3. Вибір гідроциліндрів

Для вибору гідроциліндра (далі – ГЦ) необхідні два основних параметри: зусилля Р_ц (КН) і хід L_ц (м), а також робочий тиск у гідросистемі q_г (МПа). Основною задачею є вибір ГЦ для приводу поршня. ГЦ механізмів відрізання бруса та зштовхування його з різкою на окремі цеглини мають діаметр 50÷80 мм, який приймається зі значним запасом по конструктивним міркуванням.

Сумарне потрібне зусилля основних ГЦ приводу поршня:

Р_цΣ = F_п×q, (8.68)

(площа перетину поршня F_п в мм², q - у МПа, Р_цΣ - у Н).

Слід відмітити, що, як показали численні вимірювання, при формуванні цегли на поршневому пресі робочий тиск q у пресовій головці становить 1,0÷2,0 МПа, що принаймні у півтора рази менше, ніж у шнекових пресів.

У конструкції може бути передбачена установка одного чи двох ГЦ (z_ц=1 чи 2). Варіант із двома ГЦ, використаний у серійному поршневому пресі, дозволив застосувати ГЦ широкого вжитку з відносно невеликим діаметром 125 мм, хоча вартість двох циліндрів більша, ніж одного. Діаметр ГЦ повинний дозволяти його розміщення у поршні.

Зусилля ГЦ Р_ц = Р_цΣ /η_ц × z_ц; хід ГЦ L_ц = L_у + L_е (8.69)

Утрати на подолання тертя в ущільнюючих манжетах враховуються механічним ККД ГЦ η_ц = 0,95÷0,97.

При виборі рівня робочого тиску слід мати на увазі, що найдешевші, прості й надійні лопатеві насоси розвивають максимальний тиск до q_гмах=10 МПа, шестеренчасті – до 12,5 МПа, плунжерні – до 25 МПа. Робочий тиск q_г має бути меншим максимального на 10÷20% для подолання опору у трубопроводах гідросистеми та гідравлічних апаратах: q_г =(0,8÷0,9)q_гмах.

ГЦ вибирають по таблицях каталогів фірм-виробників таким чином, щоб вони задовольняли вимогам по указаних вище трьох параметрах .

Можно розрахувати потрібний внутрішній діаметр d_цп ГЦ і по ньому вибрати зі стандартного ряду найближчий більший діаметр d_ц (80, 100, 125, 200, 260 мм):

d_цп=√4s_ц /π; s_ц=Р_ц / q_г, (8.70)

де: s_ц - площа перетину робочої порожнини ГЦ, мм², Р_ц у Н; q_г у МПа.

Діаметр штока d_шц = (0,5÷0,7)d_ц ГЦ слід вибирати максимальним можливим по умові розміщення манжет, щоб прискорити холостий (зворотній) рух поршня й продуктивність преса.

Приклад: Запланований тиск у пресовій головці q=1,6 МПа. При F_п=0,099 м² = 99·10³ мм² Р_цΣ=99·10³×1,6≈160·10³Н.

Якщо z_ц=2, то зусилля ГЦ Р_ц= 160·10³ /0,95·2≈85·10³ Н.

Хід ГЦ L_ц= 0,13+ 0,3=0,43 м. Якщо вибрати для гідроприводу шестеренчастий насос із q_гмах=12,5 МПа, то q_г =(0,8÷0,9)×12,5≈10 МПа; s_ц=85·10³/10=8,5·10³ мм²,

d_цп=√4·8,5·10³/3,14=104 мм. Вибираємо зі стандартного ряду d_ц=125 мм. Діаметр штока d_шц=(0,5÷0,7)×125≈80 мм. Фактична площа перетину робочої порожнини ГЦ s_цф=π·d²_ц/4=3,14·125²/4=12,2·10³ мм², штокової порожнини

s_цш=π·(d²_ц–d²_цш)/4=3,14·(125²–80²)/4=7,2·10³ мм², фактичне максимальне зусилля кожного ГЦ Р_цΣф=s_цф×q_гмах=12,2·10³ ×12,5=152·10³ Н, обох циліндрів - ≈300 кН. Ці зусилля є вихідними для розрахунку на міцність поршня та корпуса преса, а також елементів кріплення ГЦ.