Прочностнымирасчетамиопределяюттолщинустенокцилиндра, толщинукрышек (головок) цилиндра, диаметрштока, диаметршпилекилиболтовдлякреплениякрышек. Взависимостиотсоотношениянаружного ивнутреннего диаметровцилиндрыподразделяютнатолстостенныеитонкостенные. Толстостенныминазываютцилиндры, укоторых , атонкостенными - цилиндры, укоторых .
Принимаемдлягидроцилиндра, изготовленногоизстальноголитья:
= 100МПа, =0,29 [9]
, м(2.8) |
где - толщинастенкитолстостенногоцилиндра, м;
- внутреннийдиаметргильзыгидроцилиндра, м;
- рабочеедавление, максимальновозможноевнутреннееизбыточноедавлениесучетомвсехпредполагаемыхрабочихсостояний, включаягидравлическийудар, Па;
- коэффициентпоперечнойдеформации (коэффициентПуассона)
- допускаемоенапряжениенарастяжение, Па;
9) толщинуднищагидроцилиндраопределяютпоформуле[1, 13]
= 0,433 , (2.9)
где - толщинаднищацилиндра, м;
- внутреннийдиаметрднищацилиндра, м;
> 14 мм
Такимобразом, врасчетгидроприводаотгибателя конца полосы рулона разматывателявходитрасчетосновногоисполнительногоэлемента–гидроцилиндра. Основнымигеометрическимиразмерамигидроцилиндраявляются: диаметргильзы, диаметрштока, толщинаднищаистенкигильзы. Расчетныезначения: D1 = 0,125 м, D2 = 0,056 м, dдн= 90,2мм, = 0,014 м[10].
2.3.4 Определение расхода жидкости в гидродвигателеотгибателя конца полосы рулона разматывателя
1) расчетныйрасходжидкости Q, подаваемыйвпоршневуюполостьгидроцилиндра, определяетсяпоскоростиперемещенияштока, связанногосозвеньямимашиныиплощадипоршня. Сучетомутечекжидкостивгидроцилиндреопределимрасход
, | (2.10) |
где - расходжидкостивпоршневойполости,м3/с;
- скоростьвыдвиженияцилиндра,м3/с;
- площадьплунжера,м2;
- объемныйКПДгидроцилиндра, .
Расчетныйрасходвгидролиниисливаизштоковойполостиопределимпоформуле:[10].
(2.11)
гдеQ’сл- расходжидкостивгидролиниислива,м3/с
- площадьпоршня,м2.
- площадьштока,м2.
- объемныйКПДгидроцилиндра, .
- скоростьвыдвиженияштока, м/с
2) расчетгидроцилиндранаустойчивость
Всегидравлическиецилиндрырассчитываютсянаустойчивость. Приложениекцилиндручрезмернойосевойнагрузкиможетпривестикпродольномуизгибуштока (потериустойчивостивосевомнаправлении).
Принимаем = 1,5
Наиболеепредпочтительноприменениешарнирногокрепления
, | (2.12) |
где - коэффициентпродольногоизгиба, иликоэффициентзакрепления(рисунок 2. 4);
- расчетнаядлина (привыдвинутомштоке), м.
Рисунок2.4 - Способзакреплениягидроцилиндраизначениекоэффициентазакрепления
3) определяемкритическоеусилиенаштоке [10].
, (2.13)
где - усилиенаштоке, Н;
- критическоеусилиенаштоке, Н;
- коэффициентзапасапрочности.
Принимаем:m= 3
4) моментинерцииштокаопределимизформулы
(2.14)
где Fкр– критическое усилие на штоке, Н;
Е – модуль упругости, для стали Е = 2,1 105Мпа;
J–коэффициент приведения длины, выбирается в зависимости от способа монтажа цилиндра, = (рисунок 2.4)
5) определение минимального диаметра штока
Dmin =
56 мм > 41 мм
Dmin<D– условие устойчивости выполняется
Таким образом, основнымигидравлическимипараметрамигидроприводаотгибателя конца полосы рулона разматывателяявляетсярасходидавление.Расчетныезначения: Q=72л/мин, p1 = 12,5МПа.
Дляобеспечениягерметичности гидроцилиндравыбранышевронныеманжетынапоршнеиштоке.Гидравлическийцилиндррассчитаннаустойчивость, условиеустойчивостивыполнено.
2.3.5Выбор уплотнений гидродвигателяотгибателя конца полосы рулона разматывателя
Вкачествеуплотнителейпоршняиштокарекомендуетсяиспользоватьэластомерныематериалы - шевронныефторопластовыеманжеты(рисунок2.5.)
1 - поршень; 2 - уплотнения; 3 - гильза
Рисунок2.5- Шевронныеуплотнения
Количествоманжетназначаетсявзависимостиотуплотняемогодиаметраидавления[10].
55<D1<280
Дляпоршняпринимаем 4 манжеты, т.к. 55<125<280 мм;
дляштокапринимаем 4 манжеты, т.к. 55<56<280 мм
Среднюювысоту однойманжетыдляпоршняиштокапринимаем 7 мм–вуплотненияхсчетырьмяманжетами (рисунок2.6).
1 - поршень; 2 - гильза; 3 - зазор; 4 - манжета;
5 - армирующеекольцо
Рисунок2.6 - Уплотнениепоршня