4.3.3 Кинематический расчет
Допустимая скорость перемещения [28]:
, (93)
где Vдоп – скорость перемещения устройства в точке Б (ось заготовки), м/с;
S – линейный ход устройства, конструктивно принимается S=0,4 м;
∆ - погрешность позиционирования, ∆=0,1 мм;
m – масса перемещаемых частей, m=50 кг.
(м/с).
Принимаем скорость движения заготовки Vз=0,03 м/с.
Угловая скорость устройства подъема:
, (94)
(с-1)
Скорость устройства в т.А (движущая скорость на штоке гидроцилиндра):
Vд1=Vд2=w×r, (95)
Vд1=Vд2=0,174×0,115=0,02 (м/с).
4.3.4 Расчет силового гидроцилиндра
Исходные данные для расчета:
конструкция – двухсторонний, не симметричный;
тяговое усилие F=700 Н;
скорость прямого хода – V=1,8 м/мин = 0,03 м/с;
длина хода – 400 мм.
В качестве рабочей жидкости для гидропривода всей системы выбрано масло ИГП-18, кинематическая вязкость ν=18,5 сСт.
Выбор рабочего давления в штоковой полости гидроцилиндра.
Используя формулу (67), имеем:
,
где D – диаметр поршня цилиндра, мм; конструктивно по ГОСТ 6540-68 принимается стандартный D=40 мм;
d – диаметр штока, по ряду стандартных размеров принимаем d=20 мм.
(МПа).
Усилие, развиваемое гидроцилиндром при обратном ходе по формуле (69):
,
(Н).
Расход масла определяется по формуле (70):
,
(м3/с) = 2,3 л/мин.
Используя формулу (71), определяем скорость штока при обратном ходе:
,
(м/с) = 2,5 м/мин.
Выбор конструкции и типа уплотнений поршня и штока гидроцилиндра.
Конструкция и тип уплотнений поршня и штока гидроцилиндра принимается аналогично гидроцилиндру в рычаге коренных шеек - кольцо резиновое уплотнительное круглого сечения. Основные размеры колец по ГОСТ 6969-54:
- уплотнения поршня D=40 мм, d=36 мм;
- уплотнения штока D=26 мм, d=22 мм.
Расчет корпуса гидроцилиндра.
Внутренний диаметр расточки корпуса соответствует диаметру поршня и принимается dк=40 мм.
Используя формулу (72), имеем:
,
(мм).
Для обеспечения жесткости гидроцилиндра принимаем толщину стенки δ=4 мм.
Расчет потерь давления в трубопроводе.
Безразмерное число Рейнольда по формуле (73):
,
где d – внутренний диаметр трубопровода, d=4,6 мм.
.
Поскольку Rе меньше критической величины [Rе]=2100, поток масла в трубопроводе ламинарный, поэтому потери давления определяем по формуле (74):
,
где d – внутренний диаметр трубопровода, d=4,6 мм;
L – длина трубопровода, мм; L=2 м.
(МПа).
Так как потери слишком малы, далее их можно не учитывать.
Наружный диаметр корпуса считаем по формуле (75):
D=d+2δ,
где d – внутренний диаметр корпуса, d=40 мм;
δ – толщина стенки гидроцилиндра, δ=4 мм.
D=40+2×4=48 (мм).
Принимаем D=48 мм.
Корпус гидроцилиндра изготавливается из стальных труб бесшовных горячекатаных по ГОСТ 8734-75.
Для крепления гидроцилиндра из расчета на смятие определяем диаметр проушины по формуле (81):
,
где [δ] – допускаемое напряжение для опоры скольжения, [δ]≈20 МПа.
(мм).
Принимаем диаметр проушины D=15 мм.
Т.к. ход поршня S>8D, требуется расчет гидроцилиндра на устойчивость.
Осевой момент инерции штока рассчитывается по формуле:
, (96)
где d – диаметр штока, d=22 мм.
(мм4).
Критическая сила для потери штоком устойчивости:
, (97)
где Е – модуль Юнга I рода, Е=200000 МПа;
lш – длина штока, lш=400 мм
(кН).
Условие устойчивости: Ркр≥F
Т.к. 46000 Н > 700 Н, условие устойчивости выполнено, значит шток устойчив.
0 комментариев