Расчет гидроцилиндра одностороннего действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Расчет гидроцилиндра одностороннего действия

Введение

Гидроцилиндр - это объемный гидродвигатель, который предназначен для трансформации энергии потока жидкости в движение исполнительного механизма. Подвижное звено гидроцилиндра - это шток или сам корпус гидроцилиндра.

Гидроцилиндры бывают поступательного типа - это поршневые и телескопические, а также поворотного типа действия. Учитывая рабочий цикл, скорость и усилия, которые необходимо развивать исполнительным механизмам на специальной технике, используют цилиндры различных видов, у которых различаются даже способы их включения в гидропередачу.

Есть два вида действия - одностороннее и двустороннее действие, а также поршневые с односторонним или двусторонним штоком. Если в одном одностороннего типа действия, под действием внешней нагрузки осуществляется обратный ход, то в двусторонних цилиндрах - это действием происходит с помощью рабочей среды.

Чаще всего используют поршневые гидроцилиндры с двусторонним типом действия, у которых односторонний шток. Перемещение штока может быть направлено в две стороны, но это зависит от того, где сейчас нагнетается рабочая жидкость. Чаще всего в этот момент, вторая полость соединена со сливной линией. Основное их применение - это поворот рабочего оборудования, между прочим подвижным элементом в данном случае выступает сам корпус гидроцилиндра.

Чтобы увеличить ход используют телескопические гидроцилиндры, которые включают в себя два и более. Основными техническими характеристиками выступают:

- номинальное давление

- диаметр поршня

- диаметр штока

Диаметры определяют усилие, развиваемое гидроцилиндром при заданном давлении.

Максимальная скорость штока гидроцилиндров не должна превышать 0,75 м/с.

Уровень номинального давления - основной параметр при выборе гидроцилиндра. Однако, при оценке технического ресурса решающими являются режимы работы гидроцилиндров при максимальном и пиковом давлениях.

Расчет гидроцилиндра

Определяем диаметр поршня D, м, из условия обеспечения заданного усилия F по формуле /2.1/:

(2.1)

где F - усилие на штоке, Н.

рном - номинальное давление, Па.

Pнап - напорное давление, Па.

Pсл - сливное давление, Па.

Определяем диаметр штока d, м, по формуле /2.2/:

(2.2)

Примем коэффициент

По полученным даны определим стандартные значения диаметров поршня D и штока d. D=63 мм, d=28 мм.

Определим диаметр штуцера D по формуле /2.3/:

(2.3)

где V - скорость движения жидкости в гидролинии, 5 м/с;

Qнд - расход жидкости, ;

Рассчитаем расход жидкости, которая требуется для обеспечения заданной скорости движения штока:

(2.4)

(2.5)

где Sэф - эффективная площадь поршня, м2, определяется по формуле:

(2.6)

где Sэф - эффективная площадь поршня, м2, определяется по формуле:

Выбираем штуцер по ГОСТ 16045 - 70 с внутренним диаметром 0,020 м

гидроцилиндр поршень шток давление

Расчет толщины стенки гидроцилиндра

Определим толщину стенки гидроцилиндра по формуле /2.7/:

(2.7)

где Pmax - максимальное давление, МПа;

D - диаметр поршня, мм;

(2.8)

где рном - номинальное давление, МПа.

Сталь 35[ ]=180 МПа /1/:

Конструктивно принимаем 5 мм.

4.Расчет пружины сжатия

Сила пружины при предварительной деформации Р1=100 Н.

Сила пружины при рабочей деформации Р2=200 Н.

h - рабочий ход 0,75 м.

Скорость перемещения штока 0,75 м/с.

Определение усилия максимальной деформации пружины /4.1/:

; (4.1)

где - относительный инерционный зазор пружины сжатия; =0,10,4.

В этом интервале подходит пружина 3 класса 1 разряда, №273 ГОСТ 13774-86.

Максимальная деформация пружины

Диаметр проволоки

Наружный диаметр пружины

Жесткость одного витка

Наибольший прогиб одного витка

Максимальное касательное напряжение при кручении, учитывая норму напряжений для пружины III класса

Определение критической скорости /4.2/

Принадлежность к III классу проверяем путем определения отношения ,для чего предварительно находим критическую скорость.

(4.2)

где -

(4.3)

Полученная величина свидетельствует об отсутствии соударения витков, и, следовательно, выбранная пружина удовлетворяет заданным условием.

Определение жесткости пружины /4.4/

(4.4)

где - h рабочий ход = 0,75 м.

Определение числа рабочих витков/4.5/

 (4.5)

где - жесткость одного витка.

Определение полного числа витков/4.6/

(4.6)

где - число опорных витков,

Средний диаметр пружины:

где - D диаметр поршня=0,063 м.

d- диаметр штока=0,028 м.

Определение предварительной деформация пружины/4.7/

; (4.7)

где - сила пружины при предварительной деформации =100 Н.

жесткость пружины=266Н/м.

.

Определение рабочей деформации /4.8/

; (4.8)

где - сила пружины при рабочей деформации.

.

Определение максимальной деформации /4.9/

; (4.9)

где - сила пружины при максимальной деформации.

.

Определение высоты пружины при максимальной деформации/5/

; (5)

где - число зашлифованных витков =2.

; (5.1)

.

; (5.2)

.

; (5.3)

.

Рассчитаем шаг пружины/5.4/

; (5.4)

где - наибольший прогиб витка.

.

Заключение

В данной работе были рассчитаны и выбраны основные параметры гидроцилиндра, мм: диаметры поршня D=63мм, штока d=28мм, и штуцера Dшт=5мм, а также толщина стенки

На основе полученных данных был спроектирован гидроцилиндр одностороннего действия.

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3 т. М.: Машиностроение, 1982.

2. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник: М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.

3. Н.С. Галдин. Гидравлические машины, объемный гидропривод : Уч. пособие, Омск: Сибади , 2009 - 271с.

4. Н.С. Галдин. Основы гидравлики и гидропривода: Уч. пособие, Омск: Сибади , 2006 - 144с.

5. Н.С. Галдин. Элементы объемных гидроприводов мобильных машин: Уч. пособие, Омск: СибАДИ, 2008 -127 с.

Размещено на Allbest.ru