МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«тюменский государственный нефтегазовый университет»
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА
Кафедра «Сервис автомобилей и технологических машин»
ТИПАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Методические указания по организации самостоятельной работе студентов по дисциплине «Типаж и эксплуатация технологического оборудования» направления 190600.62 –Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов профиль Автомобили и автомобильное хозяйство и Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча) для студентов всех форм обучения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторной работы по дисциплине
«Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования»
«Расчет на прочность элементов пневматических и гидравлических цилиндров»
для студентов специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной формы обучения
Тюмень
ТюмГНГУ
Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета
Составитель: к.т.н., доцент – Попцов В.В.
© государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования
Тюменский государственный нефтегазовый университет 2012 г.
ВВЕДЕНИЕ
Гидро- и пневмоцилиндры предназначены для преобразования потока жидкости или воздуха в механическую энергию подвижного звена, которым может быть как шток, так и корпус (гильза) гидро- или пневмоцилиндра. В зависимости от конструктивного исполнения, различают гидро- и пневмоцилиндры с односторонним и двусторонним выходными штоками, поршневые одностороннего и двустороннего действия, плунжерные. Кроме того, гидроцилиндры производятся в исполнении как с тормозными устройствами в конечных положениях, так и без них.
Выбор конструкции предопределяется условиями эксплуатации гидро- и пневмоцилиндра, типами присоединения и способом крепления, усилием, которое должен развивать гидро- и пневмоцилиндр, рабочим давлением, характером работы, динамикой, скоростью перемещения поршня, типом рабочей жидкости и прочими параметрами. Рабочие жидкости, применяемые для гидроцилиндров - минеральные масла с кинематической вязкостью 8....2000 мм2/с (сСт) в диапазоне температур окружающей среды -50…+550С и температур рабочей жидкости – 10…+800С. Класс чистоты рабочей жидкости не должен быть грубее 14 по ГОСТ 17216-71. Тонкость фильтрации рабочей жидкости 25 мкм.
В результате выполнения лабораторной работы студент должен:
Знать основные оценочные показатели прочностных своиств материалов, применяемых при проектировании технологического оборудования.
Уметь определять основные показатели прочностных свойств материалов технологического оборудования.
Демонстрировать способность на практике оценить и выбрать материал для изготовления оборудования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить основы расчета на прочность элементов гидро- и пневмоцилиндров.
СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучение теоретических вопросов по поводу применения гидро- и пневмоцилиндров в качестве исполнительных органов в технологическом оборудовании.
2. Изучение методики расчета на прочность элементов гидро- и пневмоцилиндров.
Применение гидро- и
пневмоцилиндров в качестве исполнительных органов
Цилиндры гидравлические предназначены для применения:
Ø в экскаваторной и дорожной технике (управление отвалом и поворотом стрелы ковша, опорными башмаками);
Ø в сельскохозяйственной технике (подъем и заглубление рабочих органов культиваторов, борон, плугов и управление другими навесными орудиями);
Ø в средствах механизации различных технологических процессов (домкраты, различные подъемники).
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТА
Цилиндры пневматические предназначены для применения:
Ø в экскаваторной и дорожной технике;
Ø в сельскохозяйственной технике (подъем и заглубление рабочих органов культиваторов, борон, плугов и управление другими навесными орудиями);
Ø в средствах механизации различных технологических процессов (домкраты, различные подъемники).
Порядок выполнения расчетов
Внутренний диаметр цилиндра:
где, Р – давление, Па;
- коэффициент;
D - внутренний диаметр цилиндра, принимаем 0,280 м (табл.13).
Диаметр штока:
где, 
- коэффициент;
d - диаметр штока, применяем 0,070 м (табл.13).
Таблица 13
Ряд нормальных линейных размеров, мм
| d, мм | 60…62 | 63…65 | 67…70 | ||
| D, мм |
Толщина стенок цилиндра:
где, 
- предел прочности, МПа;
h - толщина стенок цилиндра, м;
цилиндр тонкостенный.
Расчет крышек цилиндра:
Толщина крышек цилиндра:
м
Глухая крышка:
Нормальные напряжения:
МПа
где, Рр – рабочее давление, Па;
- коэффициент;
D - внутренний диаметр цилиндра, принимаем 0,280 м (табл.13).
h - толщина стенок цилиндра, м.
Максимальный прогиб:
м
где, Рр – рабочее давление, Па;
- коэффициент;
D – внутренний диаметр цилиндра, принимаем 0,280 м (табл.13).
h – толщина стенок цилиндра, м;
Е – модуль упругости, МПа.
Максимальный угол поворота сечения:
где, Рр – рабочее давление, Па;
- коэффициент;
D – внутренний диаметр цилиндра, принимаем 0,280 м (табл.13).
h – толщина стенок цилиндра, м;
Е – модуль упругости, МПа.
Сквозная крышка:
Нормальные напряжения:
МПа
Максимальный прогиб:
м
Максимальный угол поворота сечения: