Силові гідроциліндри

Силові гідроциліндри належать до об’ємних гідродвигунів і призначені для надання поступального і зворотно-поступального руху вихідній ланці (штоку). Внаслідок своєї конструкційної простоти і експлуатаційних переваг вони є найпоширенішими гідродвигунами в сучасних машинах з об’ємним гідроприводом. Конструктивно гідроциліндри поділяють на поршневі, плунжерні і телескопічні, а за принципом дії – на одно- і двосторонньої дії (рис. 9.14).

Гідроциліндр односторонньої дії має шток з поршнем, або плунжер, які переміщуються силою тиску, рідини тільки в одну сторону. Зворотний хід штока чи плунжера здійснюється під силою зовнішньої або пружини
/рис 9.14 а,б,д,е,/. Гідроциліндр двосторонньої дії має поршень з одно- або двостороннім штоком./рис. 9.14 в,г/. Робоча рідина підводиться навперемінно в обидві робочі порожнини, і рух штока в прямому і зворотному напрямах здійснюються тиском рідини.

Порожнину гідроциліндра, в якій переміщується шток, називають штоковою, а порожнину, де шток відсутній – поршневою.

В залежності від того, яка порожнина гідроциліндра з’єднана в даний момент з напірною гідролінією, а яка з лінією зливу рідини, їх відповідно поділяють на робочу і зливну.

Без урахування втрат, зусилля, яке розвиває шток гідроциліндра визначають за співвідношенням

,

(9.33)

в якому р_р – тиск рідини в порожнині; S_e – ефективна площа поршня.

Теоретична швидкість переміщення поршня визначається за формулою

(9.34)

де Q – витрата робочої рідини, що находить гідроциліндр.

Рис. 9.14. Схеми гідроциліндрів: а, б – гідроциліндри односторонньої дії з одностороннім штоком; в – гідроциліндр двосторонньої дії з двостороннім штоком; г – гідроциліндр двосторонньої дії з двостороннім штоком; д – плунжерний; е – телескопічний гідроциліндр односторонньої дії

Ефективною площею поршня називають площу торця поршня, на яку діє тиск рідини. Так, з боку безштокової /поршневої / порожнини

, (D – діаметр поршня),

з боку штокової

, (dшт – діаметр штока),

Якщо врахувати об’ємні втрати, то дійсна швидкість переміщення поршня

.

(9.35)

Тоді витрата рідини робочою порожниною гідроциліндра

,

(9.36)

а витрата рідини, що витікає зі зливної порожнини

(9.37)

Для точного визначення величини зусилля на штоці гідроциліндра з урахуванням тертя, опору зливної лінії та інших протидіючих сил потрібно виходити з рівняння рівномірного прямолінійного руху поршня. В такому випадку дійсне зусилля, що розвиває шток гідроциліндра, визначається рівнянням

,

(9.38)

де – механічний ККД гідроцилндра, – сумарна сила протидії з боку зливної порожнини.

В частинному випадку, коли враховується тертя і опір рідини в зливній порожнині, будемо мати

.

(9.39)

В цій формулі р_зл – тиск рідини в зливній порожнині; S_езл – ефективна площа поршня з боку зливної порожнини.

Слід відзначити, що ККД гідроциліндрів визначається в основному механічними втратами енергії на тертя, оскільки .

9.2.3.3 Моментні гідроциліндри або поворотні гідродвигуни

Моментні гідроциліндри або поворотні гідродвигуни (рис.9.15) надають своїй вихідній ланці (валу) зворотно-поворотний рух необмежений кут.

В сучасній техніці поширені, в основному, пластинчасті поворотні гідродвигуни. Основними елементами пластинчастого поворотного гідро двигуна є корпус (циліндр) 3, в якому розміщена поворотна пластина 1, жорстко з’єднана з вихідним валом 2. Пластина ділить циліндр на дві порожнини, які по черзі з’єднуються з лінією високого тиску. Завдяки перепаду тисків в порожнинах циліндра пластина повертається разом з вихідним валом.

Рис. 9.15. Моментний гідроциліндр: 1 – поворотна пластина; 2 – вихідний вал; 3 – циліндр; р₁ – тиск в робочому положенні; р₂ – тиск у зливній порожнині

Витрату масла пластинчастим гідродвигуном з пластиною прямокутної форми визначають за формулою:

(9.40)

де R – зовнішній радіус пластини, м; r – радіус втулки пластини, м; b – ширина пластини, м; щ_д – кутова швидкість вихідного вала, рад/с.

Корисний крутний момент на вихідному валу

(9.41)

Тут р_р – тиск масла в робочій порожнині; р_зв – тиск масла у зливній порожнині.

Крутний момент, який можуть розвивати моментні гідро циліндри досягає 2000...3000 Н·м.

При розрахунках моментних гідроциліндрів можна приймати .

Поиск по сайту: