Расчет параметров гидроцилиндра одностороннего действия

Контрольная работа Расчет параметров гидроцилиндра одностороннего действия

Содержание Введение

1. Расчет гидроцилиндра

1.1 Расчет диаметра поршня

1.2 Расчет диаметра штока

1.3 Расчет диаметра штуцера

2. Расчет толщины стенки гидроцилиндра

3. Расчет пружины сжатия Заключение Список литературы

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.

1. Расчет гидроцилиндра

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

(2.1)

где F — усилие на штоке, Н.

р_ном — номинальное давление, Па.

Pнап — напорное давление, Па.

Pсл — сливное давление, Па.

1.2 Расчет диаметра штока 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.

1.3 Расчет диаметра штуцера 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 S_эф — эффективная площадь поршня, м², определяется по формуле:

(2.6)

где S_эф — эффективная площадь поршня, м², определяется по формуле:

Выбираем штуцер по ГОСТ 16 045– — 70 с внутренним диаметром 0,020 м

2. Расчет толщины стенки гидроцилиндра телескопический гидроцилиндр штуцер шток Определим толщину стенки гидроцилиндра по формуле /2.7/:

(2.7)

где Pmax — максимальное давление, МПа;

D — диаметр поршня, мм;

где р_ном — номинальное давление, МПа.

Сталь 35[ ]=180 МПа /1/:

Конструктивно принимаем 5 мм.

3. 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 13 774–86. 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.

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/

где — число опорных витков,

Средний диаметр пружины:

где — D диаметр поршня=0,063 м.

dдиаметр 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.

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.