Курсовая (Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Гидро- и пневмопривод», «Гидропневмопривод горных машин», «Гидропневмопривод»), страница 6

7, б.Исходные данные. Радиусы опор: штока rA = 0,0425 м; цилиндраrB=0,04 м, длина штока Lш = 1,66 м; общая длина гидроцилиндра L = 1,92 м;расчетный зазор  = 0,3  10-3 м; база сопряжения штока с цилиндром В =0,171 м; диаметр штока d=0,09 м; продольная сила на штоке Т=0,8  106 Н;рабочий ход штока S = 1,6 м; эксцентриситет продольной силы относительногеометрической оси е0 = 0,0015 м; материал штока - сталь 40Х; эйлерова сила Тэ=1,911  106 Н.Расчет выполняется в такой последовательности:eА = 0,0015+0,0425sin(arctg0,02) = 0,00235 м;eB = 0,0015+0,04  sin(arctg0,015) = 0,00743 м;eН = 0,00235+1,66(0,00743 - 0,00235) = 0,00674 м;1,92МTN=0,8  106  0,00674=5392 Нм;fн 0,3  10 3  1,66 0,171 3 0,26   0,26  10 ;0,171  0,192 2  1,661,66  3  0,26 2  0,26 20,00235 1181,98 1011  3180 10 8  0,8 10 6 1,66  0,26  2,18 10  322 103fT   1,148 1026 1,922 1,660,263 168  0,26  ,00731181,98 1011  3180 10 8   2,18 10  322 102 0,171  0,5  0,171kТ  1  1,034 ;31,66fTN = 1,148  10-3  1,034 = 1,187  10-3 м;0,8  10 65392 201,2  10 6 Н/м2;4663,6  1071,5  1046м;2c1  0,8  106  1,911  106  1,187  103  201,2  106  71,5  106  9,694  109 Н м;1,911  106  201,2  106  71,5  10 6  0,8  106  1,91  106  0,26  10 3c2  9,694  1090,8  106  600  106  71,5  10  6 6,418 9,694  109; 1,911  106  600  106  71,5  106c3  8,457 ; 9,694  109 6,418 6,418 2 8,457 ;24n1,2 = 4,566; n2=1,852;Запас прочности n = 1,852 > n].n1, 2  7.9.

Расчет цилиндра на прочностьУсловия прочности:при действии продольных и поперечных сил т.цnц = n], э max(92)где т.ц - предел текучести материалов цилиндров;эmax - наибольшие эквивалентные напряжения на внутренних илинаружных волокнах цилиндров;при испытании внутренним давлением и отсутствии продольных и поперечных силD 2  d 2  т.цnи = n],D2 3 ри(93)где D и d - соответственно наружный и внутренний диаметр рассчитываемых цилиндров;pп - давление в поршневых полостях при испытаниях цилиндров поГОСТ 18464-87, pп = 1,5  р.Расчетные и изгибающие моменты в точке 2 (см. рис. 7 а, б)Мц = МцТ + MцN,(94)uде МцT - изгибающий момент от силы Т; МцT = Teц;ец - эксцентриситет Т относительно геометрической оси гидроцилиндрав расчетных сечениях;MцN - изгибающий момент от поперечной силы.Если моменты МцТ и MцN имеют разные направления в течение всего47времени эксплуатации гидроцилиндра, то в формуле (94) принимают абсолютную разность слагаемых.Напряжения во внутренних стенках:осевые zB  гдеMцD2J p,(95)Jp - осевой момент инерции рассчитываемого цилиндра;окружныеD2H  D2 tB  p 2,D H  D2(96) rB  p ,(97)радиальныеэквивалентные эB 1( rB   tB ) 2  ( tB   zB ) 2  ( zB   rB ) 2 .2(98)Пример.Исходные данные.

Продольная сила на штоке Т=0,8106 Н; эксцентриситет в шарнирной опоре еВ=0,00743 м; диаметры цилиндра: внутреннийD=0,16 м, наружный DH=0,19 м; рабочее давление р=40 МН/м2; момент инерции цилиндра J=318010-8 м4; поперечная сила N=0.Расчет выполняется в такой последовательности:Mц = MцT = 0,8  106  0,00743 = 5944 Нм; zB  5944  0,16 15  10 6 Н/м2;82  3180  100,192  0,162 tB  40 10 233,9 106 Н/м2;220,19  0,166rB  40  106 Н/м2; эB  10 61(40  233,9) 2  (233,9  15) 2  (15  40) 2  262,2  10 6 Н/м2;2600  106nц  2,288 .262,2  106Испытательное давлениеpи  1,5р  1,5  40 106  60 106 ;0,19 2  0,16 2 600  106nи  1,688 ;60  1060,19 31,688n.487.10. Материалы деталей гидроцилиндров и технические условия наизготовление7.10.1.

