Расчет и выбор диаметра гидроцилиндра

По конструктивным особенностям гидроцилиндры классифицируются по типам, приведенным в табл. 6.5

 

Таблица 6.5 – Классификация и условные обозначения гидроцилиндров

 

Тип гидроцилиндра	Конструктивные особенности	Обозначение в схемах
Одностороннее действие	Без указания способа возврата поршня со штоком
Возвратом поршня со штоком пружинной
Плужерный
Телескопический
Двустороннее действие	С односторонним штоком
С двухсторонним штоком
Телескопический двухстороннего действия
Гидроцилиндр с демпфером	Гидроцилиндр с демпфером двухсторонний
Гидроцилиндр с демпфером односторонний
Гидроцилиндр с регулиремым торможением	С одной стороны
С двух сторон
Гидроцилиндр двухкамерный	Гидроцилиндр двухстороннего действия

 

 

Внутренние диаметры поршневых гидроцилиндров, выпускаемых нашей промышленностью представлены нижеследующим стандартным рядом (в мм): 40, 45, 55, 60, 65, 68,75, 80, 85, 90, 100,110, 120, 126, 130, 140, 145, 150, 180, 200, 220. Здесь не отражены гидроцилиндры уникальных горных машин, кузнечнопрессового и другого оборудования.

Расчетный диаметр гидроцилиндра определяется по формуле

 

D= ^0,5 (6.3)

 

где - разность давлений на входе и выходе гидроцилиндра, ∆P - принимают равным - принятому ранее рабочему давлению в гидросистеме, Па.

F_ш – усилие на штоке, принимаемое на 20% больше заданного F, т.е. F_ш=1,2·F; H.

По расчетной величине D_p из табл. 6.6 [23] принимается марка стандартного гидроцилиндра общетехнического назначения и приводится его техническая характеристика.

Таблица 6.6 – Гидроцилиндры общетехнического назначения

Марка гидроцилиндра	Давление, МПа	КПД	Усилие кН	Ход штока, мм	Диаметр цилиндра, мм	Диаметр штока	Тип уплотнений
Номинальное	Максимальное	Толкающие	Тянущие
Ц-55-101-0001		17,5	0,91	33,2	23,3				Резиновые кольца
Ц-75-1Ш-001А		17,5	0,91						Резиновые кольца
151.40.040.3А			0,80		37,5				Резиновые кольца
Ц-90-121-2001А		17,5	0,91						Резиновые кольца
Ц-90М		17,5	0,91						Резиновые кольца
ЦП0-1414001А		17,5	0,91						Резиновые кольца
18-26-270			0,93	125,8					Резиновые манжеты, шевроны, кольца
Ц110А-1414001			0,91						Резиновые Кольца
Ц125.250.160.001-I			0,92						Резиновые Кольца

 

 

Продолжение табл. 6.6

Ц125.250.160.001-П			0,92						Резиновые Кольца
Ц700А.34.29.000			0,91	171,1					Резиновые Кольца
Ц125.1000.160.011 с клапанной разгрузкой			0,91	196,1					Манжеты, шевроны, кольца
Ц140х1250-33 с клапанной разгрузкой			0,91						Манжеты, шевроны, кольца
Ц160х1400-33 с клапанной разгрузкой			0,91						Манжеты, шевроны, кольца

 

В случае особых условий (малые усилия и давления) можно воспользоваться таблицей 6.7 для выбора диаметров поршня (D) и штока (d) с учетом отношения площадей в бесштоковой и штоковой частях гидроцилиндра φ.

 

φ=D²/(D²-d²)

 

При этом следует ориентироваться на величину φ, равную: φ =1,25, φ =1,33, φ =1,4 – для гидроцилиндров и φ =2,5, φ=5 – для плунжеров.

