Gépelemek 1. házi feladat: Kettősműködésű hidraulikus munkahenger Zángó Tamás 009.11.5
Tartalomjegyzék 1. A munkahengerekrıl általánosan... 3. Piackutatás és a munkahenger kiválasztása... 3. Munkahenger méretezése... 5 3.1. A henger falvastagságának meghatározása... 5 3.. Hengerfedél meghatározása... 5 3.3. A dugattyúrúd átmérıjének meghatározása... 6 3.. A dugattyúrúd ellenırzése kihajlásra... 6. A tömítésekrıl általánosan... 8 5. Tömítések kiválasztása... 8 5.1. Henger és fedél tömítése... 8 5.. Csıház tömítése... 8 5.3. Dugattyúrúd tömítése... 9 5.. Szennylehúzó győrő... 9 5.5. Dugattyú tömítése... 9 5.6. Dugattyú megvezetése... 10 6. Felhasznált irodalom... 10
1. A munkahengerekrıl általánosan A munkahengerek olyan hidraulikus elemek, amelyek a hidraulikus energiát mechanikai energiává alakítják, és eközben egyenesvonalú mozgást végeznek. Alkalmasak arra, hogy viszonylag egyszerő eszközökkel, biztonsággal fejtsék ki a legnagyobb erıket. A hidraulikus munkahengereket gyakran alkalmazzák szerszámgépekben, mezıgazdasági és földmunkagépeken, rakodó- és emelıgépeken, darukon, prés- és fröccsöntı gépekben, hajókon, zsilipeken, manipulátorokon, valamint egyéb célokra. A munkahengerek csoportosítása: belsı szerkezeti felépítés szerint: egyszeres mőködéső hengerek: sajátossága, hogy a dugattyú visszavezetése külsı terhelés, illetve a rendszer önsúlya segítségével történik. kettıs mőködéső hengerek: a dugattyúfelületnek nyomóolajjal való váltakozó igénybevétele révén az erı mindkét lehetséges mozgási irányban átvihetı dugattyúrúd kivezetése szerint: egyoldali dugattyúrúd-kivezetéső kétoldali dugattyúrúd kivezetéső véghelyzetben tanúsított viselkedésük szerint: külsı szabályozású löketfékezés belsı szabályozású löketfékezés lökethossz szerint: (L: lökethossz, D: dugattyúrúd átmérıje) kis lökető (L/D <1) normál lökető (L/D <15-30) nagy lökető (L/D> 30) 3
. Piackutatás és a munkahenger kiválasztása A megadott adatoknak megfelelı általános rendeltetéső kettısmőködéső munkahengert a Bosch-Rexroth cég katalógusából választottam. A piackutatás során a következı honlapokat kerestem fel: http://hu.ahp.de http://www.parker.com http://www.boschrexroth.hu http://www.boschrexroth.com A választott munkahenger: CD160B160/70-505Z11/01HH 505Z11/01HHUM1 UM1-1A 1A A munkahengerhez tartozó adatok: Wirkungsweise CD Differentialzylinder Baureihe T3 Baureihe T3 nach ISO 600/, DIN 55 Befestigungsart MP5 Gelenkauge am Boden Kolbendurchmesser 160 D 160 mm Kolbenstangendurchmesser 70 d 70 mm Hublänge 505 Hublänge 505 mm Konstruktionsprinzip F Kopf und Boden mit Zuganker verbunden mit Führungsbuchse Geräteserie 11 10 bis 19 unveränderte Einbau- und Anschlussmaße Leitungsanschluss / Ausführung Leitungsanschluss / Lage an Kopf B Rohrgewinde (ISO 8138) EE G 1 DT 7 (max. 0,5 mm tief) 1 oben - bei Sicht auf Kolbenstange Leitungsanschluss / Lage an 1 oben - bei Sicht auf Kolbenstange Boden Kolbenstangenausführung H Gehärtet und maßhartverchromt Kolbenstangenende H Gewinde (ISO/DIN) für Gelenkkopf CGKA KK M8 x A 63 NV 60 Endlagendämpfung U Ohne Dichtungsausführung M Standard-Dichtsystem (geeignet für Mineralöl nach DIN 51 5 HL, HLP und HFA) Option 1 W Ohne Option Option W Ohne Option
