Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
231 'тъ Pr" і
ІІ11 ПІ JlJ ШШШ Mm3 MmЗ
ЩттШ
заменено упругим основанием с переменным коэффициентом постели [32].
При затяжке рассмотрены три схемы нагружения в зависимости от условий опирання обтюратора (рис. 73).
Действующие давления и нагрузки определяются из выражений:
п R
Pm з
ctg (? + Р) рз
jtDpm
1
Крышка
Корпус
Pma =
ItDp ctg ? nDp/n
я ctg(? + p) р
Із--'з
(14)
где Pm з, Pm3-радиальное и осевое давления при полном прилегании уплотни-тельных поверхностей; P13, P13* — осевая и радиальная нагрузки при опирании обтюратора наименьшим или наибольшим диаметром уплотнительной поверхности.
Коэффициент упругого основания свободной части обтюратора ВЫЧИСЛЯЮТ ПО формуле ^ ??
JlD D
Рис. 73. Схемы иагружеиия (1) и расчетные схемы (II) обтюратора при затяжке (а, б, в) я под давлением (г)
В
R2
(15)
переменный
где b — переменная толщина стенки обтюратора; R радиус срединной поверхности.
При давлении на внутреннюю поверхность и торцы детали действует равномерное давление р, а на уплотнительные поверхности, в случае нормального их прилегания, равномерно распределенные радиальное рта и осевое рта давления:
Pm я
Ctg (P-P) яОрт
P пд'.
>т д
ctgp
Коэффициент упругого основания
nDpm
пд-
(16)
вычисляют по выражению
B=B' +
B' =
1
Eh Ri
опертой части обтюратора
(17)
SiD рт
У кз
Укд + Уш (' — «) *g P — WDpyK3
(18)
где В'—коэффициент упругого основания опорных поверхностей. 232 Принято, что В' есть та равномерно распределенная по уплот-нительной поверхности нагрузка, при которой с учетом деформации корпуса и шпилек, в предположении симметричного перемещения обтюратора, основание в зоне уплотнения получит приращение радиуса на 1 см.
Радиальные давления pRm3, pRi3 и р непосредственно входят в расчетную схему обтюратора как балки на упругом основании. Осевые давления ртз, Pіз, Ртл, P приводят к внецентренному сжатию детали и в расчетных схемах заменены распределенными или сосредоточенными моментами. Давление pRmд,.учтено при определении коэффициента упругого основания В'.
Решение представленных расчетных схем выполнено методом сечения, при котором разрезы наносят в точках скачкообразного изменения сил, момёнтов, жесткости и коэффициента упругого основания. Трапециевидные участки обтюратора заменяют несколькими прямоугольными, высоту которых hi рассчитывают из условия тождественности углов поворота крайних сечений. Возникающие в местах разреза Изгибающие моменты и перерезывающие силы определяют из условия совместности деформаций, которые записывают в виде канонических уравнений. После этого находят изгибающие моменты Af ф, перерезающие силы Qq, и условные нагрузки «7Ф по высоте детали. С учетом осевого сжатия составлены основные расчетные формулы для перемещений и, окружных Ot, касательных Тшах, осевых на наружной и внутренней поверхностях Gz напряжений. При предварительной затяжке:
„ — <?фз . „ _ ?»3 . /_ \ __ 3 <?ФЗ .
U3---— , О/ з— , V1maxJ3- - ,
Bi Kl і Пі
ff,,= -'"'(**-"> (19)
z hi Wi
Расчетные формулы (19) при действии давления примут следующий вид (параметры с единицей в иижием индексе отвечают начальному участку, а с двойкой — рабочему участку):
"дх = "зН---—; «д2 —"діН--- ,
Bi1 Dt J
П — ?"Д1 ¦ П — ¦ t Д2--—,
, «IDp(hi~a)P Pa , Мд1 MmAl .
Oz ДХ — Oz з і----— ЛГ 3= —' ,
4отАі tg ? hi Wi Wi
(X2Dp (*t-fl) (P-Po) (P-P0)gj Aijg, мтд2
~ ^гді-Н--. . , „---:-±:
uz Д2 — "z Д1 Tmaxl — Тшах8 ~b
Amhi tg ? hi Wi Wi
З Qq,i .
ni
TmaX2 — Tmaxl H-----» (20)
2 Ш
233 /
где Mm з = M^3 + Mm3; М?Д = М? + МД; M^s н М, —текущие
моменты ОТ действия соответственно давлений pRms и р\ Mm3, Мтл и Мд — текущие моменты от внецентренного сжатия под действием давлений, соответственно, ртз, (ртд—р) и р; а — толщина торцевой части обтюратора; Ri, Wi и Bi— соответственно радиус срединной поверхности, момент сопротивления и коэффициент упругого основания г'-го участка; р0— давление, соответствующее окончанию начального участка.
Анализ результатов аналитического расчета и опытных данных позволил выяснить наиболее напряженные сечения обтюратора (середина внутренней поверхности и сечение наибольшего диаметра уплотнительной поверхности) и рекомендовать для определения моментов перерезающих сил и условных нагрузок в них упрощенные формулы. При предварительной затяжке
'а* - 2т п* - nR__h»m nR ¦
Ч прз--— Pm з- Vmaxs— , ...... Ртз>
h„ + (\—ki)m h„ + (l+k1)m
(т + ~т— m«T>) h»m
м«а* з = v , — р? з- (21)
Ав +0 +*i)m Под действием давления
aR - Н° п- oR -^2 ' р;
Ч прд Чтахд--Г ~— ——
Лн + (*2 + т А„ + (feg + fei) m
'"тахд----> '
Ah + (&2 + fei) W
h h
где k\ =BJBnp-, Й2=52/5пР; т= —" ¦; Bnp и ^np — соответственно коэффициент упругого основания и условная нагрузка прямоугольного участка рассматриваемой балки; Bi, B2 — коэффициенты упругого основания для крайних сечений трапециевидных участков, соответственно, у торца и на границе с прямоугольным участком; QRmax — расчетная перерезающая сила от радиальной нагрузки в сечении, разделяющем прямоугольный и трапециевидный участки; Mttmax — расчетный момент в среднем сечении обтюратора от действия радиальной нагрузки; тЦТ — координата центра тяжести прямоугольной трапеции с высотой и основаниями, равными условным нагрузкам в крайних сечениях трапециевидных участков (для реальных конструкций затворов с двухконусным обтюратором величина тцт близка т/2).