 

Таблица 6.7 - Отношение площадей поршневой и штоковой полостей цилиндра φ по ГОСТ 6540-68(D и d указаны в мм)

 

 

φср	D
1,05	d φ	-	-	1,07	1,07	1,06	1,07	-	to 1,07	-	1,00	1,07	1,07	1,07	1,07	1,06	1,07	1,07	1,07
1,12	d φ	-	1,12	1,11	1,10	1,11	1,11	1,12	1,10	-	1,11	1,11	1,11	1,11	1,11	1,11	1,11	1,12	1,11
1,25	d φ	1,19	1,21	1,16	1Л9		1,24	1,2b	1,25	1,25	1,24	1,25	1,25	1,26	1,25	1,25	1,25	1,26	1,26
1,33	d φ	1,33	1,33	1,33		1,30	1,33	1,33	1,33	1,31	1,33	1,33	1,35	1,36	1,33	45 133		1,35	1,34
1,4	d φ	-	-	-	-	1,16	1,46	1,45	1,43	-	1,16	-	1,48	-	1,46	1,45	1,46	1,19	1,46
1,6	d φ	-	-	10. 1,64	1,56	1,69	1.64	1,60	1,64	1,63	1,69	1,70	1,67	1,70	1.64	1,63	1.66	1,68	1,69
	d φ	-	-	-	1,96	2,0	1,90	1,93	1,96	2,02	2,08	2,04	2,04	2,04	1,96	1,96	1,90	2,12	2,08

 

Продолжение табл. 6.7

2,5	d φ	-	-	-	-	2,7	2,57	28 2,.S3	2,78	2,78	2,78	2,82	2.70	2,78	2,63	2,53	2,78	3,02	2,78
	d φ	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5,26	4,93	4,76	5,26	4,27	4,76	5,26	5,76	4,43
1,06	D
d φ	1,07	1,07	1,07]	1,07	1,07	1,07	1,07	1,07	90 1,07	1,07	1,06	1,07	1,07	1,07	1,07	1,07	1,06	1,07
1,12	d φ	1.11	1,1	56 1.11 1	1.11	1.11	1.11	1.11	1.11	1.10	1.11	1.11	1.11	1.11	1.11	1,11	1,12	1,11	1,11
1,25	d φ	1,25	1,25	1,25	1,25	1,26	1,24	1,25	1,24	1,25	1,25	1,25	1,24	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25
1,33	d φ	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,31	1,33	1,33	1,35	1,35	1,33	1,33	1,33
1,4	d φ	1,48	1,46	1,15	1,43	1,48	1,46	1,48	1,46	1,45	1,43	1,45	1,46	1,46	1,48	1,46	1,46	1,45	1,46
1,6	d φ	1,70	1,64	1,60	1,64	1,68	1,69	1,70	1,64	1,60	1,64	1,63	1,69	1,71	1,67	1,67	1,64	1,63	1,66
	d φ	2,04	1,90	1,93	1,96	2,12	2,08	2,04	1,90	1,93	1,96	2;02	2,08	2,04	2,04	1,98	1,96	1,96	2,02
2,5	d φ	2,61	2,57	2,53	2,78	3,02	2,78	2,61	2,57	2,53	2,78	2,78	2,78	2,82	2,70	2,65	2,63	2,65	2,78
	d φ	4,43	4,27	4,76	5,26	200 5,76	4,43	250 4,93	4,27	4,76	5,26	4,76	5,26	4,93	4,78	4,70	4,71	4,76	5,26

 

 

В случае заданного усилия обратного движения штока (F_шо) за счет давления рабочей жидкости производится проверка его обеспечения по формуле:

≤ (6.4)

 

Если не удается выбрать диаметр гидроцилиндра из приведенного выше ряда диаметров типовых поршневых гидроцилиндров, то в курсовом проекте допускается принять свой, оригинальный вариант поршневого гидроцилиндра, а в дальнейшем выполнится расчет его основных конструктивных размеров.

Следует отметить, что у плунжерных гидроцилиндров возврат штока в исходное положение за счет давления рабочей жидкости невозможно. Это осуществляется или за счет веса исполнительного механизма или за счет силы сжатия пружины или другим вспомогательным гидроцилиндром.

Подробно теоретические вопросы различных гидравлических цилиндров изложены в работах [l, 4, 13, 17, 18].

Расход жидкости силовым гидроцилиндром (Q, м3/с):

а) при подаче жидкости в бесштоковую полость (прямой ход)

 

π /(4 (6.5)

 

б) при подаче жидкости в штоковую полость (обратный ход)

 

) (6.6)

 

где пх, ох– заданные скорости движения штока соответственно в прямом и обратном направлениях, м/с;

D и d- диаметры цилиндра и штока, м;

ηо- объемный КПД гидроцилиндра, ηо=0,98 [2].