Поворотные гидроцилиндры. Конструкция. Принцип работы. Особенности расчёта.
Поворотные гидроцилиндры
Для возвратно-поворотных движений приводимых узлов на угол, меньший 360 , применяют поворотные гидроцилиндры (рис.4.6), которые представляют собой объемный гидродвигатель с возвратно-поворотным движением выходного звена.
Рис.4.6 Поворотный однолопастной гидроцилиндр:
а - схема; б - общий вид
Поворотный гидроцилиндр состоит из корпуса 1, и поворотного ротора, представляющего собой втулку 2, несущую пластину (лопасть) 3. Кольцевая полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором разделена уплотнительной перемычкой 4 с пружинящим поджимом к ротору уплотнительного элемента 5.
При подводе жидкости под давлением Pр в верхний канал (см. рис.4.6, а) пластина 3 с втулкой 2 будет поворачиваться по часовой стрелке. Угол поворота вала цилиндра с одной рабочей пластиной обычно не превышает 270…280 .
Расчетный крутящий момент М на валу рассматриваемого гидроцилиндра с одной пластиной равен произведению силы R на плечо а приложения этой силы (расстояние от оси вращения до центра давления рабочей площади пластины)
M = Ra
Усилие R определяется произведением действующего на лопасть перепада давлений на рабочую площадь пластины F
R = ΔPF = ( Pр - Pсл ) F
Из рис.4.6, а видно, что рабочая площадь пластины
где b - ширина пластины.
Плечо приложения силы
В соответствии с этим расчетный крутящий момент
Угловая скорость ω вращения вала
|
|
|
Фактические момент MФ и угловая скорость ф будут меньше расчетных в связи с наличием потерь трения и утечек жидкости, характеризуемых механическим м и объемным об КПД гидроцилиндра:
Применяются также и многопластинчатые поворотные гидроцилиндры (рис.4.7), которые позволяют увеличить крутящий момент, однако угол поворота при этом уменьшится. Момент и угловая скорость многопластинчатого гидроцилиндра:
где z - число пластин.
Рис.4.7 Поворотные гидроцилиндры:
а - двухлопастной; б - трехлопастной
Для преобразования прямолинейного движения выходного звена гидроцилиндра 1 в поворотное исполнительного механизма 2 применяют речно-шестеренные механизмы (рис.4.8). Без учета сил трения крутящий момент на валу исполнительного механизма равен
а угловая скорость вращения
где DЗ - диаметр делительной окружности шестерни.
Рис.4.8 Речно-шестеренный механизм 4.9 Условное обозначение
поворотного гидроцилиндра
Механизмы с гибкими разделителями. Конструкции. Принцип работы.
4.1. Механизмы с гибкими разделителями
К механизмам с гибкими разделителями относятся мембраны, мембранные гидроцилиндры и сильфоны.
Мембраны(рис.4.1, а) применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). Мембранный исполнительный механизм представляет собой защемленное по периферии корпуса эластичное кольцо 1. При увеличении давления в подводящей камере 2 эластичное кольцо прижимается к верхней части корпуса 3, и шток 4, связанный с эластичным кольцом выдвигается. Обратный ход штока обеспечивает пружина 5.
|
|
|
Рис.4.1. Схемы мембран: а - плоская с эластичным кольцом; б - гофрированная металлическая
В гидропневмоавтоматике распространены также гофрированные металлические мембраны (рис.4.1, б). Деформация таких мембран происходит за счет разности давлений ΔP = P1 - P2 и внешней нагрузки R.
Мембранные гидроцилиндры(рис.4.2) допускают значительны перемещения выходного звена - штока. При перемещении поршня 1 в направлении действия давления жидкости (рис.4.2, а) мембрана 3 перегибается, перекатываясь со стенок поршня 1 на стенки цилиндра 2, к которым она плотно поджимается давлением жидкости (рис.4.2, б). Обратный ход поршня происходит за счет пружины.
Рис.4.2. Схемы работы мембранного гидроцилиндра
Сильфоны (рис.4.3, а) предназначены для работы при небольших давлениях (до 3 МПа). Их изготавливают из металлов и неметаллических материалов (резины или пластиков). Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев). Применение сильфонов оправдано в условиях высоких и низких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон. Сильфоны могут быть цельные или сварные. Цельные изготавливают развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы.
|
|
|
Рис.4.3. Схема металлического сильфона а - сильфон; б - цельная стенка; в - сварная стенка
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1928; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!