Гидравлик цилиндрийн хүчийг тооцоолох: томьёо, жишээ, сонгох гарын авлага

Шингэний эрчим хүчний инженерчлэлд нарийвчлал нь гүйцэтгэлийг шаарддаг. Нарийн математик загварчлал гэхээсээ илүү нэрлэсэн системийн даралт дээр үндэслэн цилиндрийн чадавхийг тооцоолох нь механик гэмтэл, аюулгүй байдлын аюул эсвэл шаардлагагүй хөрөнгийн зарцуулалтад хүргэдэг. Хүчний шаардлагыг буруу тооцоолсноор бага хэмжээтэй цилиндрүүд ачааллын дор зогсоход хүргэдэг. Үүний эсрэгээр, том цилиндрүүд нь илүү том насос, илүү хүнд бэхэлгээний бүтэц, хэт их шингэний эзэлхүүнийг шаарддаг тул системийн ул мөрийг хөөрөгддөг. Хэмжээ багатай цилиндр нь шаардлагатай массыг хөдөлгөж чадахгүй тул шингэнийг хамгаалах хавхлагаар дамжиж, хэт их дулаан үүсгэдэг. Хэт том цооног бүхий цилиндрийг зааж өгөх нь физик зайг алдаж, зорилтот мөчлөгийн хугацаанд хүрэхийн тулд илүү их урсгалын хурд шаарддаг. Энэхүү гарын авлага нь яг математикийн хүрээг өгдөг гидравлик цилиндрийн хүчийг тооцоолох. Бид бодит механик үр ашиггүй байдлыг хэрхэн тооцох талаар дэлгэрэнгүй тайлбарлаж, таны ашиглалтын шаардлагад тохирсон цилиндрийг тодорхойлох техникийн үнэлгээний тогтолцоог санал болгож байна.

Гол арга хэмжээ

• Онолын ба бодит гарц: Үндсэн томьёо (Хүч = Даралт × Талбай) нь онолын суурь үзүүлэлтийг өгдөг; Битүүмжлэлийн үрэлт ба дотоод даралтын уналтаас болж бодит гарц нь ихэвчлэн 5-10% бага байдаг.

• Чиглэлийн зөрүү: Поршений бариул эзэлдэг эзэлхүүний улмаас буцах (татах) хүч нь стандарт давхар үйлдэлт цилиндрт сунгах (түлхэх) хүчнээс угаасаа бага байдаг.

• Ганц болон давхар үйлдэлтэй динамик: Нэг үйлдэлт цилиндр нь онолын нийт түлхэх хүчнээс хасагдсан хаврын буцах эсэргүүцлийг тооцох ёстой.

• Системийн солилцоо: Хүчний тодорхой зорилтод хүрэхийн тулд цооногийн хэмжээг системийн даралттай тэнцвэржүүлэх шаардлагатай - том цооногууд нь бага даралттай ажилладаг боловч илүү их физик зай, шингэний эзэлхүүнийг шаарддаг.

• Эрсдэлийг бууруулах: Хүнд даацын дор бариулыг сүйрлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хүчний тооцоог цус харвалтын урт, угсралтын хэв маягийн үнэлгээтэй хослуулах ёстой.

Гидравлик цилиндрийн хүчний үндсэн физик

Шингэний эрчим хүчний системийг зөв тодорхойлохын тулд шингэний шингэний үйл ажиллагааг зохицуулах физик зарчмуудыг ойлгох ёстой. Гидравлик системүүд нь шингэний шахагдахгүй байх зарчмаар ажилладаг. Энэ шинж чанар нь их хэмжээний эрчим хүчний алдагдалгүйгээр уян хатан зайд асар их хүчийг дамжуулах боломжийг олгодог.

Гидравлик цилиндрт зориулсан Паскалийн хууль

Шингэний чадлын бүх тооцооны үндэс нь Паскалийн хуульд суурилдаг. Энэ зарчим нь хязгаарлагдмал, шахагдах боломжгүй шингэнд үзүүлсэн даралт нь шингэний бүх чиглэлд жигд, бууралтгүйгээр дамждаг. Гидравлик насос нь тосыг цилиндрийн торхонд шахах үед шингэн нь даралт үүсгэдэг. Энэ даралттай шингэн нь цилиндрийн хана, төгсгөлийн таг, поршений нүүрэнд ижил хүч үзүүлдэг. Цилиндрийн баррель ба таг нь хатуу бэхлэгдсэн байдаг тул шингэний даралт нь хөдлөх поршений торхыг шугаман дагуу хөдөлгөдөг. Энэ үйлдэл нь шингэний хүчийг шууд механик хөдөлгөөн болгон хувиргадаг.

