Находим площадь смятия для штока:
(35)Отсюда находим:
что меньше допустимого [σсм] = 6000 кг/см2.
3.4 Расчет направляющих скольжения
Исходные данные (рисунок 5): ширина рабочих граней
расстояние между серединами граней
длина стола расстояния коэффициент трения силсила тяжести подвижных частей
Рисунок 5. Направляющая.
Уравнения равновесия подвижного узла:
(36)Из первых четырех уравнений находим реакции граней направляющих и тяговую силу:
Определяем средние давления на направляющих:
(37) (38)Максимальные давления
могут быть определены зная координаты равнодействующих реакций. Для их определения используется два последних уравнения равновесия стола и дополнительное уравнение перемещений, являющихся результатом деформирования поверхностей рабочих граней. Это уравнение следует из предположения, что момент внешних сил относительно оси Y: (39)равный моменту реакций направляющих относительно той же оси
распределяется между направляющими пропорционально их жесткости, которая сама пропорциональна их ширине. Следовательно, уравнение перемещений имеет вид:
(41)Теперь находим координаты
: (42) (43)Максимальное давления на направляющие определяют по зависимостям:
; (44)что меньше допустимого 2,5-3 МПа.
Расчет направляющих на жесткость включает определение контактных деформаций их рабочих граней в предположении, что они пропорциональны давлениям на гранях:
(45)3.5 Расчет силового цилиндра
Силовой цилиндр изготовляется из толстостенной бесшовной стальной трубы (выполненной из Стали 45 с закалкой с охлаждением в воде до HRC 48) (рисунок 6.).
Величину давления выбираем в зависимости от требуемого тягового усилия [8]:
Так как необходимое усилие Р = 100 кН , то принимаем значение давления р = 60 н/м2.
Подобрав значение р ,определяем площадь поршня и диаметр цилиндра:
; (46)где F- площадь поршня
Выбираем ближайшее большее значение диаметра цилиндра из установленного ряда [9]: D=0.16 м.
Рисунок 6. Гидроцилиндр.
1-корпус, 2-поршень, 3- крышка.
Диаметр штока определяем в зависимости от заданного соотношения между скоростями прямого и обратного ходов поршня с учетом прочности и устойчивости.
Для обычных цилиндров диаметр штока вычисляется по уравнению:
(47)Принимая
и решая это уравнение относительно d, получимСтенки цилиндра проверяют на прочность (Па)
что меньше допустимого
3.6 Определение параметров насоса
Основными параметрами насоса являются производительность и давление. При определении потребной производительности исходят из наибольшей заданной скорости поршня
.Согласно уравнению ,
(49)Найденное количество масла увеличивают на 15—20%, учитывая неизбежные утечки в цилиндре, клапанах, трубопроводах и т.д.
Таким образом, искомая производительность насоса
Для упрощения расчетов при определении давления, развиваемого насосом, при подборе гидроаппаратуры и расчете трубопроводов исходят из наибольшего давления в полости цилиндра со стороны штока, т. е. принимают
(50)Мощность насоса определяют по формуле
(51)3.7 Определение размеров трубопроводов
Внутренний диаметр трубы вычисляют по формуле
(52)где Qн – расход в м3/сек; v —скорости движения масла в трубе в м/сек. Скорость движения масла в системе при расчете принимают для всасывающих трубопроводов 1,5—2 м/сек, для нагнетающих 3,5 м/сек и для мест сужения на коротких участках до 5,5 м/сек.
Толщина стенки трубы
(53)