6.3 Расчёт основных элементов

6.3.1 Расчет пневмоцилиндра

6.3.1.1 Условный проход подводных отверстий в крышках пневмоцилиндра [6] определяется в зависимости от рабочего давления воздуха

d_y = 25 мм = 2,5 см

Присоединительная резба метрическая М32х1,5

6.3.1.2 Площадь условного прохода

; (6.1)

см²

6.3.1.3 Принимаем абсолютную величину давления в полости выхлопа

р_в=0,16 МПа

6.3.1.4 Определяем суммарные потери в аппаратах

; (6.2)

где потери давления в вентиле;

потери давления в распределителе,

.

МПа.

6.3.1.5 Коэффициент расхода [6]

;

где коэффициент расхода, определяемый в зависимости от потерь давления в линии подвода воздуха;

V_n – скорость потока воздуха в трубопроводах, [6] V_n=29 м/с;

удельный вес потока воздуха, [6] Н/м³;

6. Функция параметра нагрузки [6]

6. Диаметр пневмоцилиндра

а) при снятии толкающего усилия

; (6.3)

мм.

б) при снятии тянущего усилия

; (6.4)

где Р₂ – усилие необходимое для выжима сцепления, Р₂ = 20 кН,

см.

Полученное значение D округляем до ближайшего в сторону увеличения по ГОСТ 15608-81. Принимаем пневмоцилиндр с D = 320 мм; d – диаметр штока, d = 80 мм; L – ход поршня, L = 400 мм; d_вн – внутренний диаметр воздуховода, d_вн = 25 мм.

2. Определение расхода воздуха пневмоцилиндром за один двойной ход поршня

а) расход свободного воздуха

; (6.5)

где l – длина воздуховода от распределителя до пневмоцилиндра, l = 0,8 м,

м³

б) расход сжатого воздуха

; (6.6)

где К_п – коэффициент, учитывающий утечки воздуха в пневмоаппаратах и соединениях, К_п = 1,3,

м³

6.3.3Подбор пневмораспределителя

Пневмораспределитель подбирал по номинальному давлению, условному проходному диаметру и расходу воздуха.

Для стенда выбрал [6] пневмораспределитель крановый последовательного включения ГОСТ 18467-81 типа В71-33, представляет собой трехпозиционный трехлинейный распределитель с ручным управлением.

Техническая характеристика

Условный проход, мм…………………………….25

Присоединительная резьба, мм……………..….М36х1,5

Номинальное давление, МПа……………………0,63

Расход воздуха, м³………………………………..0,4

Усилие переключения, Н, не более……………30

Долговечность, цикл……………………………..1*10⁶

4. Подбор крана

Кран необходим для отключения стенда от пневмосети во время больших перерывов в работе, а также во время проверки состояния узлов стенда и планового технического обслуживания.

Кран подбирал условному проходному диаметру и расходу воздуха.

В выбираем [6] кран шаровый чугунный полнопроходный с внутренней резьбой ГОСТ 8437-79.

Техническая характеристика

Условный проход, мм…………………………….25

Присоединительная резьба, мм……………..….М36х1,5

Номинальное давление, МПа……………………1,0

4. Расчет пневмолиний

Расчет производится по участкам, на которые разбивают пневмотическую схему, при этом под участком понимается часть пневмолинии пропускающая одинаковый расход и имеющая одинаковый диаметр.

; (6.7)

где Q – расход воздуха;

V - скорость воздуха;

- плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении;

- плотность воздуха при давлении в трубопроводе.

Принимаем трубопроводы стальные бесшовные горячекатаные, материал - Сталь 35, d_н = 36 мм; d_вн = 25 мм ГОСТ 8732-78 [6]

Потери давления на участках:

;(6.8)

где V – скорость движения воздуха, м/с;

d – диаметр трубы, мм;

l – длина трубопроврода, м;

- коэффициент местного сопротивления;

р – плотность воздуха, кг/м³.

Расчет потерь давления на участках сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 Расчет потерь давления на участках

№ участка	потери	Длина l	Скорость вдижения воздуха V м/с	dв	dн
кран - распределитель	0,025*10^5	1,8 м	0,3	25	36	0,2
распределитель- цилиндр	0,030*10^5	1,8 м	0,3	25	36	0,4
цилиндр- распределитель	0,019*10^5	1,5 м	0,3	25	36	0,4

4. Расчет сил трения в цилиндре

Сила трения поршня в цилиндре

_; (6.9)

где b₁ – общая длина контактной поверхности, м [4]

- коэффициент трения [4],

F₁= 0,1*3,14*0,32*0,09*0,5*10⁶=6807 H.

Сила трения штока в уплотнениях

_; (6.10)

где b₂=b₁

F₂= 0,1*3,14*0,06*0,09*0,5*10⁶=227 Н.