Temos:
- Hidraulinis cilindras
- Apskaičiuokite smūgio tūrį
- Apskaičiuokite sistemos slėgį
- Apskaičiuokite tūrio srautą
- Apskaičiuokite galią
Hidraulinis cilindras:
Hidraulinis cilindras susideda iš korpuso, kuriame yra stūmoklis ir stūmoklio kotas. Jo veikimas pagrįstas Paskalio dėsniu, kuris jau buvo aprašytas. Hidraulinis skystis pumpuojamas į cilindrą iš vienos pusės, todėl stūmoklis juda tiesia linija. Hidraulinis cilindras gali perduoti labai dideles jėgas. Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytos trys dvigubo veikimo cilindro situacijos:
- A: Stūmoklis su stūmoklio kotu yra kairiausioje padėtyje.
- B: hidraulinis skystis tiekiamas per kairę cilindro jungtį. Skystis stumia stūmoklį į dešinę. Dešinėje stūmoklio pusėje esantis skystis per dešinę jungtį išleidžiamas į cilindrą.
- C: stūmoklis yra pačioje dešinėje.
Stūmoklio koto pusėje (dešinėje aukščiau esančiame paveikslėlyje) paviršiaus plotas, kuriame hidraulinis skystis spaudžiasi prie stūmoklio, yra mažesnis.
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas ekskavatoriaus mechanizmas. Vyrių, svirčių ir atskirai valdomų hidraulinių cilindrų derinys užtikrina, kad ekskavatoriaus kaušas yra labai manevringas. Cilindrai yra dvigubo veikimo tipo: keičiant skysčio kryptį į cilindrą ir iš jo, stūmoklis juda kita kryptimi.
Be dvigubo veikimo cilindrų, taip pat yra:
- Vieno veikimo cilindras: šio tipo cilindruose yra viena hidraulinė jungtis. Už stūmoklio esanti spyruoklė užtikrina grįžtamąjį eigą.
- Cilindras su hidrauliniu buferiu: stūmoklio judėjimas stabdomas eigos pabaigoje.
- Teleskopinis cilindras: keli cilindrai, sustumti kartu, sukuria didelį darbinį ilgį ištraukus. Dėl teleskopinės konstrukcijos montavimo vieta yra gana maža.
Apskaičiuokite smūgio tūrį:
Dėl skirtingos cilindrų konstrukcijos jų pritaikymas yra universalus: kai stūmoklio kotas turi daryti didelę jėgą, stūmoklio koto skersmuo yra didesnis, kaip ir stūmoklis, cilindras ir skysčio tūris cilindre. Matmenys priklauso nuo montavimo vietos ir paskirties, kuriai balionas naudojamas. Mes susiduriame su šiais matmenimis:
- stūmoklio skersmuo (D)
- strypo skersmuo (d)
- stūmoklio (-ių) eiga
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas cilindras, kuriame yra stūmoklis su stūmoklio koteliu. Santrumpos paaiškinamos šalia paveikslėlio.
Deklaracija:
- D = stūmoklio skersmuo
- d = strypo skersmuo
- s = smūgis
- Az = stūmoklio plotas
- Ar = žiedo plotas
- Ast = meškerės plotas
- Vz = stūmoklio pusės tūris
- Vr = strypo šoninis tūris
Pagal stūmoklio ir cilindro matmenis galime apskaičiuoti stūmoklio pusės praplaukimo tūrį (Vz). Tam mums reikia stūmoklio paviršiaus ploto (Az) ir šį skaičių padauginame iš eigos. Kai Az nežinomas, galime apskaičiuoti plotą pagal šią formulę:
Norėdami nustatyti eigos formulę dešinėje stūmoklio pusėje, turime atimti stūmoklio koto plotą. Susidaro tokia formulė:
Su šiomis formulėmis apskaičiuosime žemiau esančio cilindro tūrį.
Į formulę įvedame duomenis, kad apskaičiuotume stūmoklio pusės praplaukimo tūrį visiškai ištemptoje būsenoje. Galutinis atsakymas yra kubiniais metrais, nes tai yra tūris. Paskutinį atsakymą paverčiame moksliniu žymėjimu.
Tada įvedame duomenis iš strypo pusės, kad paskaičiuotume, koks ten skysčio tūris su pilnai įtrauktu stūmokliu. Mes gauname mažesnį skysčio kiekį, nes šią vietą užima stūmoklio strypas. Šį atsakymą taip pat paverčiame moksliniu žymėjimu.
Naudojant cilindrus su vienodo skersmens ištisiniu stūmoklio kotu, lengviau nustatyti skysčio srautą: įeinančio tūrio srautas yra lygus išeinančiam tūriui.
Apskaičiuokite sistemos slėgį:
Slėgis cilindre stumti stūmoklį į dešinę vyrauja ant stūmoklio paviršiaus Az. Šį slėgį galime apskaičiuoti, jei žinome jėgą, kurią stūmoklis veikia objektą, kurį reikia perkelti. Ši jėga yra 10 kN (10.000 XNUMX N). Patogumui naudojame likusius stūmoklio ir cilindro duomenis iš ankstesnio skyriaus.
Slėgį cilindre apskaičiuojame pagal šią formulę. Jėga F yra žinoma (10.000 XNUMX N), tačiau stūmoklio paviršiaus plotas vis dar nežinomas.
Taigi pirmiausia apskaičiuojame stūmoklio paviršiaus plotą:
Dabar, kai žinome stūmoklio paviršiaus plotą, galime apskaičiuoti slėgį:
F (niutoną) padalijus iš A (kvadratinis metras), gauname atsakymą niutonais kvadratiniam metrui [N/m²]. Tai lygu Paskaliui, nes 1 Pa = 1 N/m².
Paskalių skaičių padalijus iš 100.000 XNUMX, gauname juostų skaičių. Tai matome atsakyme į aukščiau pateiktą formulę.
Apskaičiuokite tūrio srautą:
Tūrinį srautą galime apskaičiuoti padalydami jau žinomus duomenis iš laiko, per kurį stūmoklis atlieka visą eigą (-us). Šį laiką (t) nustatėme 5 sekundes.
Tūrinį srautą apskaičiuojame pagal šią formulę:
Apskaičiuokite galią:
Galiausiai galime apskaičiuoti galią, reikalingą cilindrui perkelti iš kairės į dešinę. Norėdami tai padaryti, sistemos slėgį padauginame iš tūrio srauto. Skaičiavimas parodytas žemiau.
Susijęs puslapis:
