Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
267 ливки от теоретического является относительная ошибка в заливке камеры, определяемая соотношением
g= I F<b — Гт I Fr
Для того чтобы ошибка в заливке камеры могла быть скомпенсирована при установлении баланса давлений упругой деформацией футеровки, необходимо выполнение условия I V—VtI cAVmax, где V — фактический (начальный) объем камеры; Vt — теоретический объем камеры, соответствующей теоретическому коэффициенту заливки.
Так как согласно определению коэффициентов заливки камеры
F<b = wlV\ Fr = WfV т, где W — объем жидкой среды в камере, то
V АУтах "" б
Полученное неравенство определяет допускаемую величину объема камеры в крышке затвора, при которой в условиях возможной ошибки в заливке камеры, не превышающей 6, напряженно-деформированное состояние футеровки крышки, вызванное перепадом давлений из-за этой ошибки, остается в упругой области.
Это соотношение можно использовать при конструировании затворов предложенного типа, применяя расчетные формулы, определяющие величину максимально возможного (в условиях упругой деформации футеровки) изменения объема камеры AVmax в зависимости от геометрических размеров и механических свойств футеровки крышки.
Решение этой задачи может быть получено при допущении о том, что уплотнительная часть футеровки крышки не перемещается и не влияет на напряженно-деформированное состояние остальной ее части, а узел уплотнения является заделкой (защемлением). В предположении малых прогибов пластины имеется точное решение, а для больших прогибов, соизмеримых с толщиной пластины,— приближенное. Так как заранее не ясно, каким прогибам она соответствует, то необходимо рассматривать любые прогибы. Поэтому следует воспользоваться результатами приближенного исследования изгиба рассматриваемой пластины для больших прогибов. Известны два подхода к такому приближенному исследованию. Оба они основаны на приближенном методе Галеркина—Бубнова, но в одном варианте предполагается, что форма срединной поверхности пластины остается неизменной в процессе деформирования, а во втором принимается определенный закон изменения формы этой поверхности. Первый вариант позволяет получить достаточно простые формулы для определения прогиба и напряжений в пластине в зависимости от 268 интенсивности действующей нагрузки, однако полученные по этим формулам величины напряжений плохо соответствуют фактическим при больших прогибах. Второй вариант дает возможность найти более точные значения напряжений в зависимости от величины прогиба, однако не приводит к конечным аналитическим выражениям прогиба через действующую нагрузку. Зависимость между ними может быть получена на основе имеющихся в литературе таблиц.
В соответствии со сделанными предположениями можно получить следующее выражение для максимально допустимого изменения объема камеры:
где г — радиус деформируемой части футеровки крышки;
мационную способность футеровки; h — толщина футеровки; f — некоторая функция.
Функция f(y) является универсальной, т. е. ее вид не зависит от геометрических размеров и механических свойств футеровки крышки. График функции / (у) приведен на рис. 91 (кривая 1), а для сравнения дан график аналогичной функции, полученной методом Галеркина—Бубнова без учета изменения формы упругой поверхности пластины (кривая 2). Из сопоставления кривых 1 и 2 видно, что неучет измерения формы поверхности пластины (футеровки) при ее деформации приводит к завышению расчетной величины максимально возможного изменения объема до 50%. В связи с этим при конструировании рассматриваемых затворов целесообразно использовать кривую 1.
Расчетная формула для определения допускаемой величины объема камеры имеет вид
Для определения допускаемого объема камеры из этого соотношения значение f (у) для конкретных геометрических размеров и механических свойств футеровки крышки определяется по кривой 1 на рис. 92. Можно также воспользоваться приближенным аналитическим представлением функции f (у)
На рис. 92 приведены удобные для практического использования графики зависимости допускаемой (не приводящей к нарушению прочности футеровки крышки) ошибки б от объема камеры k=V/r3 для фторопластовой и металлических футеровок.
Кривые 5 — 7 на рис. 92 построены для футеровки из фторо-пласта-4 при рабочей температуре 200—260 0C, которой соответствуют следующие механические свойства: E = 8000 МПа, [а] =
AVmax = лг3/ (у) У[о]/?,
характеризует геометрические размеры и дефор-
f(y) = 0,23(1-е-азг),
269 О 4 8 12 g
О 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 V/r3
Рис. 91. Графики зависимости коэффициента f от величины параметра у с учетом (1) и без учета (2) изменения упруго -деформированной поверхности мембраны
Рис. 92. Графики зависимости допустимой относительной ошибки в заливке камеры от величины ее объема для некоторых футеровочных материалов:
/ — серебро