Расчет пневмогидравлического преобразователя (усилителя) прямого действия. При зажиме детали поршень преобразователя (усилителя) будет находиться в равновесии (при отсутствии утечек масла) под действием силы, приложенной к поршню 1, с одной стороны, и сопротивлением возвратной пружины 2, силы трения и давления масла на шток плунжера 3, с другой стороны (рис. 147). Условие равновесия поршня можно записать в следующем виде:условие равновесия поршня

где F1 — сила при начальном сжатии пружин, Н; с1 — жесткость пружины, Н/м2; х1 — перемещение поршня; м; рM — давление масла, Па; d — диаметр шток-плунжера, м; FT — сила трения в уплотнениях поршня и штока, Н.

Пренебрегая в первом приближении усилием возвратной пружины (если она имеется) и заменив потери на трение Pтр коэффициентом полезного действия ƞ (равен 0,85÷0,9), имеем:равновесие поршня

Зная требуемое давление масла (8—12,5 МПа) и давление воздуха в пневматической сети (обычно 0,4 МПа), из данного равенства можно определить диаметр шток-плунжера d и диаметр поршня D. При этом учитывают, что чем меньше шток-плунжера D, тем больше ход поршня x1.

Ход поршня усилителя:ход поршня усилителя

где ƞоб — объемный КПД гидросистемы.

Объемный поток (м3) сжатого воздуха без учета объемного КПД:объемный поток

Следовательно, объемный поток (м3) сжатого воздуха:объемный поток сжатого тока

Объемный поток воздуха на один двойной ход усилителя:

V = (р + 1) (Vр + Vх + V0),

где р — давление воздуха (избыточное), Па; Vp — объем рабочей полости пневмоцилиндра усилителя, м3; Vх — объем холостой полости цилиндра, м3; V0 — вредный объем полостей цилиндра, м3.

Расчет гидроаккумулятора. Расчет сводится к определению его размеров по полезному объему, рабочему давлению и давлению предварительной зарядки.

Поскольку разрядка гидроаккумулятора для пополнения утечек в гидросистеме устройства происходит медленно, можно считать, что расширение газа в гидроаккумуляторе происходит по изотермическому закону т. е. показатель политропы n = 1 или pVу = const, тогда:разрядка аккумулятора

где Vп — полезный рабочий объем гидроаккумулятора, м3; Vк — конструктивный объем гидроаккумулятора, м3; рн — начальное давление газа, при котором производится предварительная зарядка гидроаккумулятора, Па; pmin — минимальное рабочее давление, Па; рmaх — максимальное рабочее давление, Па.

Предположив, что объем части гидроаккумулятора, заполненной газом, при предварительной зарядке равен конструктивному объему гидроаккумулятора, можем записать:объем гидроаккумулятора

где Vmin — объем газовой части гидроаккумулятора в конце зарядки, м3; Vmax — объем газовой части гмдроаккумулятора в конце разгрузки, м3.

Полезный объем гидроаккумулятора (м3) Vп= Vmax — Vmin.