Силовые цилиндры гидродвигателей поступательного действия

Силовые цилиндры применяют в гидроавтоматике в качестве исполнительных двигателей возвратно-поступательного действия. Силовые цилиндры просты по конструкции, экономичны в производстве и надежны в эксплуатации. Схема силового цилиндра поступательного действия представлена на рисунке.

Силовой цилиндр с двухсторонним штоком состоит из стальной гильзы цилиндра 3, имеющей полированную внутреннюю поверхность, поршня 5 с резиновыми уплотнениями 4, штока 1, и двух крышек 2 с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости.

Теоретический расход жидкости силового цилиндра прямо пропорционален линейной скорости движения поршня:

Q=S_п·V(см³/с)

Рабочая площадь поршня S_п определяется по выражению:

S_п=π/4(D_ц²-d_шт²),

или принимая, что d_шт/D_ц=m=0,3-0,7,

можно записать

S_п=πD_ц²/4(1-m²).

Усилие на шток силового цилиндра прямо пропорционально перепаду давлений, действующему на поршень

P=S_п·ΔP,

где ΔP=P₁–P₂.

Поступательное давление поршня силового цилиндра можно преобразовать во вращательное движение. Для этого применяются различные передаточные механизмы:

- для осуществления неполноповоротных движений на ограниченный угол используются кривошипно-шатунные, рычажно-стержневые и подобные им механизмы;

Для выполнения полно-вращательных движений применяются реечные, тросовые или винтовые передачи.

В роботах для угловых перемещений руки или кисти манипулятора обычно применяют кривошипно-шатунные механизмы, схема одного из таких механизмов представлена на рис.4

Угол поворота выходного вала φ=±30⁰

Угловая скорость выходного вала гидродвигателя определяется по выражению:

Ω=Q/q_г=Q/ S_п·l,

Где Ω- угловая скорость в рад/с,

Q-расход жидкости в см³/с,

q_г- удельная подача на один радиан поворота выходного вала,

q_г= S_п·l;

Sп - рабочая площадь поршня S_п=πD_ц²/4;

l-радиус кривошипа в см.

Теоретический крутящий момент на выходном валу запишется в виде:

M=S_п·l·Δp=k_m Δp,

Где km-коэффициент момента гидродвигателя в см³

k_m= S_п l

Таким образом, для гидродвигателя, представленного на рис.

q_г=k_m= S_п l

Поступательное движение гидроцилиндра можно преобразовать во вращательное движение выходного вала с угловой скоростью Ω и крутящим моментом M также при помощи зубчатой рейки и шестеренчатого редуктора с передаточным отношением

i= Ω₁/Ω =V/r Ω

Где V- линейная скорость цилиндра,

r- радиус первой шестерни,

Ω₁- угловая скорость первой шестерни,

Ω- угловая скорость выходного вала

Схема гидродвигателя имеет вид, представленный на рисунке.

Угловую скорость выходного вала можно определить по формуле:

Ω=Q/q_г=Q/r·i·S_П (рад/с)

Где q_г= r·i·S_П- удельная подача на один радиан поворота выходного вала.

Теоретический крутящий момент на выходном валу равен:

M=k_m·Δp = r·i·S_П·Δp (кг·см)

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 395; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!