Como calcular a força de tração e a velocidade de movimento de um macaco hidráulico
Macaco hidráulico é uma ferramenta muito utilizada. Às vezes você precisa saber a força de empurrar e puxar do macaco hidráulico e a velocidade de operação. Agora, TorcStark irá detalhar como calcular a força push-pull e a velocidade de movimento de um macaco hidráulico quando o furo do cilindro, o diâmetro da haste, a pressão de alimentação hidráulica e o fluxo são conhecidos.
Os principais parâmetros dos macacos hidráulicos são: diâmetro do cilindro, diâmetro da haste, curso, pressão hidráulica, fluxo, impulso, tração e velocidade de movimento.
Os três primeiros são seus parâmetros estruturais, determinados na fábrica e com valores fixos.
Estes últimos parâmetros estão relacionados às suas condições de trabalho, ou seja, a pressão de alimentação e a vazão determinam o empuxo, a tração e a velocidade de movimento.
Diferentes pressões e fluxos têm diferentes impulsos correspondentes, forças de tração e velocidades de movimento. Obviamente, a pressão do sistema hidráulico tem um valor nominal e não pode ser infinitamente alta. A relação entre eles é determinada por duas fórmulas simples, mas importantes.
Fórmula de cálculo push e pull: F=PS
F: força de empurrão, força de tração, unidade N, kN
P: pressão hidráulica, unidade Pa, MPa
S: a área da seção transversal do corpo do cilindro e do corpo da haste, unidade s2
Na verdade, essa fórmula evoluiu de outra fórmula: P=F/S .
Esta é a fórmula de definição de pressão. Quando a pressão aplicada F e a área de força S são conhecidas, a pressão P pode ser obtida. Esta fórmula é universal.
Por exemplo, por que nossos pés são fáceis de ceder quando pisamos no solo, e uma tábua de madeira é colocada no solo e não cede quando pisamos nela novamente. Esta é a razão para as diferentes pressões.
Se for um sistema hidráulico, P é o mesmo em todos os lugares, ou seja, F1/S1=F2/S2, que é a famosa lei de Pascal, que é uma importante base teórica para o funcionamento do sistema hidráulico.
Deve-se ressaltar que a relação correspondente das unidades de quantidade acima, F, P e S corresponde a N, Pa, s2, você deve prestar atenção ao cálculo.
Velocidade da haste e do cilindro v=Q/S, unidade V, m/s
Q: fluxo m3/s
S: Haste, área da seção transversal do cilindro m2
Nota: O corpo da haste e o corpo do cilindro são diferentes. O corpo do cilindro refere-se à carcaça externa do cilindro hidráulico e à parte interna do cilindro hidráulico do corpo da haste. O movimento dos dois é relativo, pode ser que a haste esteja estacionária e o cilindro em movimento, ou o cilindro esteja estacionário e a haste em movimento. De acordo com diferentes necessidades, escolha maneiras diferentes.
Através desta fórmula, podemos saber que na condição do mesmo fluxo, a área da seção transversal aumenta, a velocidade do movimento diminui e vice-versa. Ao projetar, podemos optar por alterar a taxa de fluxo ou a área da seção transversal para alterar a velocidade do movimento para atingir nosso objetivo.
As duas fórmulas acima são fórmulas importantes para resolver o problema do movimento do cilindro hidráulico e da haste. Eles são relativamente simples e muito úteis. São fórmulas importantes para projetar e fabricar componentes hidráulicos, não apenas para cilindros hidráulicos, mas também para o projeto e cálculo de válvulas de controle hidráulico. Hoje, apenas o cilindro hidráulico será explicado.
Os exemplos são os seguintes:
Conforme mostrado na figura abaixo, o diâmetro do cilindro de um macaco hidráulico é D = 160 mm, o diâmetro da haste é d = 85 mm e a pressão hidráulica
P=40,47MPa, vazão 0,2m3/min.
Quais são a força de tração e a força de empurrão? Qual é a velocidade de extensão e a velocidade de retração?
O processo de resposta é o seguinte
Cálculos push e pull
Fempurrar= PS1=PΠr12=PΠD12/4
=40.47*106*3.14*1602*10-6/4
=813kN
Fpuxar= PS2=PΠr22=PΠD22/4
=40.47*106*3.14*(1602-852)*10-6/4
=584kN
Cálculo de velocidade de extensão e retração
Vempurrar=P/S1=Q/PΠr12=4Q/ΠD12
=4*0.2/3.14*1602*10-6
=0,17m/s
Vpuxar=P/S2=0.2*4/3.14*(1602-852)*10-6
=0,21m/s
Pelos cálculos acima, para um cilindro hidráulico com estrutura fixa, o empuxo é maior que a tração, e a relação entre os dois é uma relação de razão constante, que depende da razão do diâmetro; mas a velocidade de retração é maior que a velocidade de extensão, que também é uma relação de razão constante.
De acordo com a teoria acima, diferentes formas de tomadas ou diferentes formas de conexão podem ser feitas para atender a diferentes ocasiões de aplicação.