Меню

Как узнать мощность гидроцилиндра

Расчет гидравлического цилиндра

Внутренний диаметр гидроцилиндра, или диаметр поршня, определяется в зависимости от направления действия рабочего усилия на рабочий орган машины. Внутренний диаметр цилиндра (мм) рассчитывается по следующей формуле [1]:

где P – заданное рабочее усилие, кН;

– рабочее давление масла на входе в гидроцилиндр, МПа;

— коэффициент мультипликации, равный отношению площадей поршня в поршневой и штоковой полостях;

d – диаметр штока;

— механический КПД гидроцилиндра;

— противодавление, возникающее вследствие вытекания масла из гидроцилиндра и определяемое сопротивлением движению масла по сливной гидролинии. Предварительно можно принять =0,3…0,5 МПа.

Так как гидроцилиндр имеет односторонний шток, то коэффициент мультипликации принимаем равным 1,33. Механический КПД для неизношенного гидроцилиндра принимаем равным 0,95. Тогда расчетный внутренний диаметр гидроцилиндра будет равен

Полученную величину округляем в большую сторону до ближайшего нормального (стандартного) значения: D=90 мм. Диаметр штока при будет равен 40 мм.

После округления диаметра цилиндра вычислим развиваемое гидроцилиндром рабочее усилие при номинальном давлении масла:

Расчётное усилие на штоке гидроцилиндра больше, чем заданная нагрузка на рабочем органе машины.

Определим расход масла, потребляемого гидроцилиндром. Для получения заданной скорости V (м/мин) скорости поршня в полость гидроцилиндра с площадью поршня S (м 2 ) следует подать теоретический расход (л/мин):

где м/мин – максимальная заданная скорость поршня.

В проектируемом однопоточном гидроприводе один насос обеспечивает питанием единственный гидродвигатель, поэтому его расчетная подача должна быть не менее теоретического расхода масла, подаваемого в гидроцилиндр: . Величина равна расходу гидропривода.

По справочнику [2] выбираем однопоточный пластинчатый насос модели Г12-25А, который характеризуется следующими основными техническими параметрами:

– рабочий объем – 100 см 3 ;

– номинальное давление на выходе из насоса – 6,3 МПа;

– максимальное давление – 7 МПа;

– номинальная частота вращения вала – 950 мин -1 ;

– полный КПД при номинальном режиме работы – не менее 0,8;

Исходя из продолжительного режима работы гидропривода для привода насоса выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АС350М7УЗ с синхронной частотой вращения 950 мин -1 и номинальной мощностью 50 кВт [3]. Подача насоса Г12-25А при частоте вращения приводного вала 950 мин -1 будет равна:

Максимальное давление, которое может развивать насос при перегрузках, ограничивается предохранительным клапаном. Предохранительный клапан должен открывается при давлении, превышающем расчетное давление насоса, на 15 – 30 %. Исходя из указанного условия и технических параметров насоса Г12-25А, давление настройки предохранительного клапана устанавливается равным 7 МПа. Поскольку насос Г12-25А имеет постоянную производительность, то избыток подаваемого насосом в гидроцилиндр масла будет сливаться в бак через переливной золотник предохранительного клапана.

Читайте также:  Мощность холодильного агрегата для холодильной камеры

Источник



Формулы расчёта параметров гидроцилиндов

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

При выборе гидросистемы крайне важно знать необходимое усилие на которое способен гидроцилиндр при заданном давлении. Просчитать его можно по формуле:

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра — S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы — P

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы P

Рассчитывается по формуле

F=PxS

Cначала узнаем площадь поперечного сечения гидроцилиндра « по формуле: S=ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня гидроцилиндра в квадрате.

Затем зная значение S, рассчитываем усилие гидроцилиндра по формуле F=PxS т.е усилие=площадь сечение х давление в гидросистеме в атмосферах.

Например D=150 мм, P=160 атмосфер. S=3,14*150 2 /4=17662,5 мм 2 (176 см 2 )

Далее F=176х160=28160 кг/см 2 (28 тонн)

Толкающее усилие данного гидроцилиндра будет равняться примерно в 28 тонн.

Данные расчеты используют при проектировании гидравлических домкратов, движущихся полов, прессов.

Как выбрать гидроцилиндры на штоки, которых приходится большая нагрузка. На 2 вертикальных гидроцилиндра приходится 15 кН, на один горизонтальный 7,5 кН.

Расчет будем вести по двум вертикальным гидроцилиндрам, с нагрузкой на 2 штока 15 кН.

Расчетная величина внешней нагрузки, приведенная к штоку одного цилиндра:

.

Выбираем тип крепления вертикальных гидроцилиндров – жесткая заделка, ход штока 560 мм.

