Меню

Как рассчитать мощность цилиндра



Расчет усилия поршневого гидроцилиндра

В этой статье Вы найдете информацию о том, что собой представляет поршневой гидроцилиндр, какие функции он выполняет, принципы, по которым он работает и, конечно же, как можно рассчитать усилие поршневого гидроцилиндра с помощью формулы.

Гидравлический цилиндр — это гидравлический двигатель возвратно-поступательного движения, работающий за счет давления, которое создается внутри цилиндра с помощью жидкости и поршневого механизма. Принцип работы гидроцилиндра заключается в движении поршневого механизма за счет увеличения гидравлического давления с помощью увеличения объема подаваемой жидкости. Основной областью использования гидроцилиндров является тяжелая промышленность. Гидроцилиндры применяются в механизмах гидравлических машин, в качестве исполнительных механизмов. Основной задачей гидроцилиндра является передача силы за счет выполнения возвратно-поступательного движения. Максимальная сила гидроцилиндра зависит от рабочей площади поршня и максимально допустимого давления.

Для того, чтобы изготовить гидроцилиндр необходимо точно знать, какое он усилие должен

вырабатывать. Усилие рассчитывается в тоннах и для его подсчета необходимо знать такие параметры, как диаметр поршня цилиндра(d) и давление насоса гидравлической системы(p). Зная эти данные усилие поршневого гидроцилиндра можно рассчитать по следующей формуле:

где F – усилие гидроцилиндра

p — давление системы

s — диаметр поршня

Чтобы получить точные результаты, необходимо найти площадь поперечного сечения поршня цилиндра (s) . Эта площадь рассчитывается по формуле — s =ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня цилиндра в квадрате. Получив необходимые данные мы можем рассчитать усилие, используя формулу F= p*s.

Приведем пример: предположим p = 150 атмосфер, D= 200 мм, значит s будет равна 3,14*(200 2 )/4= 31400 мм (314 см). Теперь мы можем рассчитать усилие гидроцилиндра F=150ат *314см, где F = 47100, то есть 47 тонн. В данном случае усилие поршневого гидроцилиндра составило 47 тонн.

Читайте также:  Мощность двигателя киа спектра 2008

Поршневые гидроцилиндры являются гидравлическими двигателями, которые преобразуют энергию рабочей жидкости в механическую энергию, за счет чего они получили широкое применение в промышленности и строительстве. Выполняя функцию рабочего органа для крупногабаритных машин гидроцилиндры стали незаменимы в сельском и коммунальном хозяйствах.

Источник

Расчет усилия, развиваемого гидроцилиндром

Определение силы, которую способен создать гидроцилиндр, одна из распространенных задач в технических расчетов. Как известно гидравлический цилиндр способен развивать разные усилия при прямом и обратном ходе, причина в разности эффективных площадей, на которые воздействует жидкость.

Наш онлайн калькулятор позволяет произвести вычисления автоматически, вы сможете определить усилия, развиваемые гидравлическим цилиндром как при прямом ходе, так и при обратном, вам нужно будет указать диаметр поршня, и рабочее давление гидросистемы.

Расчет усилия при прямом ходе гидроцилиндра

Во время прямого хода жидкость поступает в поршневую полость.

Схема гидравлического цилиндра

Введите данные, необходимые для расчетов, укажите единицы измерения.

Расчет усилия при обратном ходе гидроцилиндра

При обратном ходе рабочая жидкость поступает в штоковую полость.

Схема для расчета усилия на штоке гидроцилиндра при обратном ходе

Для расчетов необходимо в соответствующих полях указать диаметры поршня, штока и рабочее давление гидравлического привода.

Подробнее о том, чем прямой ход гидроцилиндра отличается от обратного, что такое поршень и шток вы можете узнать, посмотрев видео ролик.

Достаточно часто необходимо определить массу, которую способен вертикально поднять гидравлический цилиндр, для это можно воспользоваться простой формулой F=mg.

Рекомендуется произвести проверочные расчеты. За результаты расчетов в режиме онлайн администрация сайта ответственности не несет.

Источник

Как рассчитать мощность цилиндра



Формулы расчёта параметров гидроцилиндов

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

При выборе гидросистемы крайне важно знать необходимое усилие на которое способен гидроцилиндр при заданном давлении. Просчитать его можно по формуле:

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).

Формула на расчет усилия гидроцилиндра

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра — S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы — P

Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:

  • диаметр поршня гидроцилиндра S
  • давление развиваемое насосом гидросистемы P

Рассчитывается по формуле

F=PxS

Cначала узнаем площадь поперечного сечения гидроцилиндра « по формуле: S=ΠD 2 /4 где П=3,14, D 2 — диаметр поршня гидроцилиндра в квадрате.

Затем зная значение S, рассчитываем усилие гидроцилиндра по формуле F=PxS т.е усилие=площадь сечение х давление в гидросистеме в атмосферах.

Например D=150 мм, P=160 атмосфер. S=3,14*150 2 /4=17662,5 мм 2 (176 см 2 )

Далее F=176х160=28160 кг/см 2 (28 тонн)

Толкающее усилие данного гидроцилиндра будет равняться примерно в 28 тонн.

Данные расчеты используют при проектировании гидравлических домкратов, движущихся полов, прессов.

Как выбрать гидроцилиндры на штоки, которых приходится большая нагрузка. На 2 вертикальных гидроцилиндра приходится 15 кН, на один горизонтальный 7,5 кН.

Расчет будем вести по двум вертикальным гидроцилиндрам, с нагрузкой на 2 штока 15 кН.

Расчетная величина внешней нагрузки, приведенная к штоку одного цилиндра:

.

