8. Определение параметров объёмного гидродвигателя

Расчётная формула для определения главного параметра гидроцилиндра - эффективной рабочей площади поршня выводится из уравнения сил:

p_н.ц S_н - p_{с.ц ·}S_c.л - F_тр.упл - F=0, (8.1)

S_н (p_н.ц - S_c p_с.ц /S_н)=F+F_тр.упл . (8.2)

Используя понятие коэффициента асимметрии двигателя _ц=S_c/S_н, получим

S_н=(F+F_тр.упл)/(p_н.ц-_цp_с.ц) . (8.3)

Уравнение (8.3) можно представить в виде:

S_н=F/(p_ном_г.а _м.ц), (8.4)

где _м.ц=F/(F+F_тр.упл) - механический КПД гидроцилиндра, учитывающий влияние сил трения поршня и штока о корпус гидроцилиндра;

_г.а=(p_н.ц-_ц*p_с.ц)/p_ном - гидравлический КПД аппаратов и соединительных гидролиний. Эта величина отражает потери давления при течении жидкости от насоса к гидродвигателю и обратно.

В формулу (8.4) подставляют приближённое значение механического КПД _м.ц, соответствующее типу двигателя. Ориентиром могут служить экспериментальные значения _м.ц , приведённые в каталогах на гидрооборудование:

_м.ц=0,93...0,97 (табл 8.1).

Таблица 8.1

Значение механического КПД гидроцилиндров в зависимости от вида

уплотнения и диаметра

Уплотнение
резиновыми манжетами			Кольцами
			резиновыми	Чугунными
Диаметр, мм
40-60 0,93	80-125 0,95	110-220 0,97	до 400 0,97	до 5000 0,95

Значение гидравлического КПД _г.а выбирают с учетом потерь энергии и габаритных размеров трубопроводов и аппаратов. Для приводов с расчетной мощностью на выходном звене 0,5…5 кВт в первом приближении можно принять _г.а = 0,75…0,9 2. При дальнейшем расчете эту величину корректируют. Выбранное _г.а принимается в качестве допустимого значения гидравлических потерь привода.

Расчёт S_н (м²) ведётся по максимальной силе F. В рассматриваемом примере F_max=F_р.х, следовательно:

S_н^р.х =F_р.х/(p_ном_г.а_м.ц) (F, Н; p_ном, Па;)

После определения эффективной рабочей площади поршня S_н рассчитывается внутренний диаметр гидроцилиндра D. Диаметр гидроцилиндра находят в зависимости от направления действия рабочего усилия. Если рабочая жидкость под давлением подается в поршневую полость (рис.4.1, схема I, III), то S_н = D²4 и расчетный диаметр цилиндра D (м) находят по формуле

. (8.5)

Для штоковой рабочей полости цилиндра (рис.4.1, схема II, IV) эффективная площадь поршня S_н (м²) равна

. (8.6)

Отсюда диаметр цилиндра d (м)

, (8.7)

 D²/4

где  =  - коэффициент мультипликации, равный отношению

 D²/4 - d²/4

площадей поршневой и штоковой полостей цилиндра. Для предварительного расчета D можно принять  =1,33; 1,65. Гидроприводы с  =1,33 наиболее часто встречаются в станкостроении.