Расчет гидропривода многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка с числовым программным управлением (стр. 4 из 7)

Подставляя данные в формулу (13), найдем приведенную массу, кг:

,

, (14)

где

– рабочий ход, м; – время рабочего хода, с.

Подставляя найденные значения в выражение (12), получим:

(12.1)

Зная все эти данные, определим величину усилия, развиваемого гидроцилиндром (формула (12)), использовав данные выражений (5.1) и (12.1):

Далее по вычисленному усилию Т и принятому рабочему давлению уточняем диаметр силового гидроцилиндра, м:

(15)

Следовательно, решение формулы (15):

Примем D = 50 мм.

Определим толщину стенок корпуса тонкостенного гидроцилиндра изготовленного из вязкого материала (латунь), мм:

, (16)

где σ – допустимое напряжение материала на растяжение, Р_п – пробное давление,

.

При давлении рабочей жидкости ниже 10 МПа можно использовать алюминиевые трубы или литье из серого чугуна с

МПа.

Наш цилиндр тонкостенный, так как D_H/D<18:

Рассчитаем толщину донышка, причем донышко примем плоское, мм:

(17)

Итог формулы (17):

3.3 Расчёт гидроцилиндра на устойчивость

Допускаемая нагрузка из условий устойчивости, Н:

, (18)

где, К- коэффициент, учитывающий возможное повышение давления в гидросистеме К = 1,15; n_ц – запас устойчивости, принимаемый в зависимости от материала и назначения цилиндра, для чугуна 4…5, примем К = 4,5.

Критическую силу определим по формуле Эйлера, Н:

, (19)

где Е- модуль упругости материала, Е = 22·10⁴МПа; l – полная длина цилиндра с выдвинутым штоком, l = 110 мм; С- коэффициент учета заделки концов цилиндра и штока, С = 2.

Момент инерции цилиндра:

, (20)

где D_H – наружний диаметр цилиндра; D -внутренний диаметр цилиндра. Итог формул (20), (19) и (18):

,

,

.

Из условия устойчивости гидроцилиндра определим допустимое давление жидкости в цилиндре, МПа:

, (21)

Цилиндр является устойчивым, так как рабочее давление меньше допускаемого, т.е. 1·10⁷<2·10¹⁰.

4 Подбор гидромотора

Аксиально-поршневой гидромотор Г15-24

1. Рабочий объем, 68,4

;

2. Номинальное давление, 5

;

3. Номинальный крутящий момент, 50

;

4. Скорость вращения, 1000

;

5. Механический КПД, 0,895;

6. Объемный КПД, 0,95;

7. Полный КПД, 0,85.

5. Подбор трубопроводов

Функциональная связь гидроагрегатов в системе гидропривода осуществляется с помощью трубопроводов различной конструкции. Несмотря на относительную простоту этих элементов, от их правильного выбора зависит надежность работы гидропривода. Большая часть трубопроводов и присоединительной арматуры нормализованы.

Соединительный трубопровод гидропривода разделяют на 3 части: всасывающий и напорный трубопроводы, сливная магистраль. Всасывающим трубопроводом принято называть участок трубопровода гидропривода соединяющий насос с баком. Участок трубопровода, по которому жидкость от насоса поступает в гидравлический двигатель, называется напорным или нагнетательным; участок трубопровода, по которому жидкость отводится из рабочей полости гидродвигателя в резервуар, называется сливным.

Основной характеристикой трубопровода является его условный проход (номинальный внутренний диаметр). Исходными параметрами для определения номинальных внутренних диаметров трубопроводов являются: рабочее давление,расход гидродвигателя, скорость движения рабочей жидкости в данной части трубопровода.

5.1 Определение расхода

При подаче жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра расход

, определяется по формуле:

, (22)

где

– диаметр гидроцилиндра, ;

– рабочий ход поршня, ;

– время, необходимое для совершения рабочего хода, .

Подставляя числа в выражение (22), получим:

Подача насоса должна быть больше расхода, обеспечивающего требуемую скорость рабочего органа гидродвигателя, на величину потерь расхода и приближенно принимается равной:

(23)

Подставив численные значения, получим:

В дальнейших расчетах нам придется применять значение расхода в литрах в минуту. Переведем расход,

:

Переведем подачу,

:

5.2 Допустимые скорости движения жидкости в трубопроводах

В трубопроводах гидропривода рекомендуются следующие величины допустимых скоростей:

- всасывающего трубопровода

;

- нагнетательного трубопровода

;

- сливного трубопровода

.

5.3 Условный проход трубопроводов

При известном расходе и допустимой для соответствующего трубопровода скорости движения жидкости, условные проходы определяются по формуле:

(24)

Подставляя соответствующие значения допустимых скоростей, получим условные проходы:

Для всасывающего трубопровода,

:

Для нагнетательного трубопровода,

:

Для сливного трубопровода,

:

Полученные значения диаметров округляются до ближайшего большего значения по ГОСТ 16516-70. Примем следующие значения диаметров трубопроводов,

: , ,