Определение основных размеров двигателя (диаметра цилиндра D и хода поршня S) может быть произведено приближенно по данным испытаний прототипа двигателя. За прототип принимается двигатель, имеющий цилиндровую мощность и число оборотов, близкие к заданному, и, конечно, одного типа и одинаковой тактности.
Формулу эффективной мощности двигателя простого действия преобразуем в следующий вид:
Аналогично по формуле (135) находим диаметр цилиндра двухтактного двигателя с противоположно-движущимися поршнями и одинаковыми ходами поршней:
Если принять площадь поршневого штока равной 11 % от площади поршня (f шт = 0,11F п ), то формула (136)
Таким образом, по заданной эффективной мощности и выбранным значениям скорости вращения вала п, числа цилиндров z, среднего эффективного давления р е , отношения хода поршня к диаметру цилиндра т, а также тактности двигателя по формулам (182), (183) и (185) может быть определен диаметр цилиндра D. После определения диаметра цилиндра может быть определен ход поршня
величина которой должна быть не меньше: у четырехтактных дизелей 5 м/сек;. у двухтактных 4,25 м/сек.
Данный способ определения основных размеров двигателя требует правильного и вполне обоснованного выбора основных параметров его. К таким параметрам прежде всего относятся: средняя скорость поршня, среднее эффективное давление и отношение хода поршня к диаметру цилиндра, значения которых приведены в табл. 4—6.
Марки двигателей в табл. 5 и 6 по ГОСТу обозначают: первая цифра — число цилиндров двигателя; Ч — четырехтактный; Д — двухтактный;
Р — реверсивный, С — судовой нереверсивный; П — передача мощности через зубчатый редуктор; Н — с наддувом; дробь в конце марки: числитель — диаметр цилиндра в см, а знаменатель — ход поршня в см.
По заданной, или определённой по сопротивлению ходу судна, эффективной мощности двигателя и числу оборотов гребного вала прежде всего должен быть решен вопрос о тактности двигателя. Каким должен быть двигатель — четырехтактным или двухтактным при данных мощности и скорости вращения вала. Для решения этого вопроса рассмотрим преимущества и недостатки тех и других двигателей.
К преимуществам двухтактных двигателей относятся: более высокая литровая мощность; при безклапанных системах продувки проще и надежнее конструкция цилиндровой крышки и всего двигателя в целом; меньшая степень неравномерности крутящего момента; давление газов в двигателях простого действия на поршень не меняет своего направления, вследствие чего исключаются удары по этой причине в подшипниках шатунно-мотылевого механизма; упрощение конструкции позволяет снизить стоимость двухтактного двигателя.
К недостаткам двухтактных двигателей относятся: менее совершенная очистка цилиндра от продуктов сгорания, особенно в двигателях с повышенной и высокой скоростью вращения вала, вследствие чего повышается удельный расход топлива; более высокое значение тепловой нагрузки цилиндра двигателя, а следовательно, больше тепловые напряжения и более тяжелые условия работы деталей цилиндро-поршневой группы, что заставляет предъявлять более жесткие требования к материалу для изготовления этих деталей. Наличие продувочного насоса повышает механические потери в двигателе и уменьшает механический к. п. д. двигателя. Указанные недостатки у малооборотных дизелей большой мощности почти перестают иметь место. Продувка цилиндра при малом числе оборотов вала становится более совершенной, а потому удельный расход топлива уменьшается и достигает минимального значения. Тепловая нагрузка цилиндра, вследствие увеличения поверхности цилиндра, участвующей в теплопередаче, значительно снижается. Применение газотурбинного наддува позволяет, одновременно с отмеченным, значительно повысить среднее эффективное давление, значение которого становится таким же, как и у четырехтактных двигателей с наддувом.
Все изложенное позволяет сделать вывод, что областью применения двухтактных дизелей в судовых установках является область больших мощностей с малым числом оборотов (силовые установки морских судов при непосредственной передаче мощности от коленчатого вала на гребной вал).
Читайте также: Блок цилиндров kia rio
Область применения четырехтактных дизелей в судовых установках — малые и средние мощности, т. е. силовые установки речных судов. Превосходство четырехтактных дизелей над двухтактными в указанном диапазоне мощности (примерно до 1500 э. л. с. ) справедливо как при средних оборотах вала (400—500 об/мин), так и при высоких оборотах вала (1000—1500 об/мин). Двухтактные дизели строятся главным образом простого действия; выпуск судовых двухтактных дизелей двойного действия прекратился. Однако необходимо отметить, что производство судовых дизелей с противоположно движущимися поршнями (ПДП) в последние годы несколько возрастает.
