Данные для расчёта:
-перестановочное усилие в конце прямого хода штока Nпс.п =260 кгс/см²;
-условный ход штока Sу =10 мм;
-давление питания исполнительного механизма pпит = 6,3 кгс/см²;
-уплотнение поршня и штока одним резиновым кольцом;
-движение штока при прямом ходе – вверх.
РАСЧЕТ
1 Задаемся коэффициентом нагрузки k, учитывающим силу вредного сопротивления, значение которого находим по таблице 6, принимаем k = 1,19
Таблица 6 - Значения коэффициента нагрузки k.
| Тип механизма | Направление движения штока при прямом ходе | Перестановочное усилие в кгс | ||
| До 150 | От 150 До 500 | Свыше | ||
| Пружинный | Горизонтальное | 1,25 | 1,15 | 1,09 |
| Вниз | 1,20 | 1,13 | 1,07 | |
| Вверх | 1,24 | 1,16 | 1,09 | |
| Беспружинный с односторонним штоком | Горизонтальное | 1,30 | 1,20 | 1,14 |
| Вниз | 1,25 | 1,16 | 1,12 | |
| Вверх | 1,29 | 1,19 | 1,14 | |
| Беспружинный с двусторонним штоком | Горизонтальное | 1,37 | 1,25 | 1,17 |
| Вниз | 1,34 | 1,21 | 1,15 | |
| Вверх | 1,38 | 1,25 | 1,19 |
2 Определяем приближенное значение усилия, развиваемого поршнем:
Nпор = k Nпс.п + Nп.к = 1,19 ∙260 = 309,4 кгс.
где Nп.к – усилие, развиваемое пружиной в конце прямого хода, принимаемое обычно равным 0,4 Nпс.п.
Усилие Nп.к учитывают только при расчете пружинных механизмов.
3 Задаемся давлением в выхлопной полости механизма (только при расчете механизмов двустороннего действия), значение которого при отсутствии подпора на выхлопе рекомендуется принимать pв = 0,2 ÷ 0,6 кгс/см², причем большее значение соответствует большим значениям pпит.
4 Определяем предварительное значение диаметра поршня:
D = 1,15 √Nпор/pпит – p = 1,15√ 309,4/ 6,3 – 0,5 = 8,05 см.
Полученное значение D округляем до ближайшей, большей величины по ГОСТ 6540-68, принимаем D = 100 мм.
5 Вычисляем диаметр штока по соотношению d = (0,25 ÷ 0,4) D = 0,25∙100 = 25 мм.
Полученное значение d округляют до ближайшей, большей величины по ГОСТ 6540-68, причем большее значение принимают для меньших значений D. При этом следует иметь в виду, что для пружинных механизмов Sу ≤ 1,5D, а для беспружинных Sу ≤ 12D. При Sу > 10D необходимо произвести расчет штока на устойчивость, принимая его за стержень, жестко закрепленный одним концом.
6 Определяем сумму сил вредного сопротивления Nт.м по формулам:
Место потерь на трение- уплотнение поршня и штока круглыми резиновыми кольцами.
Поршень Nт.м = πµρ2bnD = 3,14∙ 0,15∙ 7∙ 0,45∙ 1∙ 10 = 14.8 кгс;
Шток Nт.м = πµρ2bnd = 3,14∙ 0,15∙ 7 ∙0,225∙ 1∙ 2,5 = 1,85 кгс;
Nт.м = 14,8 + 1,85 = 16,65 кгс.
где µ - коэффициент трения, для резины µ= (0,10 ÷ 0,20), принимаем µ= 0,15;
ρ2 – радиальное давление кольца, ориентировочно ρ2 = 7 кгс/см²;
b – ширина кольца, в см;
n – число колец.
7 Находим эффективную площадь поршня по формулам:
для бесштоковой полости Fэ =0,785D² =0,785 ∙10² = 78,5 см²;
для штоковой полости Fэ =0,785(D² – d²) = 0,785 (10² – 2,5²) = 73,5 см².
8 Находим усилие противодавления на выхлопе:
Nв =pвFэ = 0,5∙ 73,5 = 36,8 кгс.
9 Определяем уточнённое значение усилия, развиваемого поршнем:
Nпор = Nпс.п + Nт.м + Nв = 260 + 16,65 + 36,8 = 313,45 кгс.
Уточнённая величина нагрузки на поршне без учёта усилия противодавления
(Nпор- Nв) = 313,45 – 36,8 = 276,65 кгс;
(Nпор- Nв) отличается от предварительного значения Nпор на 10,4 %,
следовательно, перерасчёта не требуется.
Если уточнённое значение Nпор без учёта Nв отличается более чем на 15% от значения Nпор, то расчёт необходимо повторить, принимая уточнённое за исходное значение.
Таблица 1- Варианты курсовых проектов
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
Учебное издание