Для этого предварительно приняв внутренний диаметр цилиндра D = 65 мм из стандартного ряда значений из условия подбора стандартных резиновых уплотнений.
Тогда по формуле наружный радиус цилиндра
где
Ro = 0,0325 м внутренний радиус цилиндра;
sр = 80 мПа допускаемое напряжение растяжения при расчете гидроцилиндров из стали 20;
Ру - расчетное давление.
Ру = F / S
Где
F- усилие на штоке, Н;
S- площадь поршня м2.
F= Q*g = 2000*9,8 = 19600 н
S = p*d2 / 4 = 3,14*0,0652 / 4 = 0,00331 м2
Тогда
Ру =19600 / 0,00331 = 5906626 Па = 5,9 мПа
Тогда наружный радиус цилиндра
= 37 мм
Тогда наружный диаметр цилиндра
D =2*R =2 * 37 = 74 мм
Окончательно выберем для цилиндра трубу 83 х 10 по ГОСТ 8732-76 труба стальная цельнотянутая из стали 20 внутренняя поверхность которой растачивается до требуемого диаметра D = 65 мм.
Определим толщину донышка корпуса по формуле
примем толщину донышка t = 8 мм
Определим диаметр штока гидроцилиндра.
При его длине L<10D рассчитывается по упрощенной формуле:
dш ³ 
где
Р =19600 н усилие сжатия штока;
[sи]- допускаемое напряжение для штока изготовленного из стали 45 [sи]= 160 мПа.
Конструктивно примем шток-поршень изготавливаемый из трубы внутри которого находится дополнительный шток перемещающийся внутри главного по средствам упорной резьбы. Конец штока выполняется в виде конуса на который возможно одевать различные насадки и приспособления.
Уплотнения
Важным элементом конструкции гидроцилиндров является уплотнение подвижных частей (поршня, штока.). Для обеспечения высокой степени герметизации в машиностроении в основном применяют резиновые кольца и манжеты. Резиновые кольца прямоугольного и круглого сечений используют для уплотнения узлов с прямолинейным движением (рис. 2.1). Наиболее широкое распространение благодаря простоте изготовления, надежности и долговечности получили кольца круглого сечения (ГОСТ 9833-61).
Рис 2.1
Размеры резиновых колец и канавок выбираются из следующих соотношений:
для круглых колец
= (1,3 - 1,5) d = (1,3 - 1,5)*5 = 6,5 - 7,5 мм
принимаем b = 7 мм
где
d- диаметр манжеты.
Принимаем стандартную манжету по ГОСТ 9833-61 d =5 мм
h = d - 0,2 * d = 5 - 0,2*5 = 4 мм
внутренний диаметр кольца
Dk = D - 0,1*d. = 60 - 0,1*5 = 59,5 мм
Для того чтобы при движении резиновые кольца не выдавливались в зазор и не разрушались величина зазора должна быть d=0,1 мм при давлении рабочей жидкости р<10 мПа.
Проверим резьбу штока по напряжениям сжатия.
Расчет производим по формуле
sр = N / (Fр*n) < [sр]
где Fр- площадь сечения болта по резьбе;
n = 1 число болтов.
[sр] = 160 мПа допускаемое напряжение растяжения для болтового соединения.
Площадь поперечного сечения резьбы (для резьбы упорной Уп. 32 х 6 ГОСТ 10177-62) D2 = 28,11 мм2.
Fр= p* D2 2 / 4 = 3,14*0,028112 / 4 = 6,21*10-4 м2
Тогда
sр =19600 / (6,21*10-4*1) =31,5 мПА < [sр] = 160 мПа
Условие выполняется, прочность резбы обеспечивается.
Расчет комплекта штанг для правки кузовов
Комплект штанг для правки кузовов изготавливается из трубы 60 х 4 из стали 20. Расчет штанг производим из условия, действия максимальной нагрузки Р=2000 кг. Определим максимальную длину штанги из условия гибкости стержня. Расчетная схема рис. 2.2. Расчет произведем по формуле.
l= 150 гибкость стержня (принимаем гибкость максимально возможную для центрально сжатых элементов);
m=1 коэффициент приведения длинны;
rmin-1,99 см минимальный радиус инерции для трубы 60х4.
тогда
Расчетная схема рис.2.2
Проверим трубу по условию сжатия по формуле:
где
F -площадь поперечного сечения трубы;
j= 0,32 коэффициент центрально сжатых элементов при = 150;
[sсж]=210 мПа допускаемое напряжение сжатия.
F= П/4*(D2-d2)= 3,14 / 4 *(602-522) = 703 мм2
Тогда
s = 19600 / (703 * 0,32) = 87,1 мПа < [sсж]=210 мПа
Условие выполняется, прочность штанги обеспеченна.
Примем комплект стержней для правки кузовов длинами L= 200; 300; 500; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 2500 мм.
3. Описание конструкции приспособления
Исходное приспособление
Комплект инструмента с гидроприводом для правки кузовов КИП-2 Набор инструментов предназначен для правки деформированных участков кузовов всех видов автомобилей. Усилие на плунжере силового цилиндра прямого действия, кН: 18...20 Рабочий ход плунжера силового цилиндра, мм, не менее: 220 Рабочий ход гидрораспорного приспособления, мм, не более: 140 Габаритные размеры тары, мм, не более: длина: 605 ширина: 280 высота: 287
Набор состоит из следующих групп:
гидропривода;
инструментов и приспособлений для правки с помощью гидропривода;
Гидропривод. Гидропривод состоит из:
гидравлического насоса;
силового цилиндра прямого действия;
гидрораспорного приспособления и рукава с наконечниками.
Проектируемое приспособление