ГильзыГильзы изготавливают из бесшовных горячедеформированных труб поГОСТ 8732-78. Эти детали определяют работоспособность гидроцилиндра,поэтому к ним предъявляются высокие требования по точности размеров,геометрической форме и чистоте обработки поверхностей.При изготовлении гильз должны выполняться следующие техническиетребования:1)шероховатость внутренней поверхности Ra = 0,32...0,15 мкм, продольные риски не допускаются;2)непрямолинейность по оси гильзы - не более 0,03 мм на длине 500мм;3)конусность, овальность и бочкообразность внутреннего диаметра навсей длине гильзы - в пределах не более половины допуска на внутреннийдиаметр;4)биение оси диаметра внешней обработанной поверхности относительно оси внутреннего диаметра - не более половины допуска на внешнийдиаметр;5)биение торцов гильзы относительно продольной оси - не более 0,05мм;6)монтажные фаски, облегчающие заводку под углом 200 при шероховатости Rа=l,25 мкм;7)резьбы и крепления головок должны быть выполнены по классу точности 2а, допускаемое биение среднего диаметра резьбы относительно поверхности центрирования головки - не более половины допуска на диаметрцентрирующей поверхности;8)у гильз, к которым приварены задние головки с проушинами, а такжетраверсы или цапфы, допускаются:а)смещение оси отверстия под палец в задней проушине относительнооси внутреннего диаметра гильзы — не более 0,03 мм;б)неперпендикулярность оси отверстия относительно оси внутреннегодиаметра гильзы - не более 0,01 мм на длине 100 мм;в)отклонение от соосности поверхности цапфы относительно внутреннего диаметра гильзы - не более 0,1 мм;г)неперпендикулярность оси цапфы относительно оси внутреннегодиаметра - не более 0,1 мм на длине 100 мм;9)предельное отклонение рабочей поверхности в зависимости от типаприменяемого уплотнения и давления рабочей жидкости (Н9-Н8).В отечественном машиностроении гильзы силовых гидроцилиндров изготавливают из углеродистых сталей марок 35 и 45.

В отдельных случаях49гильзы могут быть изготовлены из легированных сталей.7.10.2. ШтокиШтоки гидроцилиндров изготовляют из сталей марок 35, 45, 20Х, 40Хи 40ХН. Они должны отвечать следующим техническим требованиям:1)шероховатость рабочих поверхностей R,=0,32.. .0,16 мкм;2)предельное отклонение рабочей поверхности в зависимости от типаприменяемого уплотнения и давления рабочей жидкости (f9-f8);3)овальность и конусность рабочих поверхностей, а также их относительное смещение - не более половины допуска на размер;4)непрямолинейность образующей цилиндрической поверхности штока- не более 0,01 мм на длине 500 мм; .5)рабочая поверхность штока должна иметь двухслойное хромированиедля обеспечения стойкости к непосредственному воздействию шахтной среды и рабочей жидкости, износостойкости и антифрикционных свойств;6)в сварных штоках следует предусматривать отверстия для выхода газов при сварке и термообработке во избежание разрыва трубы.В качестве заготовки обычно используют круглый прокат, поэтомупервой операцией служит отрезка заготовки, подрезка торцов и центрирование.Если проушина спроектирована как одно целое со штоком, то для ееобразования производится высадка конца штока перед фрезерноцентровальной операцией.В сварных конструкциях перед фрезерно-центровальной операциейпроушины приваривают на сварочном полуавтомате в среде углекислого газа(в заготовке штока предварительно растачивают отверстие дня, проушины).Качество сварного шва контролируют магнитным дефектоскопом.Термическая обработка штоков заключается в улучшении после предварительной механической обработки до НВ 240...280 с последующей закалкой ТВЧ до HRC 45...55.

Штоки из стали 20Х цементируются до h = 2...2 мм;HRC 54.. .60. Для этого перед шлифованием производится закалка ТВЧ с высокотемпературным отпуском или улучшение.7.10.3. ПоршниПоршни изготавливают из серого чугуна СЧ 21, СЧ 28, СЧ 32, а такжеиз стали 35 или 45 с покрытием бронзой, латунью, капроном.При изготовлении поршней должны выполняться следующие технические требования:1)рабочая поверхность поршня выполняется с предельными отклонениями по f8, f9, а отверстие, которым поршень насаживается на шток - Н9;2)шероховатость сопрягаемых поверхностей - Rа = 32...0,16 мкм;503)биение рабочей поверхности относительно посадочного отверстия, атакже конусность и овальность - не более половины, допуска на размер;4)биение торцов поршня не более - 0,05 мм.Биметаллические поршни изготавливают наплавкой бронзы на основание стали 35 (реже - 45).

Заготовку под наплавку подготавливают следующим образом. Места наплавки нужно очистить от масла и ржавчины травлением. Перед наплавкой заготовки подогревают в электропечи или газовой горелкой до температуры 700 0С. Наплавку выполняют газовой горелкой; заготовку в процессе наплавки постепенно поворачивают.В качестве флюса при наплавке используется обезвоженная мелкотолченая бура, которой посыпают места наплавки.

Бронзу применяют в видепрутков диаметром 6.,.10 мм или полос шириной 6...8 мм и толщиной 3...4мм. Качество наплавки проверяют внешним осмотром (на наплавленной поверхности не должно быть газовых раковин и трещин). После окончательноймеханической обработки толщина наплавленного слоя должна быть не менее2 мм, ширина - не менее 8 мм.Реже применяют напрессовку бронзового кольца на стальное основание поршня.7.10.4. ВтулкиБиметаллические втулки изготовляют наплавкой бронзы на внутреннюю поверхность.

Заготовкой служит стальной стакан с глухим или приваренным дном.Общие технические требования для направляющих втулок:1)шероховатость рабочей поверхности Ra=2,5...0,63 мм;2)предельное отклонение рабочей поверхности в зависимости от типаприменяемого уплотнения и давления рабочей жидкости (Н9-Н8);3)отклонение от геометрической формы - в пределах половины допускана размер;4)неперпендикулярность рабочего торца втулки к оси отверстия рабочей поверхности - не более 0,05 мм.7.10.5. КрышкиКрышки (головки) изготовляют из стальных поковок (сталь 35, 45), отливок из стали, серого чугуна СЧ 21, СЧ 28, СЧ 32, а также из сплавов алюминия Д16Т, АК4, АК6.Если сама крышка является направляющей, то в этом случае она должна быть изготовлена из серого чугуна или иметь на рабочей поверхностинаплавку из бронзы, развальцованную латунную втулку или наплавку капрона.518. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГИДРОСИСТЕМЫВ процессе эксплуатации гидросистем масло нагревается.