Хүчийг тооцоолох гол хувьсагчууд

Математикийн аливаа томьёог гүйцэтгэхийн өмнө тооцоололд хамаарах үндсэн хувьсагчдыг тогтооно. Нэгжийг холих эсвэл эдгээр үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийг буруу ойлгох нь дэлгүүрийн шалан дээр хэмжээсийн ноцтой алдаа гаргахад хүргэдэг.

• F (хүч): Цилиндрээс үүссэн нийт механик гаралт. Энэ нь ачааг хөдөлгөх бодит түлхэх эсвэл татах хүчийг илэрхийлдэг. Эзэн хааны системд хүнд үйлдвэрийн хэрэглээнд хүчийг фунт-хүч (lbf) эсвэл АНУ-ын тонноор хэмждэг. Метрийн системд бид үүнийг Ньютон (N) эсвэл килоНьютон (кН) -ээр хэмждэг.

• P (Даралт): Цилиндрийн порт дахь системийн ажиллагааны даралт. Энэ нь шингэний энергийн боломж юм. Та гидравлик насосны хамгийн дээд үнэлгээг бус порт дээр байгаа даралтыг ашиглах ёстой. Даралтыг ихэвчлэн нэг квадрат инч фунт (PSI) эсвэл бараар хэмждэг.

• A (Үр дүнтэй талбай): Даралттай шингэнд өртсөн поршений гадаргуугийн талбай. Энэ бол шингэний даралт нь хөдөлгөөн үүсгэх физик орон зай юм. Үр дүнтэй талбайг квадрат инч (ин⊃2;) эсвэл квадрат миллиметрээр (мм⊃2;) хэмждэг.

Суурь тэгшитгэл

Эдгээр гурван хувьсагчийн хоорондын хамаарлыг үндсэн шингэний чадлын томъёогоор илэрхийлнэ: F = P × A. Хүч нь даралтыг талбайгаар үржүүлсэнтэй тэнцүү. Энэ тэгшитгэл нь системийн даралтыг нэмэгдүүлэх эсвэл поршений гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх замаар цилиндрийн механик гаралтыг нэмэгдүүлэх боломжтой гэдгийг харуулж байна. Дараагийн тооцоо бүр нь энэхүү үндсэн математик харилцаан дээр суурилдаг.

Гидравлик цилиндрийн хүчийг алхам алхмаар тооцоолох

Суурь тэгшитгэлийг бодит ертөнцийн техник хангамжид хэрэглэхийн тулд тусгай геометрийн тооцоолол хийх шаардлагатай. Цилиндрүүд нь сунгах, татах гэсэн хоёр чиглэлд ажилладаг. Боломжтой гадаргуугийн талбай нь аяллын чиглэлээс хамаарч өөрчлөгддөг.

Өргөтгөх хүчийг тооцоолох (түлхэх)

Сунгах үед гидравлик шингэн нь цилиндрийн тагны төгсгөлд (сохор төгсгөл) ордог. Шингэн нь поршений бүх дугуй гадаргуугийн эсрэг дардаг. Энэ талбайг олохын тулд цилиндрийн дотоод нүхний диаметр дээр үндэслэн тойргийн талбайг тооцоолно.

Бүтэн цооногийн талбайн томъёо нь: Талбай = π × r⊃2; (энд r нь радиус, эсвэл хагас диаметр). Эсвэл Area = π × (Диаметр/2)⊃2;-г ашиглана. Жишээлбэл, 4 инчийн цооногтой цилиндрийн радиус нь 2 инч байна. Радиусыг квадрат болгоход 4. Пи (3.14159)-аар үржүүлэхэд 12.56 квадрат инч бүхий бүтэн цооногийн талбай гарна.

Поршений гадаргуугийн талбайг бүрэн эзэлсний дараа үүнийг F = P × A тэгшитгэлд хэрэглэнэ. Хэрэв таны систем 2500 PSI дээр ажилладаг бол 2500-г 12.56-аар үржүүлж 31400 фунт стерлингийн онолын өргөтгөлийн хүчийг тодорхойлно.

