Основными параметрами, по которым выбираются гидроцилиндры, являются: рабочее давление в цилиндре рц, внутренний диаметр цилиндра D и диаметр штока d, ход поршня l, число циклов (двойных ходов) в минуту n или скорость перемещения штока v.
Для гидромоторов основными являются номинальный крутящий момент Mг, частота вращения выходного вала nг, перепад давления Dрг и рабочий объем Vо.
При последовательном включении нескольких гидродвигателей перепад давления в системе:
,
где Dргi – перепад давления на i-м гидродвигателе; i = 1, 2… n – число гидродвигателей.
Для определения внутреннего диаметра гидроцилиндра D используют уравнение равновесия поршня. В качестве примера рассмотрим гидроцилиндр с односторонним штоком (рис. 3).
Рис. 3. Основные параметры гидроцилиндров.
Если нагрузка воспринимается бесштоковой полостью (при движении поршня вправо):
.
Если нагрузка воспринимается штоковой полостью (при движении поршня влево):
.
Приняв отношение диаметра штока к внутреннему диаметру гидроцилиндра и преобразовав эти формулы, получим:
при движении поршня вправо
;
при движении поршня влево
,
где рсл – противодавление сливной полости гидроцилиндра;
hц – механический к.п.д. гидроцилиндра.
Для предварительного расчета можно принять рсл = 0,2…0,3 МПа; Кш = 0,5…0,7; hц = 0,95…0,98.
Полученное значение Dр округляется до ближайшего большего стандартного (по ГОСТ 12447-80), (мм): …25, 30, 40, 50, 63, 80, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 220, 250... Далее по известным параметрам (D, d, L, рц) в справочной литературе выбирается соответствующий типоразмер гидроцилиндра. По его техническим характеристикам уточняется давление рц.
Для определения параметров других типов гидроцилиндров (с двусторонним штоком, плунжерных, телескопических, при дифференциальном включении гидроцилиндра и т.д.) необходимо составить уравнение равновесия поршня и из него вывести расчетную формулу.
Расход рабочей жидкости в гидроцилиндре, соответствующий заданной максимальной скорости v выходного звена, определяется:
если рабочая полость бесштоковая
;
если рабочая полость штоковая
,
где hоц – объемный к.п.д. гидроцилиндра.
При уплотнениях поршня резиновыми кольцами и манжетами hоц = 1,0; пружинными поршневыми кольцами hоц = 0,95…0,98.
Если перемещение поршня задано числом двойных ходов n, расход рабочей жидкости через цилиндр можно определить как:
Рабочий объем гидромотора определяют по известному крутящему моменту и рабочему перепаду давления Dрг = (0,8…0,9) рном как
где hг – гидромеханический к.п.д. мотора hг = 0,9…0,95.
Гидромотор выбирают в справочной литературе по рабочему объему Vог и частоте вращения вала nг гидромотора.
После выбора гидромотора уточняется, в соответствии с технологическими характеристиками, его действительный рабочий перепад давления и расход:
где hог – объемный к.п.д. гидромотора.
При циклическом характере рабочего процесса расходы определяются исходя из максимальных скоростей перемещения рабочих органов гидропривода.
Задавая утечку через клапан и другие элементы гидропривода, находят максимальную подачу насоса для обеспечения работы гидропривода:
,
где Qгi – расход через i -й гидродвигатель, qymi – утечка через i -й гидроаппарат.