабочими органами оборудования и инструмента для слесарно-механических и разборочно-сборочных работ являются гидро- и пневмоцилиндры. Элементы гидро- и пневмоцилиндров рассчитывают на прочность.

Прочностной расчет элементов исполнительного устройства гидро- и пневмоцилиндра начинается после того как решен вопрос о применении того или иного вида привода. Последнее связано с оценкой конкретных условий его работы, анализом средств реализации, учитывая, что при этом даны значения полезной нагрузки. Основными расчетными параметрами гидро- и пневмоцилиндров являются рабочее давление и внутренний диаметр цилиндра. Внутренний диаметр цилиндра определяют из полезной нагрузки (необходимое усилие на штоке) и рабочего давления.

Внутренние диаметры цилиндров, диаметр штока, ряд давлений и ход поршня (плунжера) упорядочены ГОСТом 6540-68 и 14063-68.

Основные детали гидро- и пневмоцилиндров: цилиндр (гильза), шток, поршень, сквозная и глухая крышки. При назначении основных размеров необходимо учитывать, что отношение длины цилиндра к его диаметру следует принимать не более 20. Верхний предел хода поршня ограничивается 10 диаметрами цилиндра. Это ограничение обусловлено расчетом цилиндра на продольный изгиб совместно с сжатием под действием усилия развиваемого гидроцилиндром при Р=200 кг/см², а также технологией изготовления.