Выбираем тип крепления вертикальных гидроцилиндров – жесткая заделка, ход штока 560 мм.

Выбираем тип крепления горизонтального гидроцилиндра – шарнирный, ход штока 560 мм.

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

, примем усилие , где k – коэффициент запаса.

Определим эффективную площадь поршня S1 = , где — КПД механический, равен 0,85…0,95, примем 0,9, — перепад давлений, принимается на 10..20% меньше номинального давления,

S1 = ,

Так как S1 = , тогда диаметр поршня определится как

Принимаем стандартное значение диаметра .

Тогда диаметр штока , примем стандартное значение .

Выписываем параметры выбранного гидроцилиндра:

;

Уточним эффективную площадь в поршневой полости

S1 = = 5027мм 2 ≈ 0,005 м 2;

Уточним эффективную площадь в штоковой полости S2:

S2 = = 3063мм 2 ≈0,003м 2 .

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в поршневую полость цилиндра

Усилие на штоке фактическое при подаче давления в штоковую полость цилиндра

Читайте также:  Мощность двигателя киа спектра 2008

,

Проверка условия . Условие выполнено.

Расчет гидроцилиндра на устойчивость

Зная фактическое расчетное усилие на штоке Fр= 24230 H, определяем критическое усилие Fкр. по формуле:

, где m = 2- коэффициент запаса прочности. Тогда

Зная критическую силу, можно определить момент инерции штока : ,

где Е= 2,1•10 5 МПа — модуль упругости для материала штока;

lпр. – длина продольного изгиба, определяемая при полностью выдвинутом штоке гидроцилиндра с учетом размеров креплений гидроцилиндра и его штока.

Определим lпр :

,

Где — длины концевых участков крепления цилиндров; — длина хода штока.

Длина продольного изгиба будет равна .

Получаем .

Определим необходимый диаметр штока: .

То есть минимальный диаметр штока D2min = 29 мм. Так как принятый ранее диаметр штока D2 = 50 мм > D2min ,то D2=50мм удовлетворяет условию на прогиб.

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

Определение расходов жидкости в гидролиниях

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

,

где .— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при выдвижении штока:

.

Действительный расход жидкости в напорной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

,

где .— объемный КПД гидроцилиндра, =0,99.

Действительный расход жидкости в сливной гидролинии гидроцилиндров при втягивании штока:

.

Результаты расчёта расходов жидкости в гидравлических линиях

При определении диаметров трубопровода расход жидкости увеличиваем втрое, т.к. работают три цилиндра.

На линии нагнетания диаметр трубопровода dH

.

На линии слива диаметр трубопровода dс

.

На линии всасывания диаметр трубопровода dвс

.

На линии управления диаметр трубопровода dу

Для тонкостенных труб толщина стенки определяется по формуле:

,

где , — временное сопротивление растяжению материала, n = 3 – коэффициент запаса прочности.

, принимаем толщину стенок трубопроводов .

Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа

= 1,25

= 1,6

Источник

Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:

формула рабочего объема цилиндра двигателя

расчета рабочего объёма ДВС

h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точка)

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается:

Читайте также:  Утюги мощностью до 1500 вт

Vдвиг = число Пи умноженное на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.

Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.

Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания. Поэтому не стоит путать эти два понятия. И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.

Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.

Расчет объема ДВС калькулятором

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.

Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра.

Длинноходный и короткоходный поршень

Также замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигателя могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах. А длинноходные стоят там, где нужна тяга и экономичность.

Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ – никак. Ведь лошадиные силы хоть и имеют связь с объемом двигателя, но вычислить его по ним не получится, поскольку формула их взаимоотношения еще включает много разных показателей. Так что определить кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршневой.

Зачем нужно проверять объем двигателя

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным. Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше. Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора.

Читайте также:  Хватает ли дастеру мощности

Часто задаваемые вопросы

В чем измеряется объем двигателя?

Объем двигателя измеряется в кубических сантиметрах (см3), но в документации часто пишется именно в литрах (л.). 1000 кубических сантиметров равны 1 литру. Единица самого точного измерения объема именно куб сантиметры, поскольку, когда объем двигателя автомобиля указывается в литрах, то производится округление до целого числа после запятой. Например, объем 2,4 л. равны 2429 см3.

Какая формула рабочего объем цилиндра двигателя?

Рабочий объем цилиндра двигателя равен произведению числа Пи (3.1415) на квадрат радиуса основания и на высоту хода в нем поршня. Сама формула объема цилиндра ДВС в куб. сантиметрах выглядит так: Vраб = π⋅r²⋅h/1000

Как измерить объем двигателя автомобиля?

Объем двигателя – это сумма рабочих объемов всех его цилиндров, соответственно, необходимо сначала узнать какой объем одного цилиндра, а затем умножить на их количество. Объем цилиндра вычисляют, умножив высоту на квадрат радиуса и число «Пи». Но, чтобы измерить именно рабочий объем цилиндра в двигателе, за высоту нужно брать длину хода поршня от НМТ до ВМТ, а радиус можно померить также линейкой, узнав сначала диаметр цилиндра. Такой метод измерения возможен только при снятой головке либо заведомо известных параметрах.

Объем двигателя 1.8 л. в см3

При конверсии метрической единица объема равной 1,8 литра, то в куб. см это будет 1800 см³, но если это касается именно объема двигателя, то он может варьироваться так как производитель, указывая объем 1.8, округляет значение от того что измеряется в см3. То есть это может быть, как 1799, так и 1761, и даже 1834. Следовательно, какой объем двигателя 1.8 в см³, можно узнать лишь из технической характеристики конкретного автомобиля.

Источник