Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 36
Текст из файла (страница 36)
При расчете на прочносп, шток, работающий на сжатие, необходимо проверить на продольную устойчивость, а работающий на растяжение — на прочность по допустимому напряжению растяжения. Из слыла проектирования установлено, что отношение диаметра штока к диаметру поршня т1в,/Р„= 0,3...0.7.
Минимальная толщина стенки цилиндра, согласно формуле Лямэ, где Р, — внутренний диаметр цилиндра (диаметр поршня); [о) допустимое напряжение растяжения материала цилиндра; р = 1,2р„,„— расчетное давление (здесь р„„— максимальное раГючее давление жидкости), или по формуле б„= Р,р„н„/200[о), где н„— — 3,2 — запас прочности стенки цилиндра. Толщина плоского дна цилиндра одно- в. в„тв,тв.,т /[ т м штока Е, < 15Р„. Шток, работающий на растяжение, необходимо проверять на прочность по допустимому напряжению растяжения, а работающий на сжатие — на устойчивость при продольном изгибе.
Для штоков длиной Ь„, < 10Р„можно проводить расчет прочности на сжатие. При большой относительной длине штока расчет напряжений в штоке при продольном изгибе выполняют по следующей формуле: оврвл = = Ре/5 Расчет д<тпустимой нагрузки прн продольном изгибе при длине штока С, > 10 Р„выполняют по формуле Эйлера: Е „= к'ЕУ/А „где Е— модуль упругости материала штока;,У = кс~,"„/64 — момент инерции сечения штока; Е, — длина продольного изгиба (полная длина гидроцилиндра с выдвинутым штоком), зависит от способа крепления гидроцилицлра к опоре и штока к нагрузке, Е„л =- [0,5...2,0)Е 205 Ч.
П. Гидропневмопривод Обычно выходным звеном цилиндра является шток (см. рис. 6.16, а, б и в), редко — корпус (см. рис. 6.16, г). В последнем случае шток цилиндра жестко прикреплен к объекту, а подвод и отвод рабочей жидкости осуществляется либо через полые штоки, либо с помощью рукавов.
В некоторых случаях выполняют торможение в конце хода поршня (снижение скорости р'„поршня до нуля) — демпфирование (рис. 6.17) гашением кинетической энергии Е„, нагружающей Рис. 6.17. Конструктивная схема и условное обозначение гидроцилиндра с регулируемым торможением в конце хода (со стороны поршня) системы: Е„, =т РЯ2,где т„р — приведенная к штоку масса движущихся частей. Если этого не проводить, то останов поршня произойдет с ударом о крышку гидроцилиндра. При подходе поршня к торцевой кромке канала (ЛЕ,.
= О) происходит запирание жидкости в поршневой полости, и жидкость под действием возникшего давления проходит через дроссель (Др) (при необходимости выполняется регулируемым) и по зазорам пробки на поршне. При возвратном движении поршня жидкость начинает поступать в поршневую полость А через обратный клапан. Гидроиилиндр двухстороннего действия с двухсторонним затоном. В цилиндрах двухстороннего действия с одним или двумя шгоками (см. рис. 6.16, а, в и г) имеются две рабочие полости: А и Б.
Движение штока под действием рабочей жидкости возможно в двух направлениях, штоки расположены по обе стороны поршня. Как правило, у двухстороннего штока 4 = 4. В этом случае От=0. Расчетная скорость движения штока Р~ = ез =(Д,„— Дт, )/5, где Д„„— расход рабочей жидкости, поступающей в полость А или Б; 206 Гл. б, Обьемные гидромашины Ду, „, — утечки рабочей жидкости в гндроцилиндре, на практике Ду, „„= О.
Вытесняемый расход практически равен фактическому расходу. Сила давления рабочей жидкости на поршень с;= р 5„„,— — р„Я ,где р„„ вЂ” давление нагнетаемой рабочей жидкости в А (поршневую) или Б (штоковую) полости; Я„„„— площадь поршня соответственно со стороны полости А или Б, в которую нагнетается рабочая жидкость; р„— давление сливаемой (вытесняемой) жидкости; Я„„— площадь поршня соответственно со стороны полости Б или А, из которой сливается рабочая жидкость. При 5„„„= о„„= Я„, так как г11 = с6, можно записать Р, = = Аргайл„, где Лр,„= р„„— р„— перепад давления в рабочих полостях гидроцилиндра. ТеоРетическаЯ мощность Аг = ЛР„иол)г„, где ~'„— скоРость движения выходного звена (штока или поршня).
Полезная мощность гидроцилиндра Аг,„= Р,„~'„о Полный КПД т1т = г ~'„/ри, Я„,. Гидропилиндр поршневой одностороннего действия с односторонним штоком (см. рнс. 6.1б, б). В гидроцилиндре одностороннего действия шток расположен с одной стороны поршня.
Имеется лишь одна поршневая полость А, и движение штока под действием рабочей жидкости возможно только в одном направлении. В обратном направлении поршень со штоком перемещается под действием внешних сил, например, силы пружины б, силы тяжести и т. д. Скорость движения штока при подаче жидкости в поршневую полость ~'„г = — '" =4Дг„/(к0е), апсг где беиг = к0ит/4 — РабочаЯ площадь поРшнЯ со стоРоны поРшневой полости А. Сила давления рабочей жидкости со стороны поршневой полости А Рг = ригб„, где р„, — давление рабочей жидкости в поршневой полости. Марутов а.А., Павловский С.А.