Давхар үйлдэлтэй цилиндрт татах хүчийг (татах) тооцоолох

Давхар үйлдэлтэй цилиндр нь гидравлик даралтыг хоёуланг нь сунгах, татахад ашигладаг. Буцах цохилтын үед шингэн нь цилиндрийн саваа төгсгөлд ордог. Поршений бариулын биет байдал нь орон зайг эзэлдэг тул даралттай шингэний ажиллах боломжтой поршений гадаргуугийн талбайн хэмжээг бууруулдаг. Энэ багассан хэсгийг бид цагираг хэлбэртэй талбай гэж нэрлэдэг.

Цагираган талбайг тооцоолохын тулд эхлээд ижил дугуй талбайн томъёог ашиглан саваагийн хөндлөн огтлолын талбайг тодорхойлно: Савааны талбай = π × (Саваа диаметр/2)⊃2;. Дараа нь энэ саваа талбайг өмнө нь тооцоолсон бүрэн цооногийн талбайгаас хасна. Үр дүнгийн томъёо нь: Үр дүнтэй талбай = Бүрэн цооногийн талбай - Савааны талбай.

Татах үед үр дүнтэй талбай нь үргэлж бага байдаг тул стандарт давхар үйлдэлтэй цилиндрүүд нь байгалийн хүчний дифференциалтай байдаг. Татах цохилт нь системийн яг ижил даралтын үед түлхэх цохилтоос бага хүч үүсгэдэг. Инженерүүд дарах, өргөх механизм гэх мэт хүнд татах шаардлагатай хэрэглээг төлөвлөхдөө энэ ялгааг харгалзан үздэг.

Нэг үйлдэлт цилиндрийн нягтлан бодох бүртгэл

Нэг үйлдэлт цилиндр нь гидравлик даралтыг ашиглан саваагаа сунгадаг боловч түүнийг татахын тулд дотоод механик пүрш эсвэл гадаад ачааллын таталцалд тулгуурладаг. Хавар буцах цилиндрийг сунгах хүчийг тооцоолохдоо пүрш нь өөрөө гидравлик шингэний эсрэг тэмцдэг механик эсэргүүцлийг харуулдаг.

Бодит ашиглагдах гарцыг тодорхойлохын тулд пүршний эсэргүүцлийн хүчийг онолын нийт хүчнээс хасна. Томъёо нь: Цэвэр хүч = (P × A) - Хаврын эсэргүүцэл. Пүршний эсэргүүцэл нь пүршийг хэр хол шахахаас хамаарч өөр өөр байдаг. Энэ нь боломжтой гэсэн үг Гидравлик цилиндрийн хүч нь үнэндээ цилиндрийн сунгалтын төгсгөлд хүрэхэд бага зэрэг буурдаг.

Нэгжийн хувиргалт ба стандартчилал

Шингэн тэжээлийн эд ангиудыг дэлхийн хэмжээнд үйлдвэрлэдэг. Инженерүүд ихэвчлэн эзэн хааны болон метрийн нэгжүүдийн хооронд шилждэг. Нэгжийг зөв хөрвүүлэхгүй байх нь тооцоог хүчингүй болгож, талбайн доголдолд хүргэдэг. Тооцооллын нарийвчлалыг баталгаажуулахын тулд хөрвүүлэх стандарт хүснэгтийг доор харуулав.

Хэвлэлийн болон хүнд даацын техникийн үзүүлэлтүүдийн хувьд гарцыг АНУ-ын тонноор тооцох нь салбарын стандарт юм. Нийт фунт-хүчийг (lbf) тодорхойлсны дараа энэ тоог 2000-д хуваагаад нарийн тонныг олоорой.

Талбайн тооцоог хурдасгахын тулд энэхүү стандарт NFPA цооногийн хэмжээг лавлах хүснэгтээс үзнэ үү. Энэ нь үйлдвэрлэлийн нийтлэг цилиндрийн хэмжээнүүдийн онолын түлхэлтийн талбайг тодорхойлсон.