Выбираем тип крепления горизонтального гидроцилиндра – шарнирный, ход штока 560 мм.

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

, примем усилие , где k – коэффициент запаса.

Читайте также:  Тефаль tw3798ea мощность всасывания

Определим эффективную площадь поршня S1 = , где — КПД механический, равен 0,85…0,95, примем 0,9, — перепад давлений, принимается на 10..20% меньше номинального давления,

S1 = ,

Так как S1 = , тогда диаметр поршня определится как

Принимаем стандартное значение диаметра .

Тогда диаметр штока , примем стандартное значение .

Выписываем параметры выбранного гидроцилиндра:

;

Уточним эффективную площадь в поршневой полости

S1 = = 5027мм 2 ≈ 0,005 м 2;

Уточним эффективную площадь в штоковой полости S2:

S2 = = 3063мм 2 ≈0,003м 2 .

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в штоковую полость цилиндра

,

Проверка условия . Условие выполнено.

Расчет гидроцилиндра на устойчивость

Зная фактическое расчетное усилие на штоке Fр= 24230 H, определяем критическое усилие Fкр. по формуле:

, где m = 2- коэффициент запаса прочности. Тогда

Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока : ,

где Е= 2,1•10 5 МПа — модуль упругости для материала штока;

lпр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.

Определим lпр :

,

Где — длины концевых участков крепления цилиндров; — длина хода штока.

Длина продольного изгиба будет равна .

Получаем .

Определим необходимый диаметр штока: .

То есть минимальный диаметр штока D2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D2 = 50 мм > D2min ,то D2=50мм удовлетворяет условию на прогиб.

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

,

где .— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

.

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

,

где .— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

.

Результаты расчёта расходов жидкости в гидравлических линиях

При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.

На линии нагнетания диаметр трубопровода dH

.

На линии слива диаметр трубопровода dс

.

На линии всасывания диаметр трубопровода dвс

.

На линии управления диаметр трубопровода dу

Для тонкостенных труб толщина стенки определяется по формуле:

Читайте также:  Сколько фотонов видимого света испускает за 1 с электрическая лампочка мощность

,

где , — временное сопротивление растяжению материала, n = 3 – коэффициент запаса прочности.

, принимаем толщину стенок трубопроводов .

Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа

= 1,25

= 1,6

Источник

Расчет усилия поршневого гидроцилиндра

В этой статье Вы найдете информацию о том, что собой представляет поршневой гидроцилиндр, какие функции он выполняет, принципы, по которым он работает и, конечно же, как можно рассчитать усилие поршневого гидроцилиндра с помощью формулы.

Гидравлический цилиндр — это гидравлический двигатель возвратно-поступательного движения, работающий за счет давления, которое создается внутри цилиндра с помощью жидкости и поршневого механизма. Принцип работы гидроцилиндра заключается в движении поршневого механизма за счет увеличения гидравлического давления с помощью увеличения объема подаваемой жидкости. Основной областью использования гидроцилиндров является тяжелая промышленность. Гидроцилиндры применяются в механизмах гидравлических машин, в качестве исполнительных механизмов. Основной задачей гидроцилиндра является передача силы за счет выполнения возвратно-поступательного движения. Максимальная сила гидроцилиндра зависит от рабочей площади поршня и максимально допустимого давления.

Для того, чтобы изготовить гидроцилиндр необходимо точно знать, какое он усилие должен

вырабатывать. Усилие рассчитывается в тоннах и для его подсчета необходимо знать такие параметры, как диаметр поршня цилиндра(d) и давление насоса гидравлической системы(p). Зная эти данные усилие поршневого гидроцилиндра можно рассчитать по следующей формуле:

где F – усилие гидроцилиндра

p — давление системы

s — диаметр поршня

Чтобы получить точные результаты, необходимо найти площадь поперечного сечения поршня цилиндра (s) . Эта площадь рассчитывается по формуле — s =ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня цилиндра в квадрате. Получив необходимые данные мы можем рассчитать усилие, используя формулу F= p*s.

Приведем пример: предположим p = 150 атмосфер, D= 200 мм, значит s будет равна 3,14*(200 2 )/4= 31400 мм (314 см). Теперь мы можем рассчитать усилие гидроцилиндра F=150ат *314см, где F = 47100, то есть 47 тонн. В данном случае усилие поршневого гидроцилиндра составило 47 тонн.

Поршневые гидроцилиндры являются гидравлическими двигателями, которые преобразуют энергию рабочей жидкости в механическую энергию, за счет чего они получили широкое применение в промышленности и строительстве. Выполняя функцию рабочего органа для крупногабаритных машин гидроцилиндры стали незаменимы в сельском и коммунальном хозяйствах.

Источник