Сила давления цилиндра от диаметра

Основы гидравлики. Расчет полезного усилия гидравлических цилиндров (домкратов)

Это означает, что при использовании более одного гидравлического цилиндра (или домкрата), каждый цилиндр будет подниматься со своей собственной скоростью, в зависимости от силы, необходимой для перемещения груза в эту точку.

Цилиндры с самым легким грузом будут двигаться в первую очередь, а цилиндры с самым тяжелым грузом будут двигаться последними (груз A), при этом мощность цилиндров одинакова.

Чтобы все цилиндры функционировали равномерно, так чтобы груз поднимался с одинаковой скоростью в каждой точке, систему необходимо снабдить либо контрольными клапанами (см. раздел Клапаны), либо компонентами синхронизации системы подъема (см. раздел Цилиндры) (груз В).

Поток	Гидравлический насос создает поток.	Давление	Давление создается там, где возникает препятствия потоку.
Закон Паскаля	Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях (рис.1).

* Примечание: сжимаемость масла при высоком давлении не принимается во внимание в данных теоретических примерах.

Источник

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

Как подобрать пневмоцилиндр — силовые характеристики в зависимости от диаметра и давления воздуха

В данной статье приводиться пример подбора силовой мощности пневмоцилиндра в зависимости от его диаметра и давления воздуха в подающей магистрали. Таблица взята из каталога Camozzi и применима для аналогичных цилиндров других производителей

Подбор правильного цилиндра, соответствующего приложенным к нему усилий, ускорений и радиальных нагрузок-это залог долгосрочной его работы!

Попробуем разобраться как на основании данных в таблице подобрать нужный нам диаметр

Просим обратить внимание что усилия прилагаемые к штоку цилиндра ни в коем случае не должны приводить к радиальным нагрузкам на шток, так как это ведет к преждевременному выходу из строя пневмоцилиндра.(Для компенсации сил, вызывающих радиальные нагрузки используются специальные направляющие для штока, о которых подробно мы поговорим позже )

Как мы видим, здесь приведены две таблицы, одна из которых указывает усилия при прямом рабочем ходе(выдвижении), вторая при обратном(втягивании)

Силы эти не равны в силу конструктивной особенности цилиндра: площадь поршня в бесштоковой полости больше чем в штоковой на величину площади самого штока

К примеру нам необходимо рассчитать, усилие создаваемое пневмоцилиндром с диаметром поршня 63 мм при давлении 6 бар (0.6 MPA) при выдвижении:

В горизонтальной строке выделенной жирным шрифтом находим значение 6 бар, в вертикальной диаметр 63мм, на их пересечении и находится искомый результат, в данном случае это 1650 Ньютонов, разделим на 10 чтобы перевести в килограммы, получается 165 кг-это масса которую способен поднять наш цилиндр при выдвижении.

При втягивании усилие находится аналогичным способом, в данном случае получим 148 кг, как и говорилось выше-это меньше чем при выдвижении

Технические специалисты компании ГазАвтономСервис профессионально и оперативно подберут необходимый Вам пневмоцилиндр, сделают качественный просчет по нагрузкам и дополнительному оборудованию- пневмораспределителям и соленоидам с необходимым напряжениям, пневмодросселям для регулировки скорости хода цилиндра, креплениям для цилиндра, системам подвода воздуха- пневмотрубкам и пневмофитингам

Дадут рекомендации по блокам подготовки воздуха- фильтрам регуляторам, маслораспылителям, клапанам безопасности и редукторам.

Источник

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 F_р= 24230 H, определяем критическое усилие F_кр. 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;

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.

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

Сила	Величина усилия, производимого гидравлическим цилиндром, равна давлению в гидравлической системе помноженному на «полезную площадь» цилиндра (см. таблицу выбора цилиндров).	Пример 1 Какое усилие даст цилиндр с полезной площадью 14,5 см 2 , работающий при 700 бар? Сила = 7000 Н/см 2 x 14,5 см 2 = 101500 Н = 101,5 кН
Используйте эту формулу для определения силы, давления или полезной площади, если известны две переменные		Пример 2 Какое давление потребуется для цилиндра, поднимающего 7000 кг? Давление = 7000 x 9,8 Н ÷ 14,5 см 2 = 4731,0 Н/см 2 = 473 бар.
		Пример 3 Для производства силы 190.000 Н требуется цилиндр. Какое требуется давление? Давление = 190.000 Н ÷ 33,2 см 2 = 5722,9 Н/см 2 = 572 бар.
		Пример 4 Для производства силы 800.000 Н требуется четыре цилиндра Какое требуется давление? Давление = 800.000 Н ÷ (4 x 42,1 см 2 ) = 4750,6 Н/см 2 = 476 бар. Помните, поскольку четыре цилиндра используются вместе, площадь оного цилиндра должна быть умножена на число используемых цилиндров.
		Пример 5 Цилиндр собираются использовать с источником питания, способным создать давление 500 бар. Какую силу теоритически возможно получить на данном цилиндре? Сила = 5000 Н/см 2 x 366,4 см 2 = 1.832.000 Н = 1832 кН
Маслоёмкость цилиндра	Объем масла, необходимый цилиндру (маслоёмкость цилиндра) равен полезной площади цилиндра умноженной на ход цилиндра*.	Пример 1 Какой объем масла требуется цилиндру с полезной площадью 20,3 см 2 и ходом 200 мм? Маслоёмкость = 20,3 см 2 x 20 см = 406 см 3

Вид операции Расходы жидкости в гидролиниях нагнетания слива 10 -5 м 3 /с л/мин 10 -5 м 3 /с л/мин Выдвижение штока 5.077 3.046 3.094 1,856 Втягивание штока 92.82 55.692 152.3 91.392

При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.

На линии нагнетания диаметр трубопровода d_H

.

На линии слива диаметр трубопровода d_с

.

На линии всасывания диаметр трубопровода d_вс

.

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