Расчет гидроцилиндра

Страница 1

Рассмотрим пример расчета и конструирования гидравлического подъемника для вывешивания автомобилей на осмотровой канаве.

Для расчетов нам необходимо выбрать исходные параметры:

Грузоподъемность (Q) принимается равной максимальному значению расчетной нагрузки;

Высота подъема (H) должна обеспечивать вывешивание колес при установки опорной подставки под балку моста и иметь некоторый запас с учетом деформации рессор. Одновременно следует стремиться к уменьшению массы и габаритов подъемника. С учетом сказанного можно принять высоту подъема Н=250…300 мм для легковых автомобилей и Н=300…500 мм для грузовых;

Производительность (время подъема на заданную высоту) подъемника с ручным приводом ограничена физическими возможностями и определяется в процессе проектирования;

Диаметр (D) рабочего цилиндра подъемника выбирается исходя из его производительности и усилия на плече подъема. Практика показывает, что этим требованиям удовлетворяет D=100 мм. Однако, если последующие расчеты покажут неприемлемость принятого размера, то его можно скорректировать в ту или иную сторону.

Остальные параметры гидроподъемника определяются расчетным путем. Для проектирования канавной тележки с гидравлическим подъемником, мы учитываем параметры смотровых канав, на которых они будут использоваться, тип и модификацию подвижного состава и агрегатов, для демонтажа которых она предусматривается. Ширина смотровой канавы составляет 900мм для легковых автомобилей и 1100мм для грузовых автомобилей. Используя комплект дополнительных расширительных колес, можно использовать ее в обоих случаях. Так как она должна удовлетворять потребности, как при ремонте легковых автомобилей, так и грузовых, нужно правильно подобрать высоту подъема. Необходимо предусмотреть разницу в дорожных просветах, весе и габаритах агрегатов. Минимальный дорожный просвет легкового автомобиля составляет 100мм, максимальный просвет грузового автомобиля составляет более 300мм. Поэтому необходимо сделать конструкцию таким образом, чтоб подъемник достал до агрегатов трансмиссии, опустил их и имел возможность беспрепятственно выкатить из под автомобиля. Высота агрегатов легкового автомобиля составляет в среднем 300мм, грузовых автомобилей до 500мм и более. Высоту подъема мы выберем около 600мм и дополнительно снабдим конструкцию канавной тележки возможностью изменения положения поперечной балки. Поскольку нам необходимо получить компактный размер и относительно большую высоту подъема, целесообразно применить двухплунжерный гидроцилиндр. Грузоподъемность выберем 3000Н. Пример расчета взят из [5]. Трубы для гидроцилиндра взяты в соответствии с [6].

Сила на штоке для толкающих гидроцилиндров:

откуда

,

где D – диметр поршня гидроцилиндра, см;

р – давление масла на поршень 2,0…7,5 МПа (20…75кгс/см2);

η – КПД гидроцилиндра, η=0,85…0,95;

(20,1 кгс/см2)

Зная давление масла в нутрии цилиндра и толщину его стенок, можно проверить его на прочность. Так как гидроцилиндр был принят двухплунжерным, необходимо рассчитать на прочность стенки самого гидроцилиндра и стенки направляющего плунжера.

Проверка гидроцилиндров на прочность выполняется по формуле

где R и r – наружный и внутренний радиусы гидроцилиндра, см;

р – давление жидкости в гидроприводе, кгс/см2;

σр – напряжение растяжения на внутренней поверхности стенки гидроцилиндра, кгс/мм2;

[σр] – допускаемое напряжение на растяжение:

- для углеродистой стали [σр]=11…12 кгс/мм2 ([σр]≈110…120МПа);

- для легированной стали [σр]= 15…18 кгс/мм2 ([σр]≈150…180МПа).

Проверка направляющего плунжера гидроцилиндра на прочность

кгс/мм2

Проверка внешнего гидроцилиндра на прочность

кгс/мм2

Диаметр плунжера насоса (d) может быть определен из уравнения моментов от сил, действующих на рычаг исходя из расчетной схемы (3.1.)

,

откуда ,

где - усилие на штоке плунжера насоса, Н (кг);

- усилие рабочего на рычаге, Н (кг);

и - длина плеч рычага, м.

В свою очередь усилие на штоке зависит от диаметра плунжера (d) и давления (р) в цилиндре и определяется по формуле