Выбор числа оборотов вала двигателя зависит от многих факторов, к числу основных из которых относятся: число оборотов гребного вала, способ передачи мощности от двигателя на гребной вал, тип судна й срок службы двигателя. У транспортных морских судов оптимальная скорость вращения гребного вала равна 100—150 об/мин, а потому при непосредственной передаче мощности от двигателя к гребному валу двигатель должен иметь при номинальной мощности такую же малую скорость вращения. В таких случаях, как было уже отмечено, применяют двухтактные малооборотные дизели. Такой дизель имеет малый удельный эффективный расход топлива и весьма большой срок службы —60—80 тыс. ч, но, однако, он имеет большие габаритные размеры и большой удельный вес (30—55 кг/э.л. с). Последнее обстоятельство, вследствие значительной металлоемкости двигателя, определяет высокую стоимость его. Речные транспортные суда обычно имеют оптимальную скорость вращения гребного вала порядка 300— 400 об/мин.
Как это было изложено нами ранее, в диапазоне малой и средней мощности при указанных оборотах превосходство остается за четырехтактными дизелями, особенно когда они имеют газотурбинный наддув.
Применение в судовых транспортных установках дизелей с более высоким числом оборотов вала требует введения зубчатой или гидравлической передачи мощности от фланца коленчатого вала к фланцу гребного вала. Введение в установку одной из указанных передач диктуется необходимостью сохранения оптимального числа оборотов гребного винта, а следовательно, наибольшего его к. п. д. Наличие одной из передач усложняет силовую установку судна, увеличивает ее вес и стоимость.
Одновременно следует заметить, что с увеличением числа оборотов вала двигателя возрастает значение его средней скорости поршня, а потому уменьшается моторесурс (срок службы до ремонта), который у двигателей с п= 1500 ? 2000 об/мин составляет около 5000 ч; увеличиваются механические потери в двигателе, снижается ? т , а следовательно, и ? е ; возрастают силы инерции движущихся масс, и увеличивается тепловая нагрузка цилиндра, что повышает требования к материалу для изготовления наиболее нагруженных деталей и, вследствие весьма ограниченного времени на осуществление процессов смесеобразования и сгорания топлива, значительно возрастают требования к показателям работы топливоподающей системы двигателя. Перечисленные недостатки являются серьезным препятствием к применению быстроходных дизелей з судовых установках. Но быстроходные двигатели обладают и весьма существенными преимуществами перед тихоходными: малые габаритные размеры, малый удельный вес и весьма низкая стоимость. Указанные преимущества быстроходных дизелей являются решающими при выборе двигателя для малогабаритных транспортных судов, а особенно для судов с подводными крыльями.
Наряду с тактностью и скоростью вращения вала двигателя число его цилиндров также является существенным фактором. Наибольшее число выпускаемых судовых дизелей имеет шесть цилиндров, но следует отметить, что в последние годы заметна тенденция к росту числа цилиндров у судовых дизелей. При V-образном и ?-образном расположении цилиндров число их доходит до 18 и больше. Стремление к увеличению числа цилиндров объясняется тем, что при заданной агрегатной мощности с увеличением числа цилиндров уменьшается нагрузка на поршень и, следовательно, на подшипники шатунно-мотылевого механизма, что особо важно при работе дзигателя с наддувом, т. е. с высоким давлением р z ; увеличивается отношение поверхности цилиндра к его площади поперечного сечения, что повышает интенсивность охлаждения стенок цилиндра; уменьшается вес деталей «движения» и сила инерции; увеличивается равномерность вращения вала двигателя и легче достигается уравновешенность сил инерции и их моментов; уменьшается минимально устойчивое число оборотов двигателя и возможность работы двигателя с большим числом выключенных цилиндров в случае их неисправности.
Читайте также: Цилиндр подъема кузова камаз 65201
При выборе величины отношения хода поршня к диаметру цилиндра т = S / D главным образом необходимо руководствоваться тем, что при изменении т изменяется средняя скорость поршня, если число оборотов вала двигателя остается неизменным. Поэтому у двигателей с малым числом оборотов, для повышения значения средней скорости поршня с целью увеличения степени форсировки мощности kс т р е , отношение т = S / D принимается наибольшим (см. табл. 4). Наоборот, в двигателях с большим числом оборотов, в целях снижения с m , а следовательно, для уменьшения степени форсировки кр е с т и тепловой нагрузки цилиндра, отношение S / D принимается минимальным (см. табл. 4). Кроме того, следует иметь в виду, что при уменьшении S / D высота двигателя уменьшается.
Видео:КАК ИЗМЕРИТЬ ЦИЛИНДРЫ? Учимся пользоваться нутромером и микрометромСкачать
Размеры гидроцилиндров: как подобрать нужный размер
Размеры гидроцилиндра зависят от рабочих параметров и условий эксплуатации спецтехники или промышленного оборудования. В нашей статье мы расскажем, как правильно выбрать гидроустройство с нужными характеристиками.
