3. Расчет гидроцилиндров рабочего оборудования стрелового погрузчика

Для выполнения рабочих операций на привод рабочего оборудования предусмотрены следующие гидроцилиндры:

• ГЦ выдвижения секции стрелы;

• ГЦ подъема/опускания стрелы

Для расчета будем использовать программу в Excel Ватулина Я.С.

Расчет гц подъема/опускания стрелы

1. Цель расчета

• определить точки крепления гидроцилиндра на стреле и раме машины;

• определить усилие на штоке ГЦ;

• подобрать ГЦ;

• проверить ГЦ по условию запаса устойчивости;

• проверить ГЦ по условию запаса прочности (в цилиндре и в штоке).

2. Определение размера гидроцилиндра

Точки крепления шарнира гидроцилиндра к стреле определяются из условия минимизации усилия на штоке при приемлемых размерах ГЦ. Максимальные значения параметров а и b определяем конструктивно. Максимальный и минимальный размер ГЦ можно определить с помощью построения кинематической схемы стрелы.

Усилие на штоке гидроцилиндра и подбор ГЦ

2. Проверка ГЦ по условиям запаса устойчивости и запаса прочности

Расчет проводился при помощи программы.

расчетное рабочее сопротивление Pштока=1,25Pн (кН)		18
Расчетное давление рабочей жидкости, мПа r =1,25rн		25
Марка стали итвердость	цилиндра
	штока
Предел текучести материала, мПа σт1	цилиндра	360
σт2	штока	600
Модуль упругости материала, мПа, Е=		210000
Наружный диаметр сечения,м, d1н=	цилиндра	0,136
d2н=	штока	0,08
Внутренний диаметр сечения,м, d1в=	цилиндра	0,126
d2в=	штока	0,079
Высота стойки, м, L=		2,38
Длина ступени постоянной жесткости, м, Л l1=		1,32
Л l2=		1,067
База заделки, м, а=		0,33
Зазор на диам между цилиндром и штоком, м, b=		0,000228
Радиус сферической опоры, м, ro=		0,069
rв=		0,069
Коэффициент трения в опоре Мюо	цилиндра	0,25
Мюв	штока	0,25

Исходные данные

Результаты расчета:

Результирующая наряжения в цилиндре, Мпа
наружная поверхность стенок σэ1н		306,3192237
внутренняя поверхность стенок
на растянутом волокне σ'э1в		338,5026264
на сжатом волокне σ"э1в		338,5026264
Напряжения в штоке, Мпа
изгиба σи2		173,3769791
сжатия σс2		144,2134359
результирующие σ2		317,590415
Запас прочности
в цилиндре nт1		1,063507258	>[n]
в штоке nт2		1,889225782	>[n]

Гильза цилиндра не проходит по условиям прочности, запас 1,06<1,2 , следовательно надо увеличить толщину стенок.

Вывод: выбранный гидроцилиндр подходит по условиям запаса устойчивости и прочности.

Определение параметров гидропривода-подъема опускания стрелы

Максимальное усилие, развиваемое гидроцилиндром (при р₂=0):

Р=0,785((р₁-р₂)·D²+p₂d²)·η=0.785·25·10⁶·0,126²·0,8=249253,8 Н

η=0,8 – потери напора жидкости в системе

Расход жидкости составляет:

- при подаче ее в поршневую полость ГЦ

Q=0.785·D²·v_п/ η=0.785·0.126²·0.10/0.8=0.001558 м³/с

v_п=0,10 м/с –скорость поршня

- при подаче ее в штоковую полость ГЦ

Q=0.785·(D²-d²)·v_п/ η=0.785·(0.126²-0.08²)·0.10/0.8=0.000929 м³/с