科目：
- 油圧シリンダ
- 一回拍出量を計算する
- システム圧力の計算
- 体積流量の計算
- 電力を計算する
油圧シリンダー:
油圧シリンダは、ピストンとピストンロッドを含むハウジングで構成されています。 その動作は、すでに説明したパスカルの法則に基づいています。 作動油は片側のシリンダにポンプで注入され、ピストンが直線運動します。 油圧シリンダーは非常に大きな力を伝達できます。 次の図は、複動シリンダの XNUMX つの状況を示しています。
- A: ピストンロッドを備えたピストンは一番左の位置にあります。
- B: 作動油はシリンダーの左側接続部を介して供給されます。 流体はピストンを右に押します。 ピストンの右側の液体は、右側の接続を介してシリンダーに排出されます。
- C: ピストンが右端の位置にあります。
ピストンロッド側（上の画像の右側）では、作動油がピストンを押す表面積が小さくなります。
次の図は掘削機のメカニズムを示しています。 ヒンジ、レバー、個別に操作される油圧シリンダーの組み合わせにより、掘削機のバケットの操作性が向上します。 シリンダは複動形となっており、シリンダへの流体の流入方向とシリンダからの流体の方向を変えることでピストンが逆方向に移動します。
複動シリンダに加えて、次のようなものもあります。
- 単動シリンダ: このタイプのシリンダには XNUMX つの油圧接続が含まれています。 ピストンの後ろのスプリングが戻りストロークを提供します。
- 油圧緩衝機能付きシリンダー: ストロークの終わりにピストンの動きにブレーキがかかります。
- 伸縮シリンダー: 多数のシリンダーを一緒に押して伸ばすと、大きな作動長が得られます。 伸縮式の設計により、収納時の設置スペースは比較的小さくなります。
一回拍出量を計算します。
シリンダーの設計が異なるため、その用途は多岐にわたります。ピストン ロッドが大きな力を発揮する必要がある場合、ピストン、シリンダー、シリンダー内の流体の体積と同様に、ピストン ロッドの直径も大きくなります。 寸法は設置場所やシリンダの使用用途によって異なります。 次のような次元に遭遇します。
- ピストン径(D)
- ロッド径 (d)
- ピストンのストローク
下の画像は、ピストン ロッド付きのピストンを含むシリンダーを示しています。 略語の説明は画像の横に表示されます。
宣言：
- D = ピストン直径
- d = ロッドの直径
- s = ストローク
- Az = ピストン面積
- Ar = リング面積
- Ast = ロッドエリア
- Vz = ピストン側の体積
- Vr = ロッド側体積
ピストンとシリンダーの寸法を使用して、ピストン側の掃引容積 (Vz) を計算できます。 このためには、ピストンの表面積 (Az) が必要であり、この数値にストロークを掛けます。 Az が不明な場合は、次の式で面積を計算できます。
ピストンの右側のストローク式を決定するには、ピストンロッドの面積を差し引く必要があります。 次の式が成り立ちます。
これらの式を使用して、以下のシリンダーの掃引容積を計算します。
完全に伸びた状態のピストン側の掃引容積を計算するデータを式に入力します。 体積なので、最終的な答えは立方メートルになります。 最後の答えを科学表記に変換します。
次に、ロッド側にデータを入力して、ピストンが完全に収縮した状態での流体の体積を計算します。 このスペースはピストンロッドによって占有されるため、最終的には流体の体積が少なくなります。 また、この答えを科学表記法に変換します。
同じ直径の連続ピストン ロッドを備えたシリンダを使用すると、流体流量の決定が容易になります。流入する体積流量は流出する体積に等しいためです。
システム圧力を計算します。
ピストンを右に押すシリンダー内の圧力がピストン表面 Az にかかります。 ピストンが移動する必要のある物体に及ぼす力がわかっていれば、この圧力を計算できます。 この力は 10 kN (10.000 N) です。 便宜上、前のセクションの残りのピストンとシリンダーのデータを使用します。
シリンダー内の圧力は次の式で計算します。 力 F はわかっていますが (10.000 N)、ピストンの表面積はまだわかっていません。
そこで、まずピストンの表面積を計算します。
ピストンの表面積がわかったので、圧力を計算できます。
F (ニュートン) を A (平方メートル) で割ると、ニュートン/平方メートル [N/m²] で答えが得られます。 1 Pa = 1 N/m² であるため、これはパスカルに等しいです。
パスカル数を 100.000 で割ると、バーの数が得られます。 これは、上の式の答えでわかります。
体積流量を計算します。
既知のデータをピストンが全ストロークする時間で割ることにより、体積流量を計算できます。 この時間 (t) を 5 秒に設定します。
次の式で体積流量を計算します。
電力を計算します。
最後に、シリンダーを左から右に動かすのに必要な力を計算できます。 これを行うには、システム圧力に体積流量を掛けます。 計算式を以下に示します。
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