Расчет подъемного механизма самосвала

В общем случае сила Fi, создаваемая плунжером соответствующей ступени телескопического гидроцилиндра определяется по известной формуле

, (8)

где p – рабочее давление в гидросистеме, создаваемое шестеренным насосом, p=pн=10…12,5 МПа;

Ai – площадь поперечного сечения плунжера соответствующей ступени гидроцилиндра, м2;

hм=0,96…0,97 – механический КПД гидроцилиндра;

Di – расчетный диаметр плунжера соответствующей ступени гидроцилиндра, м;

Диаметр поперечного сечения уплотняющего резинового кольца d = 4…7 мм.

При гидравлическом расчете телескопического гидроцилиндра принимаем:

рабочее давление p = pн = 10 МПа; механический КПД гидроцилиндра hм=0,97; диаметр поперечного сечения уплотняющего кольца d = 5 мм; допускаемое напряжение на растяжение гидроцилиндра из материала Сталь 45 с пределом текучести sт=360 МПа. Принимая коэффициент запаса прочности [s]=3, получим

МПа. (9)

Рис.2

2.2 Определение геометрических параметров гидроцилиндра

Расчетным усилием Fi является максимальное усилие, соответствующее началу выдвижения очередной ступени гидроцилиндра принимаемое по графику (рис.2), а именно: усилие F1=19,80363 кН соответствует окончанию выдвижения второй ступени и началу выдвижения плунжера первой ступени гидроцилиндра; F2=25,61715804 кН соответствует окончанию выдвижения третьей ступени и началу выдвижения второй ступени; F3=29,341852 кН соответствует началу выдвижения третьей ступени гидроцилиндра.

Из формулы (8) определяем диаметр Di плунжера соответствующей ступени гидроцилиндра (рис.3).

Диаметр D1 плунжера 1 первой ступени гидроцилиндра

. (10)

Принимаем D1=50 мм.

Определяем минимальное значение диаметра D2 второй ступени гидроцилиндра:

D2 = D1+2(a2 + =50+2∙(3,5+3)=63 мм 

где a2 – габаритный размер в конструкции под уплотнение плунжера 1 первой ступени гидроцилиндре (рис.3). Принимаем a2 = 0,7d= 0,7 ´ 5=3,5 мм;

d=5 мм — диаметр уплотнения;

 – толщина стенки второй ступени гидроцилиндра

мм (12)

Проверяем полученное расчетное значение диаметра второй ступени по усилию F2

мм. (13)

Принимаем за расчетный диаметр D2 второй ступени большее из двух вычисленных ранее значений диаметров, а именно D2=63 мм.

Определяем минимальное значение диаметра D3 третьей ступени 3 гидроцилиндра

D3 = D2+2(a3 + =63+2∙(3,5+3)=76 мм (14)

где a3–габаритный размер в конструкции под уплотнение второй ступени в гидроцилиндре. Принимаем a3 = 0,7d = 0,7 ´ 5=3,5 мм;

–толщина стенки третьей ступени гидроцилиндра

, (15)

Проверяем полученное расчетное значение диаметра третьей ступени по усилию F3

мм (16)

Принимаем за расчетный диаметр D3 второй ступени большее из двух вычисленных ранее значений диаметров а именно D3 =76 мм.

Диаметр Dк корпуса гидроцилиндра определяем конструктивно исходя из условия размещения в нем третьей ступени гидроцилиндра

Dк = D3+2(aк + к=76+2∙(3,5+4)=91 мм 

где aк–габаритный размер в конструкции под уплотнение третьей ступени в гидроцилиндре. Принимаем aк = 0,7d = 0,7 ´ 5=3,5 мм;

к–толщина стенки корпуса 4 гидроцилиндра

мм, (18)

Минимальную толщину стенки днища гидроцилиндра дн принимаем в пределах дн = (2…4)к = 3´4,0 = 12 мм.

При величине наружного диаметра плунжера 1 первой ступени D1 > 40 мм рекомендуется плунжер изготовлять полым (из трубы). С этой целью определяем его внутренний диаметр d0

=мм,(19)

где Fmax–максимальное усилие развиваемое гидроцилиндром (Fmax = F3);

Исходя из условий эксплуатации телескопического гидроцилиндра подъемного механизма автомобиля-самосвала минимальная толщина стенки полого плунжера 1 не должна быть менее 10 мм. т. е. min ³ 10 мм.

С учетом выполненных расчетов

. (20)

Тогда внутренний диаметр d0 плунжера:

d0 = D1 – 2min = 50 – 2 ∙10 = 30 мм.

2.3 Расчет давления рабочей жидкости в гидроцилиндре

Расчет давления p рабочей жидкости в телескопическом гидроцилиндре в зависимости от угла подъема платформы проводится для каждой выдвижной ступени с учетом ее площади по формуле

, (21)

где Fi–усилие создаваемое гидроцилиндром в зависимости от угла подъема платформы;

Ai–площадь поперечного сечения соответствующей ступени гидроцилиндра.

Результаты расчета давления представлены графически на рис.4 и в табл. 3.

Таблица 3

 Скачать реферат