Бодит ертөнцийн хүчин зүйлүүд: Онолын ба бодит гаралтын хүч

F = P × A томьёо нь онолын үндэслэлийг өгдөг. Гэсэн хэдий ч гидравлик систем нь вакуум орчинд ажилладаггүй. Бодит механик болон шингэний динамик үр ашиггүй байдал нь ачаалалд хүргэх бодит хүч нь математикийн онолын санал болгож буй хэмжээнээс үргэлж бага байх баталгаа болдог.

Статик (Таслах) ба Динамик (Гүйлтийн) үрэлтийн

Гидравлик цилиндр бүр шингэн нь поршенийг тойрч гарахаас сэргийлж, саваа булчирхайгаас гадагш гарахаас сэргийлж дотоод битүүмжлэлд тулгуурладаг. Ихэнхдээ полиуретан, PTFE эсвэл нитрил резинээр хийсэн эдгээр битүүмжлэл нь ган баррель болон хром бүрсэн бариулын эсрэг биет үрэлтийг бий болгодог. Энэ үрэлт нь гидравлик хүчийг шууд эсэргүүцдэг.

Үрэлт нь тогтмол биш юм. Статик үрэлт буюу салангид үрэлт нь үхсэн зогсоолоос хөдөлгөөнийг эхлүүлэх үед тулгардаг эсэргүүцэл юм. Цилиндр аль хэдийн хөдөлгөөнд орсны дараа үүсдэг динамик гүйлтийн үрэлтээс тасрах үрэлт нь мэдэгдэхүйц өндөр байдаг. Аюулгүй тодорхойлолтыг хангахын тулд онолын тооцоололдоо салбарын стандартын хасалтыг хэрэглээрэй. Битүүмжлэлийн хүлцлийн битүүмжлэл болон гидравлик шингэний зуурамтгай чанараас хамааран битүүмжлэлийн үрэлтийн улмаас нийт хүч 5%-10% алдагдана.

Системийн даралтын уналт (ΔP)

Онолын тооцоололд гидравлик насосны хамгийн их нэрлэсэн даралтыг 'P' хувьсагч болгон ашигладаг. Бодит байдал дээр шингэн нь системээр дамжин өнгөрөхдөө энерги алддаг. Гидравлик тос нь хоолойгоор дамжиж, 90 градусын холбох хэрэгслийг чиглүүлж, чиглүүлэх хяналтын хавхлагын хязгаарлагдмал нүхээр дамжин өнгөрөх үед даралтын уналт үүсдэг.

Шингэн нь цилиндрийн бодит порт руу хүрэх үед ажлын даралт нь насосны гаралтаас хэдэн зуун PSI бага байж болно. Хүчний үнэн зөв тооцоолол нь насосны өгөгдлийн хавтан дээр тулгуурлахын оронд үйл ажиллагааны явцад бодит даралтыг тодорхойлохын тулд цилиндрийн порт дээр даралт хэмжигч суурилуулах шаардлагатай.

Буцах даралтын талаар анхаарах зүйлс

Давхар үйлдэлтэй цилиндрт поршений хөдөлгөөнд шингэн нь цилиндрийн даралтгүй талаас гарах ёстой. Өргөтгөх явцад савааны үзүүр дэх шингэнийг портоос гаргаж, буцах шугамаар дамжуулж, усан сан руу буцааж оруулах ёстой. Буцах сантехникийн хязгаарлалтын шинж чанар нь арын даралтыг бий болгодог.

Энэхүү арын даралт нь поршений даралтгүй тал руу түлхэж, цэвэр хүчний гаралтаас хасагдах ахиу эсэргүүцэл үүсгэдэг. Буцах шугам багатай эсвэл хэт хязгаарлагдмал пропорциональ хавхлагатай системд арын даралт нь хязгаарлах чухал хүчин зүйл болдог.

Практик тооцооллын жишээ

Онолыг практик хувилбаруудад ашиглах нь хэмжээсийн процессыг тодорхой болгодог. Дараах жишээнүүд нь шингэний эрчим хүчний тоног төхөөрөмжийг тодорхойлохдоо бодит ертөнцийн хязгаарлалтыг хэрхэн удирдахыг харуулж байна.

Жишээ 1: Хүнд өргөх зориулалттай цилиндрийн хэмжээг тодорхойлох (Түлхэх)

Хувилбар: Та 15,000 фунт ачааг босоо чиглэлд түлхэх ёстой өргөх механизмыг зохион бүтээж байна. Гидравлик эрчим хүчний нэгж нь цилиндрийн порт дээр найдвартай 3000 PSI-г хүргэдэг. Шаардлагатай хамгийн бага нүхний хэмжээг тодорхойлох шаардлагатай.

