Определение диаметра поршня силового цилиндра

Составим уравнение равновесия поршней силовых цилиндров, пренебрегая силами инерции:

P₁F₁ = P₂F₂ + R + T,

где F₁ - площадь поршня со стороны поршневой полости, м²;
F₂ - площадь поршня со стороны штоковой полости, м²;
R - усилие на штоках, кН;
T - сила трения, приложенная к поршню.

Сила трения T увеличивается с ростом давления жидкости в цилиндре. Ее можно определить по формуле

T = (0,02...0,1)R = 0,08 · 112 = 9,04 кН.

Определим площади гидроцилиндра F₁ и F₂, используя соотношения

и

где υ_ПР и υ_ПХ -скорости поршня при рабочем и холостом ходе.

Преобразуем уравнение к виду

Расход жидкости, поступающий в силовой цилиндр можно определить по формуле

Q = υ_П · F

Если расход жидкости, поступающий в силовой цилиндр при рабочем и холостом ходе одинаков, то

Q = υ_П · F₁ и Q = υ_П · F₂

поэтому

Из этих выражений следует

или

откуда

Следовательно, выражение площади поршня в штоковой полости примет вид:

Подставляя выражения площадей F₁ и F₂ в (2), сможем определить диаметр поршня

Выбор гидроцилиндра

Принимаем стандартный диаметр цилиндра D = 110 мм. По справочнику [6, с.90] выбираем гидроцилиндры общего назначения по ОСТ 22-1417-79 с номинальным давлением P* = 16 МПа.

Габаритные и присоединительные размеры выбранных гидроцилиндров, мм [6, с.96, табл.3.31]

D	S	d	D1	d1	d2	b	rmax	lmin
				M33х2

Поскольку ход штока S = 10D, то его на продольный изгиб можно не проверять.

Посчитаем площадь поршня в поршневой и штоковой полости

Определение расхода рабочей жидкости и выбор насоса

Определяем расход жидкости, поступающий в поршневую полость каждого силового гидроцилиндра

где υ_ПР - скорость перемещения поршня, которая определяется отношением хода поршня к времени рабочего хода

тогда

Подача насоса с учетом утечек рабочей жидкости определится по формуле:

Q_H = (Q_Ц1 + ΔQ_Ц)· z + ΔQ _зол + ΔQ_ПК,

где ΔQ_Ц - утечки жидкости в силовом цилиндре;
ΔQ_зол - утечки в золотнике;
ΔQ_ПК - утечки через предохранительный клапан;
z - число гидроцилиндров.

Утечки должны быть применительно к современным гидроагрегатам

Утечки в силовом цилиндре ΔQ_Ц определим по формуле

Утечки в золотнике

Номинальные утечки находим в табл.2.2 и 2.3 [17].

Утечки через предохранительный клапан примем ΔQ_ПК = 0,1Q_Н. Подача насоса

Определим рабочий объем насоса

где n - частота вращения ротора насоса;
η₀ - объемный КПД насоса,

Выбираем по рассчитанным параметрам пластинчатый насос НПл 80/16 с рабочим объемом 80 см³, номинальной подачей 102 л/мин, номинальным давлением 16 МПа и объемным КПД η₀* = 0,9.

Уточняем расход жидкости, сбрасываемый через предохранительный клапан в бак

ΔQ_ПК = qnη₀ - 2(Q_Ц1 + ΔQ_Ц) - ΔQ _зол =
= 80·10^-3·1500·0,9 - 2(31,9+0,068) - 0,098 = 43,9 л/мин.