Поршень - это рабочий компонент двигателей, компрессоров и насосов, расположенный внутри цилиндра. Назначение поршня варьируется в зависимости от системы, частью которой он является. Например, в двигателе, таком как двигатель автомобиля, поршень передает силу от расширяющегося газа в цилиндре через шток поршня на коленчатый вал. Расчет силы поршня имеет решающее значение при принятии решения о том, как компонент будет работать, какое практическое применение он будет иметь и как будут работать получившийся двигатель или компрессор. Расчет прост при условии, что единицы остаются эквивалентными и правильные значения введены точно.
Измерьте и запишите манометрическое давление (p) в ньютонах на квадратный метр (Н / м2). Единица измерения Н / м2 также называется паскаль (Па). Для хода на выходе давление будет эквивалентно нормальному атмосферному давлению, которое составляет 100 кПа.
Измерьте полнопроходной диаметр поршня (d) в метрах (м) с помощью рулетки или линейки, в зависимости от размера отверстия вашего поршня, и запишите результат.
Используйте полнопроходной диаметр поршня, чтобы рассчитать полную площадь проходного отверстия (A) в квадратных метрах (м2), подставив значение, полученное вами в результате измерения диаметра, в уравнение A = π d2 / 4. π или пи - постоянное значение, используемое в математике. Он обозначает отношение длины окружности любого круга к его диаметру в пространстве и всегда равен примерно 3,142. Итак, при расчете площади поршня используйте это значение как значение π в уравнении. Для этого измерьте диаметр поршня и возведите его в квадрат с помощью калькулятора. Рабочий пример будет диаметром 2,5 метра. Это дает квадрат диаметра 6,25 квадратных метра; на всех графических калькуляторах есть кнопка, на которой написано x2. Введите свой диаметр в калькулятор, затем используйте эту кнопку, чтобы найти значение в квадрате. Разделите полученное значение на 4. В нашем примере это 6,25, поэтому результат в нашем случае - 1,563. Умножьте это на значение π, 3,142, и получите 4,909 м2. Это область отверстия (A).
Введите значения, полученные в результате каждого из этих измерений и вычислений, в основное уравнение F = pA, где F - сила поршня (F) в ньютонах (Н), p - манометрическое давление, а A - полнопроходной область. Таким образом, в нашем примере цилиндр одностороннего действия при атмосферном давлении, работающий на такте выхода, будет требуется следующий расчет для определения силы поршня (F): 100000 умножить на 4,909, что равно 490900 Н.
Рекомендации
- The Engineering Toolbox: пневматические воздушные цилиндры: приложенная сила
- Виндзорский университет: конструкция поршня
Советы
- Правильно используйте уравнения, чтобы получить точный ответ на расчет силы поршня. Например, в уравнении F = pA вы должны не забыть умножить значение p на значение A. Они не складываются, не делятся и не вычитаются. Вместо этого p и A расположены бок о бок в уравнении, что означает, что они умножаются вместе. Однако при предварительном расчете полного диаметра проходного отверстия, найденном с помощью уравнения A = πd2 / 4, есть несколько различных процессов для достижения ответ, который должен быть выполнен в правильном порядке: сначала возводится в квадрат d, затем значение d2 делится на 4, а затем полученное значение умножается на 3.142.
Предупреждения
- Осторожнее с юнитами. Хотя 100 кПа - это более приемлемое значение, для целей расчета вы должны расширить его до 100 000 паскалей. После получения результатов вы можете при желании преобразовать его к меньшему значению, разделив его на 1000. Правило единицы также применяется к области. Кто-то работает в метрах, кто-то в сантиметрах, кто-то в миллиметрах. Если вы будете придерживаться одного и того же выбора на протяжении всего расчета, результат будет точным и масштабируемым, но если вы используете разные единицы в различные части одного и того же расчета, вы получите неправильный ответ по нескольким причинам, что означает больше или меньше нулей, чем вы должны имеют.
об авторе
Наташа Паркс является профессиональным писателем с 2001 года, ее работы опубликованы в Интернете и в формате книги для "Thomson Reuters", "World Patents Index" и thomson.com. Ее области знаний разнообразны и включают физику, биологию, генетику и вычисления, психическое здоровье, отношения, семейные кризисы и карьерный рост. Она имеет степень бакалавра наук в области биофизики Королевского колледжа в Лондоне.