1. Үндсэн томъёоны хувилбарыг ашиглан шаардлагатай үр дүнтэй талбайг тогтооно: Талбай = Хүч / Даралт.

2. 15,000 фунт ачааллыг 3,000 PSI системийн даралтаар хуваана. Энэ нь онолын хувьд шаардлагатай 5.0 квадрат инч талбайг өгдөг.

3. Битүүмжлэлийн үрэлт болон механик бэхэлгээг тооцохын тулд 10%-ийн аюулгүй байдлын коэффициентийг тооцно. Шаардлагатай талбайг 5.5 квадрат инч хүртэл нэмэгдүүлнэ.

4. Шаардлагатай цооногийн диаметрийг томъёог ашиглан ол: Диаметр = √((Талбай / π) × 4).

5. √((5.5 / 3.14159) × 4)-ийг тооцоолж, хамгийн багадаа ойролцоогоор 2.64 инч нүхний диаметрийг авна.

6. Цилиндрийг стандарт хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг тул энэ хэрэглээнд зориулж стандарт 3.25 инчийн NFPA цооног цилиндрийг дугуйлж, зааж өгнө үү.

Жишээ 2: Хэвлэлийн давхар үйлдэлт цилиндрийг тодорхойлох (Татах/Татах, Тоннах)

Хувилбар: Та яг 11,780 фунт стерлинг татах хүч шаардагддаг прессийг татах программ зохиож байна. Физик орон зайн хязгаарлалтын улмаас та хамгийн ихдээ 4 инч хэмжээтэй цооногоор хязгаарлагддаг. Аппликешн нь гулзайлгахаас сэргийлж хүнд даацын 2 инчийн саваа шаарддаг. Та шаардлагатай системийн даралтыг тооцоолж, нарийн тонныг тодорхойлох хэрэгтэй.

1. 4 инчийн цилиндрийн бүх нүхний талбайг тооцоол. Радиус нь 2 инч. Талбай = π × 2⊃2;, энэ нь 12.56 квадрат инчтэй тэнцэнэ.

2. Савааны талбайг тооцоол. 2 инчийн саваа нь 1 инчийн радиустай. Талбай = π × 1⊃2;, энэ нь 3.14 квадрат инчтэй тэнцэнэ.

3. Бөгжний үр дүнтэй талбайг олохын тулд цооногийн талбайгаас саваа талбайг хасна: 12.56 - 3.14 = 9.42 квадрат инч.

4. Даралт = Хүч / Талбайг ашиглан шаардлагатай даралтыг тодорхойлно. Шаардлагатай 11,780 фунт стерлингийг 9.42 квадрат инчийн үр дүнтэй талбайд хуваана. Хүссэн татах хүчийг олж авахын тулд систем нь саваа төгсгөлийн порт руу яг 1250.5 PSI хүргэх ёстой.

5. 11,780 фунт стерлингийг 2,000-д хувааж эцсийн гарцыг нарийн тонн болгон хөрвүүлнэ. Хэвлэл нь ойролцоогоор 5.89 тонн татах хүчээр ажиллах болно.

Жишээ 3: Хөдөлгөөнт төхөөрөмжийн бөмбөгний цилиндр (өндөр даралт)

Нөхцөл байдал: Экскаваторын цохилт нь нягтаршсан хөрсийг нэвтлэхийн тулд асар их түлхэх хүчийг шаарддаг. Систем нь 4500 PSI өндөр даралттай ажилладаг. Цилиндр нь 5 инчийн цооногтой. Та онолын түлхэлтийн хүчийг олох хэрэгтэй.

1. 2.5 инч болох 5 инчийн цооногийн радиусыг ол.

2. Талбайг тооцоолох: 3.14159 × (2.5)⊃2; = 19.63 квадрат инч.

3. Талбайг даралтаар үржүүлнэ: 19.63 × 4,500 = 88,335 фунт.

4. Өндөр үр ашигтай битүүмжлэлд 5% үрэлтийн хасалтыг хэрэглэнэ: 88,335 × 0,95 = 83,918 фунт стерлинг бодит ажиллах хүч.

