Расчет размеров блока цилиндров

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Если рабочий объем гидронасоса известен, то задача расчета состоит в определении размеров основных деталей и узлов, обеспечивающих получение требуемой частоты вращения вала при заданном номинальном потоке, удовлетворяющих условиям прочности при расчетном давлении в напорной линии, учитывающих необходимость обеспечения минимальных потерь мощности и оптимальной долговечности.

Определяющее влияние на размеры гидромашины оказывает блок цилиндров и принятая схема компоновки. Исходными данными для расчета блока служат: рабочий объем насоса q, число цилиндров z, давление нагнетания и угол наклона .

Рисунок 2.1.1 - Блок цилиндров

Общий вид блока цилиндров показан на рисунке 2.1. Его конструкция мало зависит от типа аксиально-поршневой машины. Основными размерами блока являются: диаметр цилиндра d, диаметр делительной окружности , диаметр внутренней расточки , наружный диаметр , длина цилиндра и высота блока Н.

Рабочий объем определим по формуле:

, (2.1.1)

где

теоретическая подача;

фактическая подача, которая нам задана в техническом задании, т.е. подача без учета утечек;

объемный КПД гидромотора, принимаем , как у аналогичных насосов 313 серии.

см³.

л/мин.

Так как это основной параметр гидромашины, то выбираем его по ГОСТ 13824 – 80: = 125 .

2.1.1 Определение диаметров поршней

, (2.1.2)

где

- угол наклона блока цилиндров, принимается равным от 15 до 25°, для насоса, выбранного мною за прототип g = 25°;

z - количество поршней, принимаем z = 11, рабочий объем одного цилиндра будет равен:

К_D – дезаксиал. К_D=1, 05.

мм,

Из ряда стандартных диаметров по ГОСТ 12447 – 80 выберем d_п=20 мм.

Определение основных размеров блока цилиндров

Определим диаметр делительной окружности блока цилиндров:

, (2.1.3)

где

z - количество поршней;

диаметр поршня.

мм.

Наружный диаметр блока цилиндров:

, (2.1.4)

где

b – размер перемычки между двумя соседними цилиндрами,

, (2.1.5)

где

K_b – конструктивный коэффициент, предварительно принимаю 0, 3.

мм.

Внутренний диаметр блока цилиндров:

, (2.1.6)

мм.

Расчет блока цилиндров на прочность и жесткость

Проверка блока цилиндров на прочность проводится по формуле:

, (2.1.7)

где

А – относительная толщина стенки цилиндра, А≤ 2, 9.

P_p – максимальное давление нагнетания с учетом коэффициента запаса равным 1, 5; P_p=60 МПа.

МПа,

для бронзы 60 МПа, а для стали 150 МПа. Принимаю в качестве материала сталь 20Х.

Проверка блока цилиндров на жесткость проводится по формуле:

, (2.1.8)

где

µ - коэффициент Пуассона, для стали µ=0, 28,

Е – модуль упругости, Е=2× 10⁵ МПа.

мкм

Дно цилиндра принимается не менее 2× b, то есть не менее 13.6 мм.

Радиус сферы под распределительный диск примем ориентировочно равным:

мм.

Во всех случаях уточнения размеров при конструировании необходимо следить, чтобы толщина материала на всех участках, разделяющих внутреннюю полость цилиндров и внешние поверхности блока, включая проточки, фаски и т.п., была не меньше, чем , во избежание нарушения прочности блока.

Определим максимальный ход поршней и длину шатуна

Определю максимальный ход поршня h_мах

(2.1.9)

= 40 мм.

Расчет и конструирование поршневых групп

Расчет сил действующих на поршень

Основными силами, действующими в насосах с наклонным блоком являются, как и во всех других случаях, силы давления жидкости. Они приложены к поршням и через шатуны предаются на упорный диск, вызывая напряжения сжатия в материалах шаровых шарниров.

Сила F_n действующая на поршень раскладывается на две составляющие: F_N и F_A, и находится с ними в следующих зависимостях:

, (2.2.1)