Определение основных параметров и выбор гидродвигателей

Основными параметрами, по которым выбираются гидроцилиндры, являются: рабочее давление в цилиндре р_ц, 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 M_г, частота вращения выходного вала n_г, перепад давления Dр_г и рабочий объем V_о.

При последовательном включении нескольких гидродвигателей перепад давления в системе:

,

где Dр_гi – 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      р_сл – противодавление сливной полости гидроцилиндра;

  h_ц – механический к.п.д. гидроцилиндра.

Для предварительного расчета можно принять р_сл = 0,2…0,3 МПа; К_ш = 0,5…0,7; h_ц = 0,95…0,98.

Полученное значение D_р 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, р_ц) в справочной литературе выбирается соответствующий типоразмер гидроцилиндра. По его техническим характеристикам уточняется давление р_ц.

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      h_оц – объемный к.п.д. гидроцилиндра.

При уплотнениях поршня резиновыми кольцами и манжетами h_оц = 1,0; пружинными поршневыми кольцами h_оц = 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 Dр_г = (0,8…0,9) р_ном как

где h_г – гидромеханический к.п.д. мотора h_г = 0,9…0,95.

Гидромотор выбирают в справочной литературе по рабочему объему V_ог и частоте вращения вала n_г гидромотора.

После выбора гидромотора уточняется, в соответствии с технологическими характеристиками, его действительный рабочий перепад давления и расход:

где h_ог – 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 Q_гi – расход через i -й гидродвигатель, q_ymi – утечка через i -й гидроаппарат.