Инженерийн үнэлгээ: Тооцооллыг цилиндрийн сонголт болгон хөрвүүлэх

Математик тооцоолол хийх нь системийн дизайны зөвхөн эхний үе шат юм. Эдгээр тоог физик техник хангамжийн үзүүлэлт болгон хөрвүүлэхийн тулд системийн солилцоо, бүтцийн хязгаарлалт, үйлдвэрлэлийн хязгаарлалтыг үнэлэх шаардлагатай.

Гараар томьёо болон дижитал тооцоолуур

Томоохон үйлдвэрлэгчдийн нийлүүлсэн дижитал шингэний эрчим хүчний тооцоолуур нь хурдан прототип хийх боломжийг санал болгодог. Эдгээр нь инженерүүдэд хувьсагчдыг оруулах, үндсэн хэмжигдэхүүнийг шууд гаргах боломжийг олгодог. Эдгээр хэрэгслүүд нь эхний ТЭЗҮ-д сайн ажилладаг.

Гэсэн хэдий ч тоон тооцоолуур нь хамгийн тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлдэг. Эдгээр нь сантехникийн тусгай зохион байгуулалт, хавхлагын хязгаарлалт, эсвэл таны хувийн машины дизайны өвөрмөц үрэлтийн коэффициентийг тооцож чадахгүй. Системийн бүх өвөрмөц үр ашиггүй байдлыг зохих ёсоор баримтжуулж, байршуулсан эсэхийг баталгаажуулахын тулд дижитал хэрэгслийн гаралтыг гар аргаар инженерийн тооцоогоор шалгана уу.

Цооногийн хэмжээ ба Ашиглалтын даралтын солилцоо

Тодорхой хүчний зорилтод хүрэх шаардлагатай үед та тодорхой инженерийн шийдвэрийн матрицтай тулгардаг: та системийн даралтыг нэмэгдүүлэх үү, эсвэл цилиндрийн нүхний хэмжээг нэмэгдүүлэх үү?

Системийн даралтыг нэмэгдүүлэх нь жижиг, хөнгөн цилиндрийг ашиглах боломжийг олгодог. Энэ нь авсаархан машины загварт үнэ цэнэтэй физик орон зайг хэмнэдэг. Өндөр даралтын системүүд нь илүү хүнд даацын хоолой, бат бөх насос, тусгай хавхлага шаарддаг бөгөөд энэ нь системийн нийт өртөг, нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Системийн даралтыг бууруулахын тулд ижил хүчний зорилтот түвшинд хүрэхийн тулд илүү том цооног цилиндрийг зааж өгөх шаардлагатай. Бага даралтын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ерөнхийдөө хямд бөгөөд элэгдэл багатай байдаг ч том цилиндр нь илүү их хэмжээний гидравлик шингэн шаарддаг. Энэ нь мөчлөгийн зөвшөөрөгдөх хугацааг хадгалахын тулд илүү том усан сан, илүү их урсгалтай насос шаарддаг.

Саваа гулзайлгах ба цус харвалтын уртын хязгаарлалт

Хангалттай хүчийг тооцоолох нь зөвхөн нэг алхам юм. Цилиндр хүнд ачааг түлхэх үед поршений саваа шахалтын дор нарийхан баганын үүрэг гүйцэтгэдэг. Их хэмжээний жинг түлхэж буй урт цохилттой цилиндрүүд нь саваа гулзайлгах гэж нэрлэгддэг сүйрлийн нугалахад маш мэдрэмтгий байдаг.

Даралтын дор саваа эвхэгдэхээс сэргийлэхийн тулд Эйлерийн баганын томъёог ашиглан хоёрдогч тооцоог хийнэ. Энэ томъёо нь бариулын материалын уян хатан чанар, түүний инерцийн момент, дэмжигдээгүй цохилтын урт, угсралтын тодорхой хэв маягийг үнэлдэг. Хэрэв гулзайлтын тооцоо нь эвдрэлийн эрсдэлийг харуулж байгаа бол гидравлик хүчний тооцоолол нь жижиг саваа хангалттай гэж үзсэн ч илүү том диаметртэй цилиндрийг зааж өгнө үү.

