III. Cơ cấu dẫn động tuyến tính.
9. Tính lực đẩy của xylanh
Lực đẩy phát sinh khi xy lanh hoạt động phụ thuộc vào nguồn áp suất, đờng kính xy lanh và lực ma sát của các đệm.
* Lực đẩy lý thuyết đợc xác định theo công thức sau: Flt = A.p
Trong đó:
Flt - Lực đẩy lý thuyết ( N )
A - Diện tích bề mặt làm việc của Piston ( m2 ) A = π.D2/2 P – áp suất cung cấp ( Pa )
Thực tế, lực đẩy lý thuyết có sai số so với lực đẩy thật. Để xác định lực đẩy thật, cần tính đến các sai số do sức cản, ma sát. Trong các điều kiện làm việc bình th- ờng ( phạm vi áp suất 400 – 800 kPa, 4 – 8 bar ), có thể giả định lực ma sát bằng 10% lực thực lý thuyết. * Lực đẩy thực tế nh sau: + Xy lanh tác động đơn: Ftt = ( A.p ) – ( Fms + Flx ) + Xy lanh tác động kép: - Hành trình thuận: FR = ( A.p ) - Fms - Hành trình ngợc: FV = ( A’.p ) - Fms Trong đó:
A’ - Bề mặt làm việc của Piston, phía cán ( m2 ): A = π.( D2 – d2 )/4 Fms - Lực ma sát, bằng 10% Flt ( N )
Flx - Lực phản hồi của lò xo ( lực lò xo ) ( N ) D - Đờng kính xy lanh ( m )
d - Đờng kính cán Piston ( m )
Ví dụ tính toán:
Các số liệu ban đầu: D = 50 mm; d = 12 mm; Fms≈ 10%; P = 6 bar. Tính toán:
- Tiết diện làm việc của Piston:
A = 3,1416.52/4 = 19,625 ( cm2 ) - Tiết diện làm việc của Piston phía có cần:
A’ = 3,1416.(52 – 1,22)/4 = 18,5 ( cm2 )
- Lực đẩy lý thuyết hành trình tới:
Flt = 19,625.10-4 ( m2 ). 6.105 ( N/m2 ) = 1177,5 N Lực ma sát: Fms = 117,75 N
- Lực đẩy thực tế của hành trình tới ( thuận ): Ftt = 1177,5 – 117,75 = 1060 ( N )
51
- Lực đẩy lý thuyết của hành trình về ( ngợc ): Fth = A’.p = 18,5.10-4 (m2 ).6.105 ( N/m2 ) = 1110 ( N ) Lực ma sát: Fms = 111 N - Lực đẩy thực tế của hành trình về (nghịch ): Ftt = A.P.FR – Fms = 18,5.10-4.6.105 – 111 = 999 N.
Thông thờng ngời ta có thể xác định lực đẩy của Piston thông qua biểu đồ quan hệ sau: