Расчет и проектирование загрузочного устройства
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?идроцилиндра (р1 - в поршневой и р2 - в штоковой ) с учетом сил трения в уплотнительных узлах поршня и штока при установившемся движении определяется согласно уравнению:
р1 тАв S1 - р2 (S1 - S2) - F -T1 - T2 =0;
где р1- давление в поршневой полости гидроцилиндра;
р2 = 0,2 МПа, - давление в штоковой полости гидроцилиндра (р2= потеря давления в линии слива и ? 0,2 МПа;
S1 и S2 - рабочие площади соответственно поршня и штока;
Определим S1:
S1 = == 8655 мм2;
Определим S2:
S2 = == 1963 мм2;
Тогда давление в полости гидроцилиндра р1 определяется по формуле:
р1 =;
р1 = =0.76 МПа;
Толщина стенки гильзы определяется по величине давления р1 и допускаемому напряжению[р]:
= + а1, мм;
где а1 - допуск на обработку;
а1 =0,8мм.;
- допускаемое напряжение растяжения;
Для стального литья ? (80-100) МПа;
=90 МПа;
= + 0,8 =0.44мм;
=1мм.;
Выбор способа крепления гидроцилиндра и определение минимального диаметра штока из условий прочности при расчете на устойчивость.
Рис. 2.2 К расчету гидроцилиндра.
Зная расчетное усилие F = 3277H, определяем критическое усилие Fкр.по формуле:
F= F кр /m;
где m = 2-3- коэффициент запаса прочности;
m=2;
F кр= F тАв m= 3277 тАв 2=6594H;
Зная критическую силу можно определить момент инерции i :
F кр = ;
где iш - момент инерции штока,мм4;
Е= 2,1105 МПа - модуль упругости;
?пр. - длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.
Определим ?пр :
?пр=0,5( ?1+2тАв?хода+?2);
где
?1 = 200мм - конструкционные размеры;
?хода =300 мм - длина рабочего хода;
?2 =200мм - конструкционные размеры;
?пр=0.5(200 + 2 тАв 300 + 200)=500мм;
Из формулы выразим i штока:
iш = = = 3359 мм4;
Для определения i штока используют и такую формулу:
i штока=
тогда
D2min = / ==16.6мм;
То есть минимальный диаметр штока D2min = 16.6мм;
Так как принятый ранее D2 = 50мм > D2min , то D2 =50мм, удовлетворяет условию прочности.
2.3.2 Определение расхода жидкости в гидроцилиндре
Расчетный расход жидкости, подаваемой в поршневую полость гидроцилиндра с учетом утечек жидкости в гидроцилиндре:
Q = (VтАвS1)/;
где S1 =8655 мм2=0.008655 м2;
.- объемный КПД гидроцилиндра, значение которого при использовании манжетных уплотнений =0,99;
V - скорость движения штока гидроцилиндра
Принимаем V=0.25 м/с.
Q = (0,25 тАв 0.008655)/0,99=0,0021856м3/с=0,1311 м3/мин.;
Расчетный расход гидролинии слива (подача жидкости в штоковую полость гидроцилиндра) с учетом утечек жидкости в гидроцилиндре:
Qсл=[V(S1 - S2)]/ ;
Qсл=[0,25(0,008655 - 0,001963)]/ 0,99= 0.0017 м3/с= 0,102 м3/мин;
2.4 Расчет гидроцилиндра отсекателя
2.4.1 Расчет гидроцилиндра
Внутренний диаметр D1 гильзы гидроцилиндра вычисляется по найденному значению расчетной нагрузки на гидроцилиндр F и давлению без учета потерь:
D1 =,
где F =1078 H - расчетная нагрузка на гидроцилиндр;
= 0.4 МПа - давление в системе;
D1= = 58.6 мм;
Найденное значение D1 округляется до ближайшего нормального:
D1 =65 мм;
Диаметр штока D2 выбирается из соотношения:
D2 / D1 =0,4тАж.0,5;
D2= (0,4тАж..0,5) тАв D1
D2 = 0,45 тАв 65 =29,6 мм;
Найденное значение D2 округляется до ближайшего нормального:
D2 =32 мм;
В качестве уплотнений поршня и штока рекомендуется использовать эластомерные материалы, резинотканевые шевронные манжеты.
Количество манжет назначается в зависимости от уплотняемого диаметра и давления.
При давлении 0.4 МПа количество манжет n принимается равным:
На поршень: D1=65 мм.;
для 55<D?280 мм;
n1=4 шт.
На шток: D2 =32 мм; для 55 ? D2;
n2 =3 шт.;
Среднею высоту h одной манжеты можно принять равной 6 мм, в уплотнении с четырьмя манжетами:
h1=6 мм
И h= 4 мм - в уплотнениях с тремя манжетами:
h2=4 мм.
Сила трения Т для резинотканевых уплотнителей из шевронных манжет определяется по формуле:
Т =Т тАв D тАв h тАвn тАв,
где D - уплотняемый диаметр, мм;
h - высота манжеты, мм.;
n - число манжет;
- напряжение силы трения (удельное трение);
?0,2МПа;
Сила трения Т1 в уплотнении поршня:
Т1 =тАв D1тАвh1тАвn1тАв = 3,14 тАв 65 тАв 6 тАв 4 тАв 0,2 = 980 H;
Сила трения Т2 в уплотнений штока:
Т2 =тАв D2тАвh2тАв n2тАв = 3,14 тАв 32 тАв 4 тАв 3 тАв 0,2 = 241 H;
Давление жидкости в полостях гидроцилиндра (р1 - в поршневой и р2 - в штоковой ) с учетом сил трения в уплотнительных узлах поршня и штока при установившемся движении определяется согласно уравнению:
р1тАвS1- р2 (S1-S2)-F-T1-T2 =0;
где р1- давление в поршневой полости гидроцилиндра;
р2 = 0,2 МПа, - давление в штоковой полости гидроцилиндра (р2= потеря давления в линии слива и ? 0,2 МПа;
S1 и S2 - рабочие площади соответственно поршня и штока;
Определим S1:
S1 = == 3318 мм2;
Определим S2:
S2 = == 804 мм2;
Тогда давление в полости гидроцилиндра р1 определяется по формуле:
р1 =;
р1 = =0,83 МПа;
Толщина стенки гильзы определяется по величине давления р1 и допускаемому напряжению[р]:
= + а1, мм;
где а1 - допуск на обработку;
а1 =0,8мм.;
- допускаемое напряжение растяжения;
Для стального литья ? (80 -100) МПа;
=90 МПа;
= + 0,8 =0,29мм;
=1 мм.;
Выбор способа крепления гидроцилиндра и определение минимального диаметра шток