КШО Бочаров (1244845), страница 25
Текст из файла (страница 25)
В зоне, прилегающей к днитцу, радиальные напряжения (изолинии б", 7", !") убывают с увеличением текущего радиуса « При г„< «д < «„(«„= 270 мм) действуют растягивающие радиальные напряжения, а при г > гл — сжимающие. В переходе от фланца к стенке и в особенности от внутренней поверхности стенки к днищу наблюдается высокая степень концентрации напряжений (рис. 13.4, г — ж). Сопоставляя результаты расчетов по формулам Ламе и по методу конечных элементов, можно заключить, что расчет по формулам (13.1) — (13.3) следует рассматривать как первое приближение. Для высоконапряженных гидроцилиндров рекомендуется проведение расчета второго уровня — методом конечных элементов. По результатам этого расчета следует выполнить проверку прочности в наиболее напряженных зонах, в первую очередь в переходах фланец — стенка и стенка — днище.
13.3. Расчет гидроцилиндров с опорой на дно При установке цилиндра с опорой на дно (см. рис. 13.3, б) растягиваюшее напряжение о, = о2 = 0 и напряженное состояние материала стенки более опасное, чем для цилиндра с опорой на фланец при аз ~ О. Эквивалентное напряжение по энергетической теории прочности в этом случае 1271 ГЗр«2 1 г„ (13.17) откуда видно, что величина а, несколько больше, чем для цилиндра с опорой на фланец при о2 > О по выражению (13.6). Из формулы (13.17) можно определить наружный радиус цилиндра по известному внутреннему.
Для этого необходимо решить уравнение четвертой степени относительно г„. Однако, учитывая, что в реальных конструкциях отношение г, /г„не превышает 0,75, можно с достаточной точностью принять !;:С.учетом этого из формулы (13.17) получено соотношение для "-' 'деления наружного радиуса цилиндра. устанавливаемого с рой' на лно: [а] [[а] — 1,82р) (13.!9) (13.21) г„„, = 1,485 ('Г„У[а] (13.23) Из формулы (13.20) с учетом (13.22) пол арой на донную часть учим для цилиндра с г„;„= 1,522 ~Г„Г[а].
(13.24) .. При изготовлении многослойных цилиндров со слоями из одого и того же материала оптимальное давление будет составлять: двухслойного цилиндра 0,385!а), для трехслойного 0,433!а!. ' в зависимости от номинальной силы цилиндра Р„[а] (13.20) кр [[а] — 1, 82р) '<,:::Оптимальное давление жидкости. Из формулы (!3.9) можно 'та)товить, что существует оптимальное значение давления р = '::, при котором наружный радиус г„, опрелеляюший габа"":"' ый размер цилиндра, будет наименьшим, при заданной ноьной силе и выбранном материале цилиндра. Из условия ':арор = 0 для цилиндра с опорой на фланец из (13.9) получим р,„, = — = 0,289[а], [а] 2~Г3 'цилиндра с опорой на донную часть из (13.19) р„„= 0,275[а!.
(13.22) ";;. Поскольку, как это установлено (Э.Ф. Богданов, 1960), вбли"'.оптимального значения давления размер наружного радиуса роцилиндра изменяется незначительно, целесообразно приать рациональное давление р„„, = (0,70 ... 0,75)р„„ ;, С учетом соотношения (! 3.21) из формулы (13.10) можно най"' минимальный наружный радиус цилиндра с опорой на фла'„"ец: 13.4.
Уплотнительные устройства гидроцилиндров Уплотнительные устройства необходимы для закрытия зазоров между сопряженными поверхностями, герметизации объема, заполненного жидкостью под давлением, т.е. дзи исключения утечки жидкости через зазоры. Уплотнения применяют для подвижных сопряжений, таких как плунжер 2 — втулка 3 (см. рис. 13.1, б) или шток 12 — втулка 5, цилиндр 1 — поршень 2 (см. рис. 13.1, а), а также для неподвижных цилиндрических сопряжений, например, для сопряжения крышка 17 — цилиндр 1. Материал уплотнителя должен обладать малым модулем упругости для создания необходимого контактного давления, быть химически совместим с рабочей жидкостью, износостойким н характеризоваться малым коэффициентом трения в паре со сталью (чугуном).
По способу обеспечения контактного давления различают: уплотнительные кольца (набивочные уплотнения); уплотнения резиновыми кольцами круглого поперечного сечения; манжетные уплотнения. Унлотнительные кольца. Шевронные резинотканевые уплотнения для гидравлических устройств по ГОСТ 22704 — 77 предназначены ддя работы под давлением до 63 МПа при скорости скольжения до 3 м/с и температуре не выше 100'С.