Захиалгат хийцтэй цилиндр ба стандартаас гадуур

Техникийн үзүүлэлтүүд түгжигдсэний дараа стандарт болон захиалгат тоног төхөөрөмжийн хооронд шийднэ үү. Стандарт зангилаа эсвэл гагнасан цилиндрийг нийтлэг цооног ба саваа хослуулан үйлдвэрлэдэг. Эдгээр нь эдийн засгийн хувьд хэмнэлттэй, ашиглахад хялбар, солих лацдан холболтын иж бүрдэл юм. Хэрэв таны тооцоолол стандарт хэмжигдэхүүнтэй тохирч байвал стандарт нэгж нь оновчтой сонголт болно.

Хэрэв таны хэрэглүүр маш тодорхой хүч-хөлийн харьцаа, хэт их ажлын даралт, эсвэл стандарт каталогид багтаах боломжгүй угсралтын өвөрмөц тохиргоог шаарддаг бол тусгайлан боловсруулсан цилиндрт хөрөнгө оруулаарай. Захиалгат инженерчлэл нь машины геометрийг алдагдуулахгүйгээр нарийн тооцоолсон үр дүнтэй талбайг баталгаажуулдаг.

Суурилуулалтын эрсдэл ба урьдчилан сэргийлэх шийдэл

Төгс тооцоолсон цилиндр ч гэсэн буруу хэрэгжүүлсэн тохиолдолд хугацаанаас нь өмнө бүтэлгүйтдэг. Бодит үйл ажиллагааны аюул нь математик томьёо нь угаасаа хамааралгүй стрессийг бий болгодог.

Хажуу талын ачаалал

Гидравлик цилиндрүүд нь поршений бариулын тэнхлэгийн дагуу шугаман чиглэлд хатуу хүчийг үүсгэдэг. Өнцөгт хүч хэрэглэх эсвэл цус харвалтын үед ачааллыг хажуу тийш шилжүүлэхийг зөвшөөрөх нь хажуугийн ачааллыг үүсгэдэг. Энэхүү жигд бус даралт нь савааг булчирхайн нэг тал руу шахаж, битүүмжлэл хурдан, жигд бус элэгдэлд орж, цилиндрийн хоолойд гэмтэл учруулж, улмаар шингэн дамжихад хүргэдэг.

Хажуугийн ачааллыг багасгахын тулд бага зэрэг холболт хийх боломжтой бэхэлгээний тохирох загварыг зааж өгнө үү. Бөмбөрцөг холхивч, хонгилын бэхэлгээ эсвэл хаалтны бэхэлгээг нэгтгэх нь цилиндрийг бага зэрэг эргүүлэх боломжийг олгодог. Энэ нь хажуугийн хөдөлгөөнийг шингээж, бүхэл бүтэн цохилтын туршид хүчийг төгс шугаман хэвээр байлгана. Урт хэвтээ цохилтын хувьд поршений болон булчирхайн хоорондох холхивчийн гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэхийн тулд дотоод зогсоох хоолойг нэмж оруулахыг бодоорой.

Цочролын ачаалал ба даралтын огцом өсөлт

Тооцоолол нь ихэвчлэн статик эсвэл жигд хурдасгах ачааллыг тооцдог. Бодит байдал дээр үйлдвэрлэлийн хэрэглээ нь динамик цочролын ачаалалтай байнга тулгардаг. Хүнд жинг тулгуур цилиндр дээр буулгах эсвэл механик хатуу зогсолтыг өндөр хурдтайгаар цохих нь торхны доторх даралтын огцом өсөлтийг үүсгэдэг.

Эдгээр динамик өргөлтүүд нь тооцоолсон статик даралтыг гурав, дөрөв дахин давж, битүүмжлэлийг шууд үлээж эсвэл ган торхыг хагардаг. Системийг хамгаалахын тулд цилиндрийн портуудын ойролцоо хөндлөн портын хамгаалалтын хавхлагуудыг нэгтгэж, илүүдэл даралтыг нэн даруй гадагшлуулна. Цочрол ихтэй орчинд ажилладаг цилиндрүүд нь нэрлэсэн ажлын даралттай харьцуулахад 3:1 эсвэл 4:1 тэсрэх зэрэглэлийг шаарддаг өндөр уналтын бат бэх материал, түрэмгий аюулгүй байдлын хүчин зүйлээр тодорхойлогдсон байх ёстой.

