2. Расчет, выбор гидроаппаратуры

2.1. Расчет мощности гидропривода и рабочего давления

Мощность гидродвигателя равна , при такой мощности, рекомендуемое номинальное давление 6,3….10 МПа, принимаем номинальное давление 6,3 МПа.

2.2. Расчет гидроцилиндров

Выбираем 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 м^2;

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.

2.3. Определение толщины стенки гидроцилиндра

Расчет труб на прочность сводится к определению толщины их стенок. Условие прочности на растяжение для стенки гидроцилиндра:

где - допускаемое напряжение растяжения, для высокосортного чугуна.

40 МПа (справочные данные).

Тогда, толщина стенки должна быть не менее

= = , принимаем =7 мм.

2.4. Расчет гидроцилиндра на устойчивость

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

,

где m = 2- коэффициент запаса прочности.

Тогда

Рисунок 1.1. Схема крепления гидроцилиндра

Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока :

,

где Е= 2,1•10⁵ МПа - модуль упругости для материала штока;

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

Определим l_пр :

,

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

Длина продольного изгиба будет равна .

Получаем .

Определим необходимый диаметр штока:

.

То есть минимальный диаметр штока D_2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D₂ = 50 мм > D_2min ,то D₂ =50мм удовлетворяет условию на прогиб.