Материал: 2320

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Формулы (1.4 – 1.7) являются расчетными при определении геометрических параметров гидроцилиндров (диаметров поршня и штока), если заданы необходимые усилия на штоке, скорости движения

выходных звеньев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При проектировании гидроцилиндров задаются отношением диа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

метра штока к диаметру поршня равном ϕ = d / D = 0,3…0.7 (при дав-

лении в

гидроприводе р <

1,5 МПа

 

рекомендуется принимать

ϕ = 0,3, при 1,5 МПа < р < 5,0 МПа –

ϕ = 0,5,

а при 5,0 МПа < р < 30

МПа –

ϕ = 0,7).

 

 

 

 

Д

 

 

Толщины стенки, днища корпуса гидроцилиндра вычисляются по

формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δст

 

pmax D

;

 

 

 

(1.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2[σ

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δдн

0,433D

 

pmax

,

 

(1.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обрабатываются

 

 

[σ]

 

 

где δст ,

δдн – толщины стенки,

днища соответственно; pmax – макси-

мальное давление в полостях гидроцилиндра; D – диаметр поршня;

[σ] – допускаемое напряжение растяжения материала корпуса.

 

 

изготовляются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Корпуса гидроцилиндров (гильзы) изготавливаются обычно из

стальных

есшовных горячекатанных труб по ГОСТ 8732–78, сталей

35

45

ли лег рованных сталей 40ХН, 40Х, 30ХГСА и др. Внутрен-

н е поверхности корпусов должны иметь шероховатость не более Rα =

ГОСТом

 

 

по посадке Н8. Наружные поверхности

0,1

мкм

 

 

 

 

штока

 

поршня обрабатывают по посадке е8. Шероховатость по-

верхности штока R α = 0,05 мкм, а поршня R α=0,40–0,80 мкм. Што-

ки

 

 

 

 

стальных поковок 45, 40Х, 45Х, 30ХГСА, порш-

ни гидроцилиндров изготовляются из сталей 35, 45, 40Х и др.

 

 

Основные параметры поршневых гидроцилиндров регламентиру-

ются

 

Том 6540–68 телескопических

гидроцилиндров –

 

 

 

16029–70, общие и технические требования к гидроцилинд-

рам –

 

 

16514–87.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

В гидроприводах строительных и дорожных машин широко применяются поршневые гидроцилиндры двустороннего действия, рассчитанные на номинальное давление 10,16, 25 и 32 МПа.

Для самоходных кранов применяются специальные гидроцилинд-

ры на 16 МПа. Гидроцилиндры имеют много конструктивных испол-

нений.

И

 

Основным требованием при выборе гидроцилиндра является

обеспечение исполнительным органом машины необходимого усилия F и скорости движения V выходного звена. Выходным звеном может быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра.

В зависимости от направления действия рабочей среды гидроцилиндры бывают одностороннего действия, у которых движение выходного звена под действием жидкости возможно только в одном направлении, и двустороннего действия, у которых движение выходного звена под действием жидкости возможно в двух взаимно противоположных направлениях.

Конструкция гидроцилиндра приведена на рис. 1.29.

 

Д

А

б

 

Р с. 1.29. Гидроцилиндр:

С1 – проушина; 2 – ц л ндр; 3 – демпфер; 4 – гайка; 5,6, 11, 12 – уплотнения; 7 – поршень; 8 – упор; 9 – шток; 10 – передняя крышка; 13 – грязесъемник

При подаче жидкости в поршневую полость и соединении штоковой полости с поршневой (рис. 1.30) получается дифференциальная схема включения гидроцилиндра. Жидкость, вытесненная из штоковой полости Б, перетекает в поршневую А, складываясь с потоком от насоса. При подаче жидкости в штоковую полость для создания дви-

37

жения в противоположном направлении поршневую полость следует соединить со сливом.

При дифференциальном включении поршня можно получить одинаковые скорости движения штока в обоих направлениях. Для этого

необходимо, чтобы

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

d =

2

 

 

 

 

 

.

(1.10)

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

А

 

 

 

потребляемая

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.30. Дифференциальная схема включения

 

 

 

 

гидроцилиндра

 

 

Полезная мощность гидроцилиндра определяется выражением

 

и

Nцп =

FV ,

 

 

 

(1.11)

 

 

 

 

 

 

 

где

Nцп – полезная

мощность,

развиваемая

гидроцилиндром, Вт;

F – ус л е на штоке, Н; V – скорость движения штока, м/с.

С

 

 

гидроцилиндром, определяется пара-

 

Мощность,

 

 

метрами потока рабочей ж дкости по формуле

 

 

 

 

 

Nц = ∆pцQц ,

(1.12)

где

Nц – мощность гидроцилиндра, Вт; pц

– перепад давления на

гидроцилиндре, Па;

Qц – расход жидкости, м3/с.

 

Потери мощности в гидромашинах оцениваются полным КПД.

38

В общем виде полный КПД гидромашины определяется отношением мощности на выходе (полезной) к мощности на входе (потребляемой):

η =

Nвых

.

(1.13)

 

 

Nвх

И

Подставляя в формулу (1.13)

значения

полезной мощности из

формулы (1.11) и потребляемой мощности из формулы (1.12), получим значения КПД соответственно для гидроцилиндра.

Полный КПД гидромашины учитывает все потери мощности, которые возникают в гидромашине при движении рабочей жидкости. Существуют три вида таких потерь: гидравлические, механические и объемные. Гидравлические потери на преодоление путевых и гидравлических сопротивлений каналов, окон гидромашин могут быть учтены гидравлическим КПД ηг .

Механические потери, возникающие в результате действия сил

трения в подвижных звеньях гидромашины (в подшипниках, шарни-

рах, между поршнями и стенками гидроцилиндров и т.д.), учитыва-

ются механическим КПД ηм .

Д

Объемные потери, связанные с утечками, перетечками и сжимае-

мостью ра очей жидкости, учитываются объемным КПД ηоб .

о разом, полный КПД гидромашины представляет собой

 

 

А

 

про зведен е трех частных КПД:

 

 

 

η = ηгηмηоб ,

(1.14)

 

б

 

ли

 

 

 

Таким

η = ηгмηоб ,

 

 

 

С

 

 

 

где ηгм – гидромеханический КПД, ηгм = ηгηм .

Полный КПД гидромашины зависит от ее конструкции и технического состояния.

39

 

 

 

Контрольные вопросы и задания

 

1.

В чем заключается назначение гидроножниц?

 

 

 

2.

Назовите основные параметры гидроножниц.

 

 

 

3.

Из каких конструктивных элементов состоят гидроножницы?

 

 

 

 

 

СИ

4. В чем отличие гидроцилиндра от гидромотора?

 

 

5. Что понимается под давлением?

 

 

 

6.

В каких единицах измеряется давление в системе

?

7. Чему равна I техническая атмосфера в системе

 

?

8. Что такое поток жидкости?

 

 

 

9.

Что такое объемный расход жидкости?

 

 

 

10. В чем заключается принцип действия гидроцилиндров?

11.

Какие бывают гидродвигатели в зависимости от характера

 

 

 

 

А

 

 

 

движения выходного звена?

 

 

 

12. Из каких основных элементов состоит гидроцилиндр?

13.

Назовите основные параметры гидроцилиндра.

 

14.

Как определяется полный КПД гидромашины?

 

15.

 

б

 

?

 

Какие потери учитывает гидравлический

 

 

16.

Какие потери учитывает о ъемныйКПД?

17.

Какие потери учитывает механический КПД?

 

 

 

и

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

40