Дүгнэлт

1. Урсгалын өмнөх даралтын уналтыг тооцоолохын тулд тохируулсан хэмжигч ашиглан цилиндрийн порт дээрх бодит ажлын даралтыг шууд хэмжинэ.

2. Оргил ачааллын дагуу шаардлагатай үр дүнтэй талбайг тооцоолж, дараа нь битүүмжлэлийн үрэлт болон механик бэхэлгээг нөхөхийн тулд 10% аюулгүй байдлын маржин нэмнэ.

3. Цилиндр хамгийн их сунгах үед тэврэлтгүй эсэхийг шалгахын тулд өөрийн сонгосон бариулын диаметр болон уртын дагуу Эйлерийн баганын томъёог ажиллуулна уу.

4. Битүүмжлэлийн багц болон бэхэлгээний хэв маягийг өөрийн хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдалд үндэслэн эцэслэхийн тулд шингэн тэжээлийн үйлдвэрлэгчтэй зөвлөлд.

Түгээмэл асуултууд

А: Гидравлик цилиндрийн хүчийг хэрхэн тооцоолох вэ?

Х: Хүч = Даралт × Талбай (F = P × A) гэсэн үндсэн томъёог ашиглан хүчийг тооцоолно. Системийн ажлын даралтыг (PSI эсвэл баар) даралттай шингэний нөлөөлөлд өртсөн поршений үр дүнтэй гадаргуугийн талбайд (инч дөрвөлжин эсвэл миллиметрээр) үржүүлнэ.

Асуулт: Хоёр үйлдэлт гидравлик цилиндрт татах хүч яагаад сунгах хүчнээс бага байдаг вэ?

Х: Поршений бариул нь цилиндрийн торх дотор орон зай эзэлдэг тул татах хүч бага байна. Энэ нь таталтын үед даралттай шингэний эсрэг түлхэх боломжтой нийт гадаргуугийн талбайг багасгаж, нийт хүч багасна.

А: Гидравлик цилиндр дэх үр дүнтэй талбайн томъёо юу вэ?

Х: Өргөтгөх (түлхэх) цохилтын хувьд үр дүнтэй талбайн томъёо нь Талбай = π × r⊃2; байна. Татах (татах) цохилтын хувьд та бариулын талбайг хасах хэрэгтэй. Томъёо нь: Талбай = (π × r⊃2; цилиндрийн цооногийн) - (π × r⊃2; поршений саваа).

А: Гидравлик цилиндрийн хүчийг тонн болгон хэрхэн хувиргах вэ?

Х: Та нийт хүчийг фунт-хүчээр (lbf) тооцоолсны дараа та энэ тоог 2000-д хуваана. Энэ нь хэмжилтийг АНУ-ын тонн болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь хэвлэлийн хэрэглээ болон хүнд даацын төхөөрөмжийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг стандарт хэмжигдэхүүн юм.

А: Гидравлик системд үрэлтэд хэр их хүч алдагддаг вэ?

Х: Инженерийн стандарт дүрмийн хувьд дотоод үрэлтийн улмаас онолын хүч 5-10% алдагдана гэж тооцоол. Энэ алдагдал нь битүүмжлэх материалын тусгай төрөл, шингэний зуурамтгай чанар, цилиндрийн тохируулгын нарийвчлал зэргээс хамаарч өөр өөр байна.

А: Шаардлагатай хүчдээ тохирох нүхний хэмжээг хэрхэн сонгох вэ?

Хариулт: Зорилтот үр дүнтэй талбайг олохын тулд шаардлагатай хүчийг өөрийн байгаа системийн даралтаар хуваана. Зорилтот талбайтай болсны дараа Диаметр = √((Талбай / π) × 4) томъёог ашиглан шаардлагатай цооногийн диаметрийг тооцоолж, хамгийн ойрын стандарт хэмжээ хүртэл дугуйрна уу.

А: Би цилиндрийг солихгүйгээр гидравлик цилиндрийн хүчийг нэмэгдүүлж болох уу?

Хариулт: Тийм ээ, насосны системийн ажиллагааны даралтыг нэмэгдүүлэх замаар цилиндрийг өөрчлөхгүйгээр хүчийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч та эхлээд цилиндрийн торх, саваа, лац, холбогч хоолой нь илүү өндөр PSI-ийг тэсвэрлэх чадвартай эсэхийг шалгах хэрэгтэй.