Расчет усилия пневмоцилиндра
Сила, развиваемая пневмоцилиндром пропорционально давлению и эффективной площади. По этой причине при подаче воздуха в поршневую полость усилие на штоке пневматического цилиндра будет выше, чем при подаче сжатого воздуха в штоковую полость.
Представленный онлайн калькулятор позволяет в автоматическом режиме вычислить усилие, развиваемое пневмоцилиндром.
Расчет усилия при подаче воздуха в поршневую полость
Если сжатый воздух поступает в поршневую полость и шток выдвигается, то это движение называют прямым ходом.
Введите данные для расчете, выберите единицы измерения.
Расчет усилия при подаче воздуха в штоковую полость
Если сжатый воздух поступает в штоковую полость, а шток втягивается, то это движение называют обратным ходом.
Для расчетов укажите диаметры поршня и штока, рабочее давление в штоковой полости.
Влияние сжимаемости воздуха на работу силового пневматического привода
При работе с пневматическим оборудованием следует учитывать сжимаемость воздуха, шток пневмоцилиндра может перемещаться под действием изменяющейся нагрузки.
Подробнее о том, как работает пневмоцилиндр вы можете узнать, посмотрев видео ролик.
Рекомендуется произвести проверочные расчеты. За результаты расчетов в режиме онлайн администрация сайта ответственности не несет.
Источник статьи: http://hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=299
Расчет усилия поршневого гидроцилиндра
В этой статье Вы найдете информацию о том, что собой представляет поршневой гидроцилиндр, какие функции он выполняет, принципы, по которым он работает и, конечно же, как можно рассчитать усилие поршневого гидроцилиндра с помощью формулы.
Гидравлический цилиндр — это гидравлический двигатель возвратно-поступательного движения, работающий за счет давления, которое создается внутри цилиндра с помощью жидкости и поршневого механизма. Принцип работы гидроцилиндра заключается в движении поршневого механизма за счет увеличения гидравлического давления с помощью увеличения объема подаваемой жидкости. Основной областью использования гидроцилиндров является тяжелая промышленность. Гидроцилиндры применяются в механизмах гидравлических машин, в качестве исполнительных механизмов. Основной задачей гидроцилиндра является передача силы за счет выполнения возвратно-поступательного движения. Максимальная сила гидроцилиндра зависит от рабочей площади поршня и максимально допустимого давления.
Для того, чтобы изготовить гидроцилиндр необходимо точно знать, какое он усилие должен
вырабатывать. Усилие рассчитывается в тоннах и для его подсчета необходимо знать такие параметры, как диаметр поршня цилиндра(d) и давление насоса гидравлической системы(p). Зная эти данные усилие поршневого гидроцилиндра можно рассчитать по следующей формуле:
где F – усилие гидроцилиндра
Чтобы получить точные результаты, необходимо найти площадь поперечного сечения поршня цилиндра (s) . Эта площадь рассчитывается по формуле — s =ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня цилиндра в квадрате. Получив необходимые данные мы можем рассчитать усилие, используя формулу F= p*s.
Приведем пример: предположим p = 150 атмосфер, D= 200 мм, значит s будет равна 3,14*(200 2 )/4= 31400 мм (314 см). Теперь мы можем рассчитать усилие гидроцилиндра F=150ат *314см, где F = 47100, то есть 47 тонн. В данном случае усилие поршневого гидроцилиндра составило 47 тонн.
Поршневые гидроцилиндры являются гидравлическими двигателями, которые преобразуют энергию рабочей жидкости в механическую энергию, за счет чего они получили широкое применение в промышленности и строительстве. Выполняя функцию рабочего органа для крупногабаритных машин гидроцилиндры стали незаменимы в сельском и коммунальном хозяйствах.
Источник статьи: http://agrogidrorem.com/raschet-usiliya-porshnevogo-gidrocilindra/
Формулы расчёта параметров гидроцилиндов
Формула на расчет усилия гидроцилиндра
При выборе гидросистемы крайне важно знать необходимое усилие на которое способен гидроцилиндр при заданном давлении. Просчитать его можно по формуле:
Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле
Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).
Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:
- диаметр поршня гидроцилиндра — S
- давление развиваемое насосом гидросистемы — P
Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:
- диаметр поршня гидроцилиндра S
- давление развиваемое насосом гидросистемы P
Рассчитывается по формуле
F=PxS
Cначала узнаем площадь поперечного сечения гидроцилиндра «S» по формуле: S=ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня гидроцилиндра в квадрате.
Затем зная значение S, рассчитываем усилие гидроцилиндра по формуле F=PxS т.е усилие=площадь сечение х давление в гидросистеме в атмосферах.
Например D=150 мм, P=160 атмосфер. S=3,14*150 2 /4=17662,5 мм 2 (176 см 2 )
Далее F=176х160=28160 кг/см 2 (28 тонн)
Толкающее усилие данного гидроцилиндра будет равняться примерно в 28 тонн.
Данные расчеты используют при проектировании гидравлических домкратов, движущихся полов, прессов.
Как выбрать 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 = = 5027мм 2 ≈ 0,005 м 2;
Уточним эффективную площадь в штоковой полости S2:
S2 = 
= 3063мм 2 ≈0,003м 2 .
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.
Расчет гидроцилиндра на устойчивость
Зная фактическое расчетное усилие на штоке Fр= 24230 H, определяем критическое усилие Fкр. по формуле:
, где m = 2- коэффициент запаса прочности. Тогда 
Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока 
: 
,
где Е= 2,1•10 5 МПа — модуль упругости для материала штока;
lпр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.
Определим lпр :
,
Где 
— длины концевых участков крепления цилиндров; 
— длина хода штока.
Длина продольного изгиба будет равна 
.
Получаем 
.
Определим необходимый диаметр штока: 
.
То есть минимальный диаметр штока D2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D2 = 50 мм > D2min ,то D2=50мм удовлетворяет условию на прогиб.
Определение расходов жидкости в гидролиниях
Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:
Определение расходов жидкости в гидролиниях
Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:
,
где 
.— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.
Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:
.
Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:
,
где .— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.
Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:
.
Результаты расчёта расходов жидкости в гидравлических линиях
|
При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.
На линии нагнетания диаметр трубопровода dH
.
На линии слива диаметр трубопровода dс
.
На линии всасывания диаметр трубопровода dвс
.
На линии управления диаметр трубопровода dу
Для тонкостенных труб толщина стенки определяется по формуле:
,
где 
, 
— временное сопротивление растяжению материала, n = 3 – коэффициент запаса прочности.
, принимаем толщину стенок трубопроводов 
.
Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа
= 1,25
= 1,6
Источник статьи: http://hydro-maximum.com.ua/a321009-formuly-raschyota-parametrov.html