Расчет гидроцилиндров

Основными параметрами поршневого гидроцилиндра являются: диаметры поршня D и штока d, рабочее давление P, и ход поршня S.

Рассмотрим поршневой гидроцилиндр с односторонним штоком (рис.2.6). По основным параметрам можно определить следующие зависимости:

площадь поршня в поршневой полости 1 и в штоковой полости 2 соответственно

усилие, развиваемое штоком гидроцилиндра при его выдвижении и втягивании соответственно

где = 0, 9…0, 98 - коэффициент, учитывающий потери на трение;

скорости перемещения поршня

Рис.2.6. Основные и расчетные параметры гидроцилиндра

Расчеты на прочность. Прочностными расчетами определяют толщину стенок цилиндра, толщину крышек (головок) цилиндра, диаметр штока, диаметр шпилек или болтов для крепления крышек.

В зависимости от соотношения наружного и внутреннего диаметров цилиндры подразделяют на толстостенные и тонкостенные. Толстостенными называют цилиндры, у которых , а тонкостенными - цилиндры, у которых .

Толщину стенки однослойного толстостенного цилиндра определяют по формуле:

где – условное давление, равное ;

[σ ] – допускаемое напряжение на растяжение, Па (для чугуна 2, 5 10⁷, для высокопрочного чугуна 4 10⁷, для стального литья (8…10) 10⁷, для легированной стали (15…18) 10⁷, для бронзы 4, 2 10 ⁷);

– коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона), равный для чугуна 0, для стали 0, 29; для алюминиевых сплавов 0, 26…0, 33; для латуни 0, 35.

Толщину стенки тонкостенного цилиндра определяют по формуле:

К определенной по формулам толщине стенки цилиндра прибавляется припуск на обработку материала. Для = 30…180 мм припуск принимают равным 0, 5…1 мм.

Толщину крышки цилиндра определяют по формуле:

где – диаметр крышки.

Диаметр штока, работающего на растяжение и сжатие соответственно

и

где и – допускаемы напряжения на растяжение и сжатие штока;

Штоки, длина которых больше 10 диаметров («длинные» штоки), работающие на сжатие, рассчитывают на продольный изгиб по формуле Эйлера

где – критическое напряжение при продольном изгибе;

– площадь поперечного сечения штока;

Диаметр болтов для крепления крышек цилиндров

где - число болтов.