Определить скорость поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки

Задачи и решения / 3.24

Задача 3.24: определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра при движении его против нагрузки со скоростью V=20 мм/с. Давление на входе в дроссель р_н=20 МПа; давление на сливе р_с= 0,3 МПа; коэффициент расхода дросселя µ=0,62; диаметр отверстия дросселя d=1,2 мм;

D=70 мм; d_ш=30 мм; ρ=900 кг/м 3 .

Расход через дроссель равен:

, где Δр – перепад давлений на дросселе.

, где р₀ – давление слева от поршня.

С другой стороны расход через дроссель также равен:

Находим давление слева от поршня:

Находим значение силы F из уравнения равновесия:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник статьи: http://studfile.net/preview/13749503/

13 Объемные гидродвигатели и гидропривод

13.1 Шток силового гидроцилиндра Ц нагружен силой F и под действием давления p перемещается слева направо, совершая рабочий ход s за время t. Рабочая жидкость при этом из штоковой полости цилиндра сливается через дроссель ДР. Диаметры поршня и штока соответственно равны D_n и D_ш.

Определить необходимое давление p рабочей жидкости в левой части цилиндра и потребную подачу Q. Потери давления в дросселе Δрд=250 кПа. К.п.д. гидроцилиндра: объемный ηо=0,97, механический ηм=0,90.

Таблица 1

Ответ: р=4192 кПа, Q=0,25·10 -3 м³/c.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

13.2 Силовой гидравлический цилиндр (рис.18) нагружен силой F и делает n двойных ходов в минуту. Длина хода поршня S, диаметр поршня D, диаметр штока d. Определить давление масла, потребную подачу и среднюю скорость поршня. Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра η_мех=0,95, объемный коэффициент полезного действия η_об=0,98.

Таблица 2 — Исходные данные

Ответ: υ=10,0 м/с, р=6515 кПа, Q=0,168 м³/с.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

13.3 Жидкость плотностью ρ=900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ=0,62 и диаметром d под избыточным давление р_н; давление на сливе р_с (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью υ.

Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром d_ш при движении его против нагрузки со скоростью υ.

Таблица 1 — Исходные данные

Ответ: F=73,6 кН.

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

13.4 Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D₁, со штоком — толкателем диаметром D₂.

Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H₀. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис.9.1).

Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра.

Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона.

В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ξ=1,5 и дросселя на трубке ξ_д.

Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Таблица 1 — Исходные данные

Ответ: Т=10 с.

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

13.5 Определить время полного хода поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки, если давление на входе в дроссель р_н, давление на сливе р_с. Нагрузка вдоль штока F, коэффициент расхода дросселя μ=0,62, диаметр отверстия в дросселе d_др=1 мм, плотность масла ρ=900 кг/м³, диаметры: цилиндра D, штока d, ход штока L (на рис. 38).

Таблица 1 — Исходные данные

Ответ: t=13,4 с.

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

13.6 Произвести расчет и дать схему объемного гидропривода возвратно — поступательного движения при следующих данных: необходимое полезное усилие, передаваемое рабочему органу P; длина хода поршня L_п; средняя скорость движения рабочего органа υ.

Трубопровод гидросистемы длиной l_г имеет n резких поворотов на 90º, два колена с плавным изгибом на 90º и радиусом закругления r=2d_m, один предохранительный клапан и золотник управления. В качестве рабочей жидкости используется масло АМГ10.

Числовые значения исходных данных приведены в табл.5.

Таблица 5

Варианты задачи: 1, 19, 17, 13.

13.7 Перемещение поршней гидроцилиндров с диаметром D=20 см, нагруженных силами F₁ и F₂, осуществляется подачей минерального масла по трубам 1 и 2 с одинаковыми диаметрами d=4 см (рис.19). Суммарный коэффициент сопротивления первого трубопровода ξ=18. Каким должен быть суммарный коэффициент сопротивления второго трубопровода, чтобы при расходе Q в магистрали скорости поршней были одинаковыми?

Указание. На перемещение поршней затрачивается одинаковый суммарный напор, считая от точки A.

Таблица 2 — Исходные данные

Ответ: ξ₂=29,9.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

13.8 Определить силу предварительного натяжения пружины дифференциального предохранительного (переливного) клапана объёмного гидропривода, при которой клапан сработает и откроет доступ маслу из системы, как только давление в системе достигнет величины р_с (рис.24). Диаметры поршней D₁ и D₂; диаметр их общего штока d.

Таблица 2 — Исходные данные

Ответ: Р=1502 Н.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

13.9 Рабочая жидкость – масло Ж, температура которого 50 ºС, из насоса подводится к гидроцилиндру Ц через дроссель ДР. Поршень цилиндра со штоком перемещается против нагрузки F со скоростью υ_п. Вытесняемая поршнем жидкость со штоковой полости попадает в бак Б через сливную линию, длина которой равна l_c, а диаметр равен d_c.

Определить внешнюю силу F, преодолеваемую штоком при его движении. Давление на входе в дроссель определяется показанием манометра M, а противодавление в штоковой полости цилиндра – потерями давления в сливной линии Коэффициент расхода дросселя принять равным μ=0,64, а диаметр отверстия дросселя d_д. Диаметр поршня D_п, а диаметр штока D_ш. К.п.д. гидроцилиндра: объемный η₀=1,0, механический η_м.

Таблица 20

Продолжение таблицы 20

Ответ: F=15,4 кН.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

13.10 (Вариант 1) Вал гидродвигателя Д, рабочий объем которого V₀, нагружен крутящим моментом М_к. К двигателю подводится поток рабочей жидкости – масло Ж, температура которого 60 ºС, с расходом Q. К.п.д. гидродвигателя: объемный η₀=0,96, гидромеханический η_гм.

