Корзина
23 отзыва
+380503449977
+380675522877
ООО Гидро-Максимум
Корзина

Формулы расчёта параметров гидроцилиндов

Формулы расчёта параметров гидроцилиндов

 

Данная формула помогает рассчитать усилие, которое способен развить шток пневмо или гидроцилиндра. 
D - Диаметр цилиндра
S - Площадь поперечного сечения цилиндра
P1 и P2 - Давления в камерах
P - Разница давлений
F - Сила развиваемая системой

 

Формула на расчет усилия гидроцилиндра 

При выборе гидросистемы крайне важно знать необходимое усилие на которое способен гидроцилиндр при заданном давлении. Просчитать его можно по формуле:

Формула на расчет усилия гидроцилиндра 
Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле

Формула на расчет усилия гидроцилиндра 

Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).   

Формула на расчет усилия гидроцилиндра 

 

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра - S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы - P

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы P

Рассчитывается по формуле

F=PxS

Cначала узнаем площадь поперечного сечения гидроцилиндра "S" по формуле: S=ΠD2/4 где П=3,14D2- диаметр поршня гидроцилиндра в квадрате.

Затем зная значение S, рассчитываем усилие гидроцилиндра по формуле F=PxS т.е усилие=площадь сечение х давление в гидросистеме в атмосферах.

Например D=150 мм, P=160 атмосфер. S=3,14*1502/4=17662,5 мм2 (176 см2)

Далее F=176х160=28160 кг/см2 (28 тонн)

Толкающее усилие данного гидроцилиндра будет равняться примерно в 28 тонн.

Данные расчеты используют при проектировании гидравлических  домкратов, движущихся полов, прессов.

 

Как выбрать гидроцилиндры на штоки, которых приходится большая нагрузка. На 2 вертикальных гидроцилиндра приходится 15 кН, на один горизонтальный 7,5 кН.

Расчет будем вести по двум вертикальным гидроцилиндрам, с нагрузкой на 2 штока 15 кН.

Расчетная величина внешней нагрузки, приведенная к штоку одного цилиндра:

 .

Выбираем тип крепления вертикальных гидроцилиндров – жесткая заделка, ход штока 560 мм.

Выбираем тип крепления горизонтального гидроцилиндра – шарнирный, ход штока 560 мм.

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

 , примем усилие  , где k – коэффициент запаса.

Определим эффективную площадь поршня S1 =  , где  - КПД механический, равен 0,85…0,95, примем 0,9,  - перепад давлений, принимается на 10..20% меньше номинального давления,

 

S1 =  ,

Так как S1 =  , тогда диаметр поршня определится как 

Принимаем стандартное значение диаметра .

Тогда диаметр штока  , примем стандартное значение  .

Выписываем параметры выбранного гидроцилиндра:

 ; 

Уточним эффективную площадь в поршневой полости

S1 =  = 5027мм2 ≈ 0,005 м2;

Уточним эффективную площадь в штоковой полости S2:

S2 =  = 3063мм2≈0,003м2.

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в штоковую полость цилиндра

 ,

Проверка условия  . Условие выполнено.

 

Расчет гидроцилиндра на устойчивость

Зная фактическое расчетное усилие на штоке Fр= 24230 H, определяем критическое усилие Fкр. по формуле:

 , где m = 2- коэффициент запаса прочности. Тогда  

 

Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока  :  , 

где Е= 2,1•10МПа - модуль упругости для материала штока;

lпр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.

Определим lпр :

 ,

Где  - длины концевых участков крепления цилиндров;  - длина хода штока.

Длина продольного изгиба будет равна  .

Получаем  .  

Определим необходимый диаметр штока:   .

То есть минимальный диаметр штока D2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D= 50 мм > D2min ,то D2=50мм удовлетворяет условию на прогиб.

 

 

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

 ,

где  .- объемный КПД гидроцилиндра,  =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

 .

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

 ,

где  .- объемный КПД гидроцилиндра,  =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

 .

 

Результаты расчёта расходов жидкости в гидравлических линиях

Вид операции Расходы жидкости в гидролиниях      
нагнетания слива      
10-5 м3 л/мин 10-5 м3 л/мин  
Выдвижение штока 5.077 3.046 3.094 1,856
Втягивание штока 92.82 55.692 152.3 91.392

 

 

 

 

 

При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.

На линии нагнетания диаметр трубопровода dH

 .

На линии слива диаметр трубопровода dс 

 .

На линии всасывания диаметр трубопровода dвс

 .

На линии управления диаметр трубопровода dу

  

 

Для тонкостенных труб толщина стенки определяется по формуле:

 ,

где  ,  - временное сопротивление растяжению материала, n = 3 – коэффициент запаса прочности.

 , принимаем толщину стенок трубопроводов  .

 

Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа

 

Диаметр поршня

Диаметр штока

КПД

= 1,25

= 1,6

механический

объемный

40

18

25

Не менее 0,98

0,95

50

22

32

63

28

40

80

36

50

100

45

63

110

50

70

125

56

80

140

63

90

160

70

100

180

80

110

200

90

125

 

Ход поршня выбирают из следующего ряда номинальных значений:

80, 100, 110, 125, 160, 180, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600.

 

В каталог гидроцилиндров

Предыдущие статьи