3. Munkahenger méretezése Tervezési adatok: Névleges nyomás P n 6,3MPa D 160 mm L 505 mm v 0,9 m/s Névleges hengerátmérı Névleges lökethossz Maximális dugattyú-sebesség Üzemi hımérséklet T 0-80 C Hengeroldali befogás csuklós Dugattyúoldali befogás csuklós 3.1. A henger falvastagságának meghatározása: Anyaga: varrat nélküli acélcsı (C35) Felületi érdesség: Ra 0,3 (köszörülve) Biztonsági tényezı: n Gyártási technológiából származó korrekciós tényezı: c 1 0,3 Gyártási technológiából származó korrekciós tényezı: c 0,8 Folyáshatár: R EH 30 MPa A minimális falvastagság meghatározása kazánformulával: D P s min + c1 + c R EH P n 6,3[ MPa] [ MPa] 6,3[ MPa] 160 smin + 0,3 + 0,8 3, 8 30 Szabványos érték: s 3, 5 min 3.. Hengerfedél méretezése: Anyaga: acélöntvény (Aö500F) Felületi érdesség: Ra 0,3 (köszörülve) Biztonsági tényezı: n Folyáshatár: R EH 80 MPa A minimális fedélvastagság: h min 0,6 D P R n EH 5
[ MPa] [ 6,3 hmin 0,6 160 0, 36 80 Szabványos érték: h 0, min 3.3. A dugattyúrúd átmérıjének (d) meghatározása: ϕ 1,5 ϕ D D d d ϕ D D ϕ 6 Szabványos érték: d 70 3.. A dugattyúrúd ellenırzése kihajlásra: A kihajlás ellenırzést a legkedvezıtlenebb beépítés esetére végezzük el. Ez a dugattyúrúd szélsı helyzete, kitolt állapotban. A rúd akkor megfelelı, ha: F krit 3 F ahol F a kitolást elvégzı erı: [ mm ] π 6, [ MPa] D π 160 F P 3 F 16, 67 [ kn ] Anyaga: C5 Felületi érdesség: Ra 0,16-0,3 Biztonsági tényezı: n Folyáshatár: R EH 30 MPa Dugattyúrúd átmérı: d70 mm 6
Mivel mindkét végén csuklós befogású a hengerem, a kihajlás számolásakor az alábbi szilárdságtani modellt használom: la teljes rúdhosszal Katalógusból: XO 337 ± 1,5 Teljes kihajlási hossz: l XO + L 8 ± 1,5 Anyagra jellemzı: λ f 60 Az inerciasugár meghatározása: d π i I d 6 17, A d 5 π A karcsúsági tényezı kiszámítása: 70 [ mm ] π λ 8[ mm ] 8,11 70 [ mm ] π 6 A kritikus erı meghatározása: λ < λ f σ krit R EH 30[ MPa] d π 70 mm π Fkrit σ krit A σ krit 30 83 Ellenırzés kihajlásra: MPa 165, [ kn] F krit F 13,06 3 A rúd megfelel. 7
. A tömítésekrıl általánosan A tömítések feladata: két tér elkülönítése, két tér közötti közegáramlás megakadályozása vagy mérséklése. A tömítések funkciója: a tömítettség biztosítása, a tömítetlenségi út lezárásával. A tömítések csoportosítása: a tömítıelemek relatív mozgása szerint: nyugvó (statikus) tömítések elmozdulást megengedı tömítések mozgó (haladó vagy forgó) tömítések kivitel szerint: érintkezı tömítések nem érintkezı tömítések alkalmazási terület szerint: csıkötések hidraulikus / pneumatikus munkahengerek tengelyek egyéb, osztott elemek tömítései 5. Tömítések kiválasztása 5.1. Henger és fedél tömítése ISC O-Ring Méret: d1 150 d 5 Anyag: 7 NBR 87 Cikkszám: 5657 Üzemi nyomás: 10 MPa 5.. Csıház tömítése Merkel Guide Ring SB d 70 mm Méret: D F 75 D 71, 6 1 H 9,6 mm L 9,7 Anyag: HGW HG517 Cikkszám: 131051 Üzemi hımérséklet: -0 C / +00 C 8
5.3. Dugattyúrúd tömítése Merkel Omegat OMS-MR Méret: d 70 D 85, 1 H 5,9 L 6,3 C 5, 5 R 1 1, Anyag: PTFE B60 / NBR Cikkszám: 17850 Üzemi hımérséklet: -30 C / +100 C Maximális dugattyú sebesség: 5 m/s Üzemi nyomás: 0 MPa 5.. Szennylehúzó győrő Merkel Wiper AUAS d 70 mm Méret: D 80 H1 / L 7 H 10 Anyag: 9 AU 95 Cikkszám: 901 Üzemi hımérséklet: -30 C / +110 C Maximális dugattyú sebesség: m/s 5.5. Dugattyú tömítése Merkel Omegat OMK-MR D 160 mm Méret: d 139 H 7,7 L 8,1 mm C 10,5 mm R 1 Anyag: PTFE GM01 / NBR Cikkszám: 075673 Üzemi hımérséklet: -30 C / +100 C Maximális dugattyú sebesség: 5 m/s Üzemi nyomás: 0 MPa 9
5.6. Dugattyú megvezetése Merkel Guide Strip KF D 160 mm Méret: d F 155 d 158, 8 1 H 9, 6 mm L 9, 7 Anyag: PTFE B500 Cikkszám: 168887 Üzemi hımérséklet: -0 C / +00 C 6. Felhasznált irodalom SIMRIT tömítéskatalógusok Tóth Sándor Molnár László Bisztray Sándor Marosfalvi János: Gépelemek 1 10