Гидроцилиндры. Конструкции и расчет. М., 19бб, 207 Ч. И. Гидропневмопривод условие равновесия поршня со штоком имеет вид рф = р,„+ + Ргр + Р„„. ПРи РавномеРном движении Р„„= О. Механический КПД Ц„,„,а = ~Р, — Рч,)/Р, = 0,99...0,95. Расчетная скорость движения штока Р',=(Д„„— Д „,„)/5,, где Д,„— расход рабочей жидкости, поступающей в поршневую полость; Дг,„„— утечки рабочей жидкости в гидроцилиндре.
Теоретическая мощность гидроцилиндра Ж, = Р,)' „где К, — скорость движения штока. Полезная мощность гидроцилиндра ггш = = М, — Л~,р, где Аг = Р,рР' — потери мощности на преодоление сил трения в уплотнительных узлах штока и поршня. Полный КгТД г)гп = гч/рвг0гв. Плуногеерным цилиндром называют гидроцилиндр с рабочим звеном в виде плунжера, т. с, рабочая камера образована рабочими поверхностями корпуса и плунжера. Он является цилиндром одностороннего действия. Плунжерный цилиндр состоит из корпуса 1 и плунжера 2 с уплотнительным устройством 3 (рис. 6.18). При соединении полости А с напорной линией плунжер движется под действием давления.
При соединении полости А со сливной линией гидропривода плунжер под действием внешних снл возвращается в исходное положение. Плунжерные цилиндры отличаются просРвс. 6.18. Конст- тотой конструкции. К их недостаткам относятся руктивная схема малый ход и неустойчивость при относительно плунжерного гид- большом ходе рабочего звена вследствие наличия роцилиндра только одной опоры в цилиндре. Скорость пере- мещения плунжера К„= Я„/Я „= 4Д„в/(кдз~ ). На плунжер без учета сил инерции действует сила рвн рвг ~пл ргр.
Телескопическим называют гидроцилиндр, у которого полный ход выходного звена равен сумме ходов всех рабочих звеньев. Гидропривод тяжелых грузоподъемных машин и самоходных агрегатов / В.И. Мелик-Гайказов, Ю.П. Подгорный, М.Ф. Самусенко и П.П. Фалалеев. М., 1968. 208 Гл. 6. Объемные гидромашины У такого цилиндра рабочая камера образована рабочими поверхностями корпуса и несколькими концентрично расположенными поршнями или плунжерами, перемещающимися друг относительно друга. Сумма ходов поршней или плунжсров (ступеней) телескопического цилиндра, как правило, должна быть больше длины корпуса цилиндра (рис.
6.19). Последовательность выдвижения ступеней может быть различной в зависимости от нагрузок и геометрических размеров рабочих площадей ступеней. При подаче постоянного расхода скорость движения поршня при раскладывании гидроцилиндра (прямой ход) возрастает.
Складывание гидроцилиндра (обратный ход) происходит в обратном порядке. В телескопическом цилиндре одностороннего действия, т. е. без штоковых полостей, складывание осуществляется под действием внешних нагрузок. Существенным недостатком такой схемы является ступенчатое изменение скорости (Рь 1'з) и давления (рь рз) при переходе со ступени на ступень.
В ~ил Рис. 6.19. Условное графическое обозначение (а), конструктивная схема (б) и рабочие параметры телескопического гидроцилиндра с односторонним выдвижением (в) В телескопическом гидроцилиндре с одновременным выдвижением всех ступеней осуществляется их плавное движение в процессе всего рабочего хода, а также имеется возможность увеличить скорость движения. Их недостаток заключается в более высоком рабочем давлении, необходимом для преодоления нагрузки, которое определяется площадью поршня последней ступени.
Мембранным гидропиаиндром называют гидроцилиндр с рабочим звеном в виде мембраны. Сильфонный гидропилиндр представляет собой гидроцилиндр с рабочим звеном в виде сильфона. В силовых гидроприводах мембранные и сильфонные гидроцилиндры применяют сравнительно редко. Требования, предъявляемые к гидроцилиндрам: выпуск воздуха после проведения монтажа или после длительной стоянки без задействования; 209 Рд 11. Гидропнеаиопривод поршни и плунжеры под статическим усилием должны плавно Гравномерно) перемещаться по всей длине хода; не допускаются боковые нагрузки на штоках, так как это может привести к быстрому изнашиванию уплотнительных устройств, поршней н рабочей поверхности цилиндра, а иногда и к заклиниванию; наружные утечки рабочей жидкости через неподвижные уплотнения не допускаются; на подвижных поверхностях допускается наличие масляной пленки без каплеобразования; внутренние перетечки жидкости из одной полости цилиндра другую должны быть минимальными и не превышать норму, установленную в технических условиях и документации; рабочие поверхности деталей цилиндра должны быть износостойкими, коррозионно-стойкнми или иметь защитные покрытия; для предотвращения попадания грязи и пыли в полости гидро- цилиндров необходимо применять грязесъемники.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
