2. Специальная часть

2.1 Расчёт гидроцилиндра

2.1.1 Выбор исходных данных

Табл. 2.1

Вариант	Нагрузка (усилие), кН	Рабочее давление, МПа	Скорость рабочей подачи, м/с	Длина хода штока, мм	Длина трубопровода
					Всасывания, м	Нагнетания, м	Слива, м
9	31,1	10	0,07	412	0,5	3,7	3,4

Исходные данные.

2.1.2 Определение параметров гидроцилиндра

2.1.2.1 Определение параметров гильзы цилиндра

Внутренний диаметр гильзы гидроцилиндра вычисляется по заданному значению расчетной нагрузки и расчетному давлению без учета потерь.

;

(0.1)

где

- внутренний диаметр гильзы гидроцилиндра, м;

– заданная нагрузка (усилие) на штоке (плунжере), Н;

– заданное рабочее давление, Па

;

_{Выбираем по ГОСТ 6540-68}

_{2.1.2.2 Определение параметров штока гидроцилиндра}

Диаметр штока выбирается из соотношения

;

(0.2)

и округляется до ближайшего значения из рекомендуемых размеров.

;

(0.3)

где

– диаметр поршня, м;

– диаметр штока, м.

Выбираем по ГОСТ 6540-68 D₂=32мм

2.1.2.3 Определение параметров узлов уплотнений

В качестве уплотнителей поршня и штока рекомендуется использовать эластомерные материалы – резинотканевые шевронные манжеты (см. рис.2.1).

Рисунок 0.1. Шевронные уплотнения

1 – поршень; 2 – уплотнения; 3 – гильза.

Количество манжет назначается в зависимости от уплотняемого диаметра и давления.

Т.к. , то исходя из условия мм, принимаем 4 манжеты.

Принимаем среднюю высоту одной манжеты h=5мм в уплотнениях с четырьмя манжетами

Рисунок 0.2. Уплотнение поршня

1 – поршень; 2 – гильза; 3 – зазор; 4 – манжета; 5 – армирующее кольцо.

Сила трения для резинотканевых уплотнителей из шевронных манжет определяем по формуле

;

(0.4)

где

– сила трения в уплотнениях поршня (штока), Н;

– уплотняемый диаметр (поршня или штока), м;

– количество манжет;

– напряжения силы трения (удельное трение), 0,2 МПа.

2.1.2.4 Определение уточнённого рабочего давления

Давление жидкости в полостях гидроцилиндра с учетом сил трения в уплотнительных узлах поршня и штока при установившемся движении определяется согласно уравнению

;

(0.5)

где

– давление в поршневой полости, Па;

– давление в штоковой полости, Па;

и – силы трения соответственно в уплотнении поршня и штока,Н;

и – рабочие площади соответственно поршня и штока, .

Определение рабочих площадей поршня и штока. [6, 25, 26]

Площадь поршня определяется по формуле

;

(0.6)

где

– площадь поршня, ;

– диаметр поршня, м;

Площадь штока определяется по формуле

;

(0.7)

где

– площадь штока, ;

– диаметр штока, м;

Определение давлений в поршневой и штоковой полостях

Давление равно потере давления в линии слива, в которую входят:

– потери давления в реверсивном золотнике, Па;

– потери давления в регулирующем гидроаппарате, Па;

– потери давления в трубопроводе, Па.

Так как все эти потери зависят от расхода жидкости, величина которого неизвестна, то в первом приближении при проведении ориентировочных расчетов можно принять

;

(0.8)

где

и – потери давления соответственно в реверсивном золотнике и регулирующем гидроаппарате при номинальном расходе по паспортным данным этих аппаратов.

Принимаем _, тогда давление в полости гидроцилиндра р1 определяется по формуле

;

(0.9)