Видео:Микрометр и нутромер. Как измерить цилиндры?Скачать
Как определить размер гидроцилиндра
Для начала узнайте минимальный диаметр поршня, необходимый для создания определенного усилия при заданном давлении. Расчет производится по формуле:
d – диаметр поршня, F – максимальная нагрузка, p – давление масла.
При вычислении этого параметра подбирайте гидравлический цилиндр, у которого поршень имеет диаметр, не меньший чем рассчитанное значение. После этого можно выбирать гидрооборудование в каталоге.
На втором этапе сделайте расчет фактического усилия при заданном давлении в гидравлической системе. Кроме того, необходимо узнать:
- объем штоковой полости;
- объем поршневой полости;
- расходные характеристики, чтобы обеспечить оптимальное время для полного выдвижения цилиндра.
Все эти параметры Вы можете определить самостоятельно в нашем калькуляторе или с помощью специалиста.
Как правильно замерять гидроцилиндр
Для начала узнайте размеры штоков гидроцилиндров. Это можно сделать по образцу старого оборудования. Диаметр металлического стержня замеряется простым штангенциркулем.
При замерах гильзы определите внутренний диаметр, поскольку производителю не обязательно знать наружный диаметр.
Далее приступаем к замеру рабочего хода штока. Это самая сложная операция, особенно если нет возможности задействовать оборудование. Лучше всего замерять межцентровое расстояние, когда цилиндр находится в сложенном положении. С помощью этих параметров наш специалист подберет нужный гидроцилиндр.
Размеры гидравлических цилиндров обозначаются в следующем формате:
Внутренний диаметр гильзы Х Диаметр штока Х Рабочий ход штока или поршня.
Мы описали стандартную процедуру выбора гидроцилиндра. На практике нужно учитывать еще некоторые нюансы конструкции. Например, у телескопических цилиндров могут присутствовать крепежные элементы, которые увеличивают размеры всего гидроузла. В одних проушинах используются втулки, в других — подшипники ШС.
Во избежание несоответствий рекомендуем обратиться за помощью в компанию «Гидротехтрейд». Наши специалисты знают, как точно подобрать гидроцилиндр по размерам образца. При необходимости мы изготовим новое гидрооборудование, причем за основу можем взять чертеж или техническое задание заказчика.
Горячая линия (ремонт, комплектующие): +7 (495) 660-04-23
РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ЛЮБОЙ ГИДРАВЛИКИ
Видео:как замерить выработку поршня и цилиндраСкачать
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:
Далее необходимо узнать давление создаваемое насосом и площадь поршня. Площадь поршня вычисляется по формуле
Удобней всего начать расчет исходя из требуемой нагрузки. Это основной параметр от которого будет зависеть выбор насоса, его мощность (требуемое давление).
Какие параметры необходимо знать чтобы рассчитать усилие гидроцилиндра в тоннах:
- диаметр поршня гидроцилиндра — S
- давление развиваемое насосом гидросистемы — P
Читайте также: Основание правильной треугольной пирамиды sabc вписано в нижнее цилиндра
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 «S» 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
,
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 
.
Видео:измерение диаметра гильзы нутромеромСкачать
Таблица – Параметры гидроцилиндров общего назначения для рабочего давления 16–32 МПа
= 1,25
= 1,6
💥 Видео
КАК ВЫБРАТЬ ГИДРОЦИЛИНДРСкачать
Как рассчитать давление гиперпресса?Скачать
Как правильно подобрать гидроцилиндр. Расшифровка маркировки гидроцилиндра. Размеры гидроцилиндраСкачать
Проверка гидроцилиндра на перепускание. Как проверить?Скачать
Простые самостоятельные расчеты в гидравликеСкачать
Измерение штангенциркулем (job4man.ru).MOVСкачать
Как рассчитать силу давления в пневмоцилиндреСкачать
Как измерить цилиндр рулеткой!?Скачать
Гидроцилиндры, виды гидравлических цилиндров ,как работает и как правильно подобратьСкачать
ГИДРАВЛИКА И ГИДРОПНЕВМОПРИВОД Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы заказать задачиСкачать
Как измерить цилиндр нутромером.Скачать
Как правильно измерить диаметр трубыСкачать
Честные 50-55 тонн в гидроцилиндрах с диаметром поршня 100 мм! Расчеты по формуле.Скачать
Объём цилиндраСкачать
Где находится маркировка на поршнях двигателя и что она означает. ОбъясняюСкачать
Какое давление должно быть в газовом редукторе, как правильно рассверлить дюзы форсунокСкачать
