Předměty:
- Hydraulický válec
- Vypočítejte zdvihový objem
- Vypočítejte tlak v systému
- Vypočítejte objemový průtok
- Vypočítejte výkon
Hydraulický válec:
Hydraulický válec se skládá z pouzdra obsahujícího píst a pístnici. Jeho fungování je založeno na Pascalově zákonu, který již byl popsán. Hydraulická kapalina je čerpána do válce na jedné straně, což způsobuje přímočarý pohyb pístu. Hydraulický válec může přenášet velmi velké síly. Následující obrázek ukazuje tři situace dvojčinného válce:
- A: Píst s pístnicí jsou v poloze zcela vlevo.
- B: hydraulická kapalina se přivádí přes levou přípojku válce. Kapalina tlačí píst doprava. Kapalina na pravé straně pístu je odváděna do válce přes pravou přípojku.
- C: píst je v poloze zcela vpravo.
Na straně pístnice (vpravo na obrázku výše) je plocha, kde hydraulická kapalina tlačí na píst, menší.
Následující obrázek ukazuje mechanismus rypadla. Kombinace závěsů, pák a samostatně ovládaných hydraulických válců zajišťuje velmi dobrou manévrovatelnost lžíce rypadla. Válce jsou dvojčinného typu: změnou směru kapaliny do a z válce se píst pohybuje v opačném směru.
Kromě dvojčinných válců existují také:
- Jednočinný válec: tento typ válce obsahuje jedno hydraulické připojení. Zpětný zdvih zajišťuje pružina za pístem.
- Válec s hydraulickým tlumením: pohyb pístu je brzděn na konci zdvihu.
- Teleskopický válec: několik válců stlačených k sobě vytváří při vysunutí velkou pracovní délku. Ve staženém stavu je instalační prostor relativně malý, díky teleskopickému provedení.
Vypočítejte objem zdvihu:
Díky různým konstrukcím válců je jejich použití všestranné: když musí pístnice vyvinout velkou sílu, je průměr pístnice větší, stejně jako píst, válec a objem kapaliny ve válci. Rozměry závisí na místě instalace a aplikaci, pro kterou se válec používá. Setkáváme se s následujícími rozměry:
- průměr pístu (D)
- průměr tyče (d)
- zdvih pístu (pístů)
Obrázek níže ukazuje válec obsahující píst s pístnicí. Vysvětlení zkratek je uvedeno vedle obrázku.
Prohlášení:
- D = průměr pístu
- d = průměr tyče
- s = zdvih
- Az = plocha pístu
- Ar = oblast prstence
- Ast = plocha tyče
- Vz = objem strany pístu
- Vr = objem na straně tyče
Z rozměrů pístu a válce můžeme vypočítat zdvihový objem na straně pístu (Vz). K tomu potřebujeme plochu pístu (Az) a toto číslo vynásobíme zdvihem. Když je Az neznámé, můžeme vypočítat plochu pomocí následujícího vzorce:
Abychom určili vzorec zdvihu na pravé straně pístu, musíme odečíst plochu pístnice. Vznikne následující vzorec:
Pomocí těchto vzorců vypočítáme zdvihový objem níže uvedeného válce.
Do vzorce zadáme údaje pro výpočet zdvihového objemu na straně pístu v plně vysunutém stavu. Konečná odpověď je v metrech krychlových, protože jde o objem. Poslední odpověď převedeme do vědeckého zápisu.
Poté zadáme data na straně tyče, abychom vypočítali, jaký je tam objem kapaliny s plně zataženým pístem. Skončíme s nižším objemem kapaliny, protože tento prostor zabírá pístnice. Tuto odpověď také převedeme do vědeckého zápisu.
U válců s průběžnou pístnicí o stejných průměrech je určování průtoku kapaliny snazší: příchozí objemový průtok se rovná odcházejícímu objemu.
Vypočítejte tlak v systému:
Na povrchu pístu Az převládá tlak ve válci pro tlačení pístu doprava. Tento tlak můžeme vypočítat, známe-li sílu, kterou píst působí na předmět, který je třeba pohnout. Tato síla je 10 kN (10.000 XNUMX N). Pro usnadnění používáme zbývající data pístu a válce z předchozí části.
Tlak ve válci vypočítáme podle následujícího vzorce. Síla F je známá (10.000 XNUMX N), ale povrch pístu je stále neznámý.
Nejprve tedy vypočítáme povrch pístu:
Nyní, když známe povrch pístu, můžeme vypočítat tlak:
Vydělením F (Newton) A (metr čtvereční) dostaneme odpověď v Newtonech na metr čtvereční [N/m²]. To se rovná Pascalu, protože 1 Pa = 1 N/m².
Vydělením počtu pascalů 100.000 XNUMX získáme počet taktů. Vidíme to v odpovědi na výše uvedený vzorec.
Vypočítejte objemový průtok:
Objemový průtok můžeme vypočítat tak, že již známé údaje vydělíme časem, za který píst vykoná plný zdvih(y). Tento čas (t) jsme nastavili na 5 sekund.
Objemový průtok vypočítáme podle následujícího vzorce:
Vypočítejte výkon:
Nakonec můžeme vypočítat výkon potřebný k pohybu válce zleva doprava. K tomu vynásobíme tlak v systému objemovým průtokem. Výpočet je uveden níže.
Související stránka:
