Радиус поворотной лопатки

Предварительно принимаем рабочее давление насоса, равное Р_н=12.5МПа.

Для преодоления заданного крутящего момента радиус поворотной лопатки (R) двухлопаточного моментного гидроцилиндра будет определяться по формуле:

где η_м - механический КПД моментного гидроцилиндра,

∆р - разность давлений, ∆р = Р_вх - Р_вых = Р_н – 0,5МПа

Для рассматриваемых условий (М=50000Н·м; r=0,15м; ∆р=12Мпа; В=0,125м и η_м≈0,90) получим

Толщина поворотной лопатки. Каждая из двух поворотных лопаток гидроцилиндра работает на срез и на изгиб. Опасным для них является сечение efgh (рис. 6.9). Поэтому ее толщину (δ) определяем из условий прочности по этим факторам.

1. Толщина лопатки δ из условия прочности на срез.

Максимальное значение срезывающей силы Q_z в опасном сечении efgh составит

Q_z = q · (R-r) = ∆р · B · (R-r), Н

Площадь сечения S=В·δ. Тогда толщина лопатки δ' из условия прочности на срез (сдвиг) будет находиться по формуле

При ∆р=12МПа, R=0,25м, r=0,15м, [σ]_р =160МПа

2. Находим толщину лопатки из условия прочности на изгиб.

Максимальный изгибающий момент в опасном сечении efgh будет

Момент сопротивления сечения efgh

Тогда из условия прочности [4] на изгиб толщина лопатки δ" будет

При ∆р=12МПа, R=0,25м, r=0,15м, [σ]_р =160МПа

Ориентируясь на большее из полученных значений (δ"=47,4мм) с учетом дополнительного запаса прочности принимаем толщину поворотной лопатки δ = 60мм.

Прогиб конца лопатки. Деформация (прогиб) лопатки (f) описывается формулой [4]

где q - распределенная нагрузка. В нашем случае q = ∆р • В, Н • м

1 - длина лопатки, l=(R-r),

Е - модуль упругости материала лопатки, принято Е=2·10¹¹Па (сталь).

J_z -момент инерции сечения, J_Z=δ³B/12

Тогда для рассматриваемого случая прогиб лопатки будет определяться по формуле

При ∆р=12МПа, R=0,25м, r=0,15м, δ=0,06м f составит