Лабораторная работа "Классификация, устройство и расчет гидроцилиндров"

Цель работы

Закрепить теоретические знания по устройству гидроцилиндров, расчету основных параметров. Изучить основные неисправности и способы монтажа гидроцилиндров.

Задача

Силовой гидравлический цилиндр нагружен силой F=70 кН и делает n=5 двойных ходов в минуту. Длина хода поршня h=120 см, диаметр поршня D=130 мм, диаметр штока d=75 мм. Определить давление масла, потребную подачу и среднюю скорость поршня. Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра ηмех=0,95, а объемный КПД ηо=0,98.
Контрольные вопросы
1.Классификация гидроцилиндров.
2.Формулы для расчета основных параметров.
3.Неисправности гидроцилиндров и причины их вызывающие.
4.Основные правила монтажа гидроцилиндров.
5.Основными исходными параметрами, определяющими выбор типа рабочей жидкости.

Отчет о лабораторной работе

Классификация, устройство и расчет гидроцилиндров

 Цель работы

Закрепить теоретические знания по устройству гидроцилиндров, расчету основных параметров. Изучить основные неисправности и способы монтажа гидроцилиндров.

1. Задача. Силовой гидравлический цилиндр нагружен силой F=70 кН и делает n= 5 двойных ходов в минуту. Длина хода поршня h = 120 см, диаметр поршня D = 130 мм, диаметр штока d = 75 мм. Определить давление масла, потребную подачу и среднюю скорость поршня. Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра η_мех = 0,95, а объемный КПД  η_о = 0,98

Расчет гидроцилиндра

Площадь поршня в поршневой полости 1 и в штоковой полости 2 соответственно

F₁ = πd²/4; F₂ = π(D² – d²)/4;

Рассчитываем только F₁:     F₁= πD²/4 = 3,1416∙0,130²/4 = 0,0133 м².

Усилие, развиваемое штоком гидроцилиндра при его выдвижении равно нагружающей силе:

R₁ = F₁∙P₁∙k_тр = F =70 кН.

где k_тр = 0,9…0,98 - коэффициент, учитывающий потери на трение, кпд механический; Р₁ – давление в поршневой полости, так как давление в штоковой полости не учитываем;

Из этого уравнения найдём давление масла на входе:

Р₁ = R₁/(F₁∙k_тр) = 70∙10³/(0,0133∙0,95) = 5,55∙10⁶ Па = 5,55 МПа.

Расход масла за цикл равен объёму масла в поршневой полости, тогда подача масла равна:

Q = F₁∙h∙(n/60)/η_о = 0,0133∙1,20∙(5/60)/0,98 = 0,00136 м³/с = 1,36 л/с.

Средняя скорость перемещения поршня:

υ₁ = 4Q/(πD²) = 4∙0,00136/(3,1416∙0,130²) = 0,102 м/c = 10,2 см/с.

Это скорость перемещения за цикл, так как обратный ход поршня занимает некоторое время, то фактическая скорость при прямом ходе несколько выше.

Ответ: Р₁ = 5,55 МПа; Q = 0,00136 м³/с = 1,36 л/с; υ₁ = 10,2 см/с.