Emner:
- Hydraulisk sylinder
- Beregn slagvolum
- Beregn systemtrykket
- Beregn volumstrøm
- Beregn kraft
Hydraulisk sylinder:
En hydraulisk sylinder består av et hus som inneholder et stempel og stempelstang. Virkemåten er basert på Pascals lov, som allerede er beskrevet. Hydraulikkvæsken pumpes inn i sylinderen på den ene siden, noe som får stempelet til å gjøre en rettlinjet bevegelse. Den hydrauliske sylinderen kan overføre svært høye krefter. Følgende figur viser de tre situasjonene for en dobbeltvirkende sylinder:
- A: Stempelet med stempelstangen er i posisjonen lengst til venstre.
- B: hydraulikkvæske tilføres via venstre tilkobling av sylinderen. Væsken skyver stemplet til høyre. Væsken på høyre side av stempelet dreneres inn i sylinderen via høyre tilkobling.
- C: stempelet er i posisjonen lengst til høyre.
På stempelstangsiden (til høyre i bildet over) er overflaten hvor hydraulikkvæsken presser mot stempelet mindre.
Følgende bilde viser mekanismen til en gravemaskin. Kombinasjonen av hengsler, spaker og separat opererte hydrauliske sylindre sørger for at gravemaskinskuffen er svært manøvrerbar. Sylindrene er av dobbeltvirkende type: ved å endre væskeretningen til og fra sylinderen, beveger stempelet seg i den andre retningen.
I tillegg til de dobbeltvirkende sylindrene er det også:
- Enkeltvirkende sylinder: denne sylindertypen inneholder én hydraulisk tilkobling. En fjær bak stemplet gir returslaget.
- Sylinder med hydraulisk buffering: stempelbevegelsen bremses ved slutten av slaget.
- Teleskopsylinder: et antall sylindre skjøvet sammen skaper en stor arbeidslengde når den er forlenget. Når den er trukket inn, er installasjonsplassen relativt liten, takket være den teleskopiske utformingen.
Beregn slagvolum:
På grunn av de forskjellige utformingene av sylindere, er deres bruksområder allsidige: når stempelstangen må utøve mye kraft, er diameteren på stempelstangen større, det samme er stempelet, sylinderen og væskevolumet i sylinderen. Dimensjonene avhenger av installasjonsstedet og applikasjonen som sylinderen brukes til. Vi kommer over følgende dimensjoner:
- stempeldiameter (D)
- stangdiameter (d)
- slag av stempelet(e)
Bildet nedenfor viser en sylinder som inneholder stempelet med stempelstang. Forklaringen til forkortelsene vises ved siden av bildet.
Erklæring:
- D = stempeldiameter
- d = stangdiameter
- s = slag
- Az = stempelareal
- Ar = ringareal
- Ast = stangareal
- Vz = volum på stempelsiden
- Vr = stangsidevolum
Med dimensjonene til stempelet og sylinderen kan vi beregne sveipet volumet på stempelsiden (Vz). For dette trenger vi overflatearealet til stempelet (Az), og vi multipliserer dette tallet med slaget. Når Az er ukjent, kan vi beregne arealet med følgende formel:
For å bestemme slagformelen på høyre side av stempelet, må vi trekke fra arealet til stempelstangen. Følgende formel oppstår:
Med disse formlene vil vi beregne det feide volumet til sylinderen nedenfor.
Vi legger inn dataene for å beregne det feide volumet på stempelsiden i fullstendig utvidet tilstand i formelen. Det endelige svaret er i kubikkmeter fordi det er et volum. Vi konverterer det siste svaret til vitenskapelig notasjon.
Vi legger så inn data på stangsiden for å beregne hva væskevolumet er der med et helt tilbaketrukket stempel. Vi ender opp med et lavere væskevolum, fordi denne plassen er okkupert av stempelstangen. Vi konverterer også dette svaret til vitenskapelig notasjon.
Med sylindre med en kontinuerlig stempelstang med samme diametre er det lettere å bestemme væskestrømmen: den innkommende volumstrømmen er lik det utgående volumet.
Beregn systemtrykk:
Trykket i sylinderen for å skyve stempelet til høyre råder på stempeloverflaten Az. Vi kan beregne dette trykket hvis vi kjenner kraften som stempelet utøver på objektet som skal flyttes. Denne kraften er 10 kN (10.000 XNUMX N). For enkelhets skyld bruker vi gjenværende stempel- og sylinderdata fra forrige seksjon.
Vi beregner trykket i sylinderen med følgende formel. Kraften F er kjent (10.000 XNUMX N), men overflatearealet til stempelet er fortsatt ukjent.
Så vi beregner først overflatearealet til stempelet:
Nå som vi kjenner overflatearealet til stempelet, kan vi beregne trykket:
Ved å dele F (Newton) med A (kvadratmeter) får vi et svar i Newton per kvadratmeter [N/m²]. Dette er lik Pascal, fordi 1 Pa = 1 N/m².
Ved å dele antall Pascals med 100.000 XNUMX får vi antall stolper. Dette ser vi i svaret på formelen ovenfor.
Beregn volumstrøm:
Vi kan beregne volumstrømmen ved å dele de allerede kjente dataene med tiden som stempelet gjør hele slaget(e). Vi setter denne tiden (t) til 5 sekunder.
Vi beregner volumstrømmen med følgende formel:
Beregn effekt:
Til slutt kan vi beregne kraften som kreves for å flytte sylinderen fra venstre til høyre. For å gjøre dette multipliserer vi systemtrykket med volumstrømmen. Beregningen er vist nedenfor.
Relatert side:
