Смекни!
smekni.com

Гидроцилиндр с односторонним штоком (стр. 1 из 3)

Содержание

1. Расчет и выбор гидроцилиндра

1.1 Определение диаметра поршня и штока гидроцилиндра

1.2 Проектирование и выбор гидроцилиндра

1.3 Определение расхода жидкости, необходимого для получения скорости перемещения рабочего органа

1.4 Выбор насоса

2. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных элементов гидропривода

3. Расчет трубопроводов гидросистемы

3.1 Определение диаметров всасывающего, напорного и сливного трубопроводов

3.2 Определение общих потерь давления, давления и подачи насоса, уточнение выбора насоса

4. Определение скорости рабочего и холостого хода, времени двойного хода поршня со штоком цилиндра

5. Определение коэффициента полезного действия гидропривода

6. Тепловой расчет гидропривода

7 Построение пьезометрической линии

Библиографический список

1. Расчет и выбор гидроцилиндра

1.1 Определение диаметра поршня и штока гидроцилиндра


Рисунок 1 - Расчетная схема гидроцилиндра с односторонним штоком

В период установившегося движения суммарная нагрузка на штоке:

SPустпттц +G (1)

где Рп - полезное передаваемое усилие, Н; Рт - сила трения в направляющих станка, Н; Ртц - сила трения в цилиндре, Н.

Сила трения вычисляется по формуле (2):


Рт= + (2)

где m1 - коэффициент трения при установившемся движении (m1=0,06);

a - угол наклона направляющих станка к вертикальной оси (a=45°);

PN - нормальная составляющая полезного усилия, прижимающая рабочий орган станка к станине. PN=2800 Н;

G - вес подвижных частей. G=mg; G=230×9,8=2254 H.

Рт= + =138,02+98=236 Н

Сила трения поршня в цилиндре определяется по формуле (3): Pпц= (3)

где hмц - механический КПД гидроцилиндра учитывающий потери на трение поршня в цилиндре и штока в уплотнении (hмц=0,95);


Ртц= =842,1Н

Подставляя значения в формулу (1), получаем:

SPуст=16000+842,1+238+2254=19334,1Н

В период разгона при отсутствии полезного усилия, суммарная нагрузка на штоке равна:

SPразиттц+G (4)

где Ри- сила инерции подвижных частей, Н;

Сила инерции подвижных частей определяется по формуле (5): Ри= (5)

где upx - скорость перемещения рабочего органа, м/с;

m - масса подвижных частей, кг;

Dt - время ускорения от нуля до наибольшей скорости стола (Dt=0,5с).



Ри= =46 Н

Силу трения в период разгона определяем по формуле (2) при коэффициенте трения покоя m2=0,16).

Силу трения поршня в цилиндре Ртц определяем по формуле (3): Ртц=841,1H

Суммарная нагрузка на штоке в период разгона, равна:

SPраз=564+841,1+2254+46=3705,1 Н

SPуст=19334,1Н

раз=3705,1 H

По суммарной нагрузке SР, преодолеваемой штоком гидроцилиндра в период установившегося режима и в период разгона, устанавливается наибольшее ее значение: SP=SPуст=19334,1Н.

Давление в цилиндре принимаем р=1,4 МПа.

Для цилиндра с подачей масла в штоковую полость предварительный диаметр поршня определяется по формуле (6):


D= (6)

Где b=d/D. Учитывая, что принятое давление в цилиндре р=1,4 МПа, принимаем d=0,3D. Тогда b=0,3.

Подставляя в формулу (6) числовые значения, получаем диаметр поршня равным: D=134,4 мм.

Диаметр штока определяется, исходя из условия d=0,29D. Диаметр штока равен: d=38,98мм.

Руководствуясь ГОСТ 12447-80, принимаем стандартные параметры цилиндра, которые приведены в таблице 1

Таблица 1 - Номинальные параметры гидроцилиндра

Давление р, МПа Диаметр поршня D, мм Диаметр штока d, мм
1,4 125 (140) 36

1.2 Проектирование и выбор гидроцилиндра

Уточненное значение давления в гидроцилиндре, исходя из уравнения (6):


р= (7)

где b=d/D, тогда формула (7) примет вид:


р=

Подставляя числовые значения в формулу, получаем:


р= =1,719 МПа

Давление в цилиндре выберем в соответствии ГОСТ 6540-68 p=2,5 МПа. Толщина стенок тонкостенного цилиндра рассчитываем по формуле (8)

d> (8)

где ркл - внутреннее давление, равное давлению настройки предохранительного клапана. ркл=1,5×р; ркл=3,75 МПа;

D - внутренний диаметр цилиндра;

[s] - допускаемое напряжение для материала цилиндра по окружности [s] =120 МПа.

Подставляем значения в формулу (8):


d> =1,9мм

Толщину стенки d тонкостенного цилиндра принимаем равной 6 мм

1.3 Определение расхода жидкости, необходимого для получения скорости перемещения рабочего органа

Расход жидкости Q л/мин, нагнетаемой насосом, определяется по заданной скорости uрх перемещения силового органа при рабочем ходе по формуле (9):


Q= (9)

где F - площадь поршня гидроцилиндра, дм2;

uрх - скорость перемещения рабочего органа, дм/мин;

h0 - объемный КПД гидроцилиндра, учитывающий утечки (h0=0,99)

Площадь поршня F определяется по формуле (10):

F=p×D2/4 (10), F1= (1,25/2) 2×3,14=1,23 дм2, F2= (0,36/2) 2×3,14=0,1 дм2

Подставив числовые значения в формулы (10), (9), получаем:


Q= =76,3 л/мин

1.4 Выбор насоса

По условию Qном Q; pном
p, выбирается пластинчатый насос БГ12-24АМ с номинальными данными приведенными в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры насоса Г15-24Р

Рабочий объем,Vсм3 Номинальная подача, Qном л/мин Номинальное давление, Рном, МПа КПД при номинальном режиме Частота вращения nном, об/мин
hо ном hном
80 77 6,3 0,96 0,8 960

2. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных элементов гидропривода

На основании номинальных данных насоса, выбираем гидроаппаратуру с параметрами, представленными в таблицах 3-7.

Манометр

Манометр выбирается по следующему условию:

0,75рmax ³ркл (12)

рmax ³4,5/0,75=6 МПа

Принимает манометр типа МТП класса точности 1,5 и верхним пределом измерения рном=5МПа.

Гидробак

Объем гидробака заполняется на 80…90% маслом, а объем масла определяется по формуле (13):

V=3Qном (13)

V=3×77=231 л

Из стандартного ряда по ГОСТ 12448-80 принимаем объем гидробака V=250 л. Форма прямоугольного параллелепипеда 1: 1:

1.

Рабочая жидкость

В качестве рабочей жидкости выбираем индустриальное гидравлические масло ИГП - 18. Параметры масла приведены в таблице 3.


Таблица 3- Параметры масла ИГП-18

Плотность при 50 °Сr, кг/м3 Кинематический коэффициент вязкости n, мм2 Температура °С
40° 50° 60° Вспышки Застывание
880 27 16,5-20,5 13,5 170 -15

Распределитель

Принимаем распределитель В16 (схема 14).

В напорной линии расход Qн=77 л/мин, потери давления в напорной линии Dрнном=0,0583 МПа при Qн=77 л/мин (по графику Г.4).

В сливной линии расход Qсл=Qном× (F/ (F-f)).

Qсл=77×(0,123/ (0,123-0,1)) =77×1,09=83,8 л/мин

Qсл=83,8 л/мин.

слном=0,183 МПа, при Qсл=83,8 л/мин (по графику Г.4).