Рабочая жидкость— водомасляная эмульсия или минеральное масло. Диаметры уплотнений этого типа находятся в диапазоне 10...2000 мм. 4 б 4 5 б 1 2 5 4 5 б У б Н вЂ” е а б 10 11 Рис. 13.5. Уплотннтельные узлы штоков и поршней: а — без отвода утечек; б — е отводом утечек; в — уплотиительиые узлы поршней: 1 — плуижер; 2 — шпильки: 5 — прокщлки; 4 — июкимное кольцо; 5 — уплотиительпые шевроииые кольца (маииеты); б — опорное калыш; У вЂ” цилиндр; б-- иаправляющая втулка (из бронзы); Р— иажИмная втудка; 10 — поршень; 11 — пялиидр 128 Уплотнительный комплект для уплотнения штоков (плунже';~оп) (рис.
!3.5) состоит из нескольких уплотнительных шеврон'':мых колец 5 (в стандарте они названы манжетами), нажимного гкольца 4 и опорного кольца 6. Число шевронных колец в уплотне!)тии сопряжения поршень — цилиндр (рис. 13.5, в) должно быть :;ма менее двух при давлении жидкости до 32 МПа и не менее трех 'при давлении свыше 32 МПа. Число уплотнительных колец в ком'-'цлекте выбирается в зависимости от диаметра штока (плунже;уа) и давления жидкости. Например, для уплотнения штока (рис, ',!$3.5, 6) диаметром !00 ...
220 мм при давлении жидкости 32 МПа '~!дэолжно быть 5 — 7 колец. Кольца 4 — 6 выполнены из ткани типа доместик (по ГОСТ :'11.!04 — 69) или из прорезиненных хлопчатобумажных и комбини„''псованных тканей. Допускается изготовление нажимных 4 и опор',;::ных 6 колец из бронзы, текстолита и полимерных материалов. Контактное давление в сопряжении рабочих поверхностей ко,;,:,дец 5 с поверхностями штока (плунжера) 1 и цилиндра 7обеспе'";:чивается благодаря сжатию уплотнительного комплекта при за::„'-,тяжке шпилек 2 Деформация сжатия е, в зависимости от ширины и числа уплотнительных колец, составляет, например, 0,8 ...
1,4 мм .,::,::(для 6 — 7 колец шириной 1О мм) и ограничивается регулировоч:;::,ными прокладками 3. При сборке узла необходимо обеспечить рас- ,~':;стояние между торцами направляющей втулки 8 и нажимной втул,'"ки 9 меньшим высоты комплекта в свободном состоянии Н на :,.величину е. На поршне 1О, расположенном в цилиндре 11, уста'-::новлены два уплотнительпых комплекта — один со стороны порш' невой полости, другой — со стороны штоковой полости. Уплотнительные резиновые кольца круглого сечения для гид'": равлических и пневматических устройств по ГОСТ 9833 — 73 могут ':; применяться в неподвижных соединениях при давлении до 50 МПа ':, и в подвижных сопряжениях при скорости скольжения до 0,5 м/с ! и давлении до 32 МПа.
Кольца диаметром поперечного сечения ':: 1,4...8,5 мм предназначены для уплотнения штоков диаметром " 3 ... 500 мм и цилиндров диаметром 5 ... 515 мм. Для уплотнения штока кольцо устанавливают в канавке, вы:,. полненной в цилиндре или его крышке. Для уплотнения поршня .:-, кольцо устанавливают в канавке поршня. Для получения необхо,-' димого контактного давления эа счет деформации кольца глубина ," канавки под кольцо должна быть несколько меньше, а ширина :;,- канавки несколько больше диаметра кольца в сечении. Под давлением жидкости материал кольца может частично :: выдавливаться в зазор между деталями уплотняемого сопряжения, ": что ускоряет износ кольца. Для предотвращения этого использу. ют защитные кольца из фторопласта или полиамидных материа;:- лов. Защитные кольца рекомендуется устанавливать при радиаль,::: ных зазорах в уплотняемом сопряжении свыше 0,02 мм, если дав- 129 Ма (Н!4) г 14) Рис.
13.6. Установка манжет типа 1 е защитными кольцами: а — профиль селения манжеты; б — уплотнение штока; в — уплотнение поршня Яу = яе(у!кГ(р„+ кр), (13.25) где е!у — уплотняемый диаметр (И или 1л); 1, — ширина контактного пояска ((у = Ь, — Ь1); Г" — коэффициент трения в уплотнении (г=. 130 ление жидкости превышает 10 МПа в подвижных соединениях и 20 МПа в неподвижных.
Манжетные уплотнения. Манжеты трех типов из резины по ГОСТ 14896 — 84 предназначены для устройств, работающих в условиях поступательного движения при скорости до 5 м/с, давлении 0,1 ... 50 МПа, температуре — 60... +200 'С и частоте нагружения до 0,5 Гц. Манжеты изготовляют из резины групп 0 — 6 (в зависимости от вида рабочей жидкости). Манжеты, предназначенные для работы в водомасляной эмульсии, изготовляют из резины групп 1, 4, 6, а для работы в минеральных маслах — из маслостойкой резины групп 3 и 6. Конструкции манжет типов ! и 3 отличаются соотношением размеров. Манжеты типа 1 предназначены для уплотнения цилиндров диаметром 12...900 мм и штоков (плунжеров) диаметром 4... 900 мм, а манжеты типа 3 — для уплотнения цилиндров диаметром 12 ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
