Определение параметров гидроцилиндров и их выбор

Усилие, Н, развиваемое гидроцилиндром, определяется по формуле

R = Р_г · F_п

где Р _г – давление в полости гидроцилиндра, Па; F _п – площадь поршня, м².

При установившемся движении это усилие затрачивается на полезную нагрузку R _н на штоке гидроцилиндра, на преодоление сил трения R _тр в уплотнениях поршня и штока и на преодоление силы противодавления R _пр, т.е.

R = R _н + R _тр + R _пр.

Величина силы противодавления R _пр определяется суммой потерь давления в сливном трубопроводе и гидрораспределителе и площадью поршня F _ш в штоковой полости гидроцилиндра, а силы трения R _тр зависят от типа уплотнения, диаметров поршня и штока и коэффициента трения. Однако на начальной стадии эксплуатационного расчета гидропривода до выбора гидроцилиндра мы не можем определить значение сил R _тр и R _пр. Поэтому для учета этих сил вводится коэффициент

запаса К = 1.05 – 1,3. Тогда усилие, развиваемое гидроцилиндром можно записать в следующем виде:

R = R _н ·К.

Зная из циклограммы нагружения (рис.3.1) максимальное значение полезной нагрузки R _н.max, H, на штоке гидроцилиндра, диаметр поршня гидроцилиндра, м, определяют по формуле

где - стандартное давление, принятое проектировщиком из номинального ряда, Па.

Найденный диаметр D, мм, округляют до ближайшего D₁ стандартного размера согласно ГОСТ 6540-68: 10, 12, 16, 20, 25,32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 710, 800, 900(размеры основного ряда выделены жирным шрифтом).

По стандартному диаметру D₁. Давление и ходу поршня (по заданию) L _п выбирают гидроцилиндр из справочной литературы [3-5].

Ход поршня, мм, принимается стандартного ряда: 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 2509, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1200, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2800, 3000, 3150, 3350, 3750, 4000, 4250, 4500, 4750, 5000, 5600, 6000, 6300, 6700, 7100, 7500, 8000, 8500, 9000, 9500, 10000 (размеры основного ряда выделены жирным шрифтом).

Параметры гидроцилиндров строительно-дорожных машин на давление 19,16, 25 и 32 МПа приведены в прил. 1 и 2, для самоходных подъемных кранов на давление 16 МПа – в прил. 3, для горных машин на давление 20 и 32 МПа – в прил. 4-5.

Из таблиц необходимо выписать данные по выбранному гидроцилиндру, включая его тип, диаметр поршня D ₁,диаметр штока d _шт, ход поршня L _п, давление . Обычно диаметр штока d _шт = (0,3 – 0,45) D ₁.

После выбора гидроцилиндра уточняют максимальное давление в гидроцилиндре, поскольку диаметр D может не совпадать с диаметром D ₁ выбранного гидроцилиндра

Р _г = (4 R _н.max· К)/(π· D ₁²).

Определив по циклограмме скоростей (рис. 3.1) максимальное и

минимальное значение скоростей поршня V _п.max, м/с, вычисляют расход жидкости Q _г, м³/с, для реализации этой скорости:

Q _г.max = (π· D ₁²· V _п.max)/(4·η _{о. ц});

Q _г.min = (π· D ₁²· V _п.min)/(4· η _{о. ц}).

где η _{о. ц} – объемный КПД гидроцилиндра.

В гидроцилиндрах, поршни и штоки которых уплотнены манжетами или кольцами из резиносмесей и пластмасс, утечки практически отсутствуют, и для таких цилиндров значение объемного КПД η _{о. ц} = 1.