Определить частоту вращения вала гидродвигателя и показание манометра М, установленного непосредственно перед двигателем, если потери давления в обратном клапане К_об составляет Δр_кл=0,05 мм. Длина сливной линии равна l_c. Эквивалентная шероховатость Δ_э=0,05 мм.

Таблица 21

Ответ: n=173 об/мин, р_м=4463 кПа.

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Источник статьи: http://zadachi24.ru/category/13-%D0%BE%D0%B1%D1%8A%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8/

Расчет скорости перемещения штока гидроцилиндра

Наш онлайн калькулятор позволяет вычислить скорость перемещения штока (поршня) гидроцилиндра. Вследствие разности объемов поршневой и штоковой полостей гидравлического цилиндра скорость прямого и обратного хода при одинаковой подаче будут различны.

Инструменты, представленные на данной странице позволяют рассчитать скорости в обоих случаях.

Расчет скорости при прямом ходе

При прямом ходе рабочая жидкость поступает в поршневую полость.

Введите данные необходимые для расчета скорости скорости перемещения штока гидравлического цилиндра при прямом ходе.

Введите данные, необходимые для расчета скорости, укажите единицы измерения.

Расчет скорости перемещения штока гидроцилиндра при обратном ходе

При обратном ходе гидравлического цилиндра жидкость поступает в штоковую полость.

Для расчета скорости нужно в соответствующих полях указать диаметры поршня и штока, а также подачу — расход жидкости, поступающий в цилиндр.

Подробнее о том, что такое прямой ход, обратный ход гидроцилиндра, поршневая, штоковая полость вы можете узнать, посмотрев видео ролик.

Если необходимо вычислить время перемещения t штока гидравлического цилиндра, нужно длину его хода l поделить на скорость V, то есть t=l/V.

Источник статьи: http://hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=115

Движущее усилие и скорость поршня гидроцилиндра

Страницы работы

Содержание работы

28. Движущее усилие и скорость поршня гидроцилиндра

28.1. Предварительный расчет

Расчетное движущее усилие F на штоке, развиваемое давлением р жидкости на поршень (трением поршня и штока, а также противодавлением в нерабочей полости и силой инерции пренебрегаем), упрощенно определяется по формуле:

, Н

где S– рабочая (эффективная) площадь поршня.

Рабочая площадь Sпоршня для одноштокового гидроцилиндра с двумя рабочими полостями (рис. 7.1, а) определяется по формулам:

― при подаче жидкости в поршневую полость:

,

― при подаче жидкости в штоковую полость:

, где D и d – диаметры поршня и штока.

При равной подаче жидкости в поршневую и штоковую полости, скорости перемещения подвижной части цилиндра будут определяться (без учета утечек жидкости) из уравнения расхода Q жидкости, поступающей в цилиндр по формулам

; , υ_п 0,05 м/с) и хорошей смазке μ =0,05…0,08.

Если в качестве уплотнений штока и поршня применены резиновые манжеты или же манжеты уменьшенного сечения, то сила трения, создаваемая этими уплотнениями, составляет величины:

и , где D и d – уплотнительные диаметры, м;

k – удельное трение; при работе на минеральном масле k = 0,22 МПа.

Если в поршне для уплотнения применены металлические кольца, то сила трения определяется по формуле:

, где b – ширина кольца, м;

p_к = 0,09…0,1 МПа – давление кольца на внутренней поверхности цилиндра;

f₁ – коэффициент трения: при установившемся движении f₁ =0,07, при разгоне f₁ = 0,15).

Сила инерции F_ин определяется по формуле:

где m – масса подвижных, частей, кг;

υ_cp – средняя скорость в момент разгона, м/с;

l_p – путь, пройденный поршнем в период разгона, м;

Задаваясь общим временем перемещения поршня гидроцилиндра t и пройденным им расстоянием (ходом) l определяет среднюю скорость:

, где k_t= 1,25 – коэффициент потери времени на разгон и торможение.

Общее время для перемещения поршня tсоставит величину

t = t_p + t_y +t_т, где t_p, t_y,t_т – время, затрачиваемое на разгон, установившееся движение и торможение, определяются по формулам

, ,

где l_y,l_т – путь, пройденный поршнем в период установившегося движения и торможения.

Сила противодавления рабочей жидкости F_с определяется давлением рабочей жидкости в полости слива p_c.

При движениипоршня вправо : .

При движении поршня влево: .

Пусковой КПД гидроцилиндра представляет собой отношение полезной нагрузки к расчетной F_ст:

.

Величиной пускового КПД η_п оцениваются затраты мощности при пуске и разгоне подвижных масс гидроцилиндра.

Эффективность работы гидроцилиндров может оцениваться по величине его полного КПД:

, где N_пол и N_затр – мощность, отведенная от силового цилиндра и подведенная к нему;

– реальная скорость поршня;

Q_т – подача рабочей жидкости на входе в гидроцилиндр;

p_н – давление рабочей жидкости в напорной полости силового цилиндра.

Общий КПД гидроцилиндра может бить также вычислен по зависимости:

где = 0,85…0,97– механический КПД гидроцилиндра, которым учитываются потери мощности от трения движущихся масс; величина его зависит от конструкции гидроцилиндра и уплотнений и, прежде всего,, от качества обработки сопрягаемых деталей

– объемный КПД гидроцилиндра, которой определяется объемными потерями мощности (отношение действительной к теоретической расчетной скорости поршня).

Источник статьи: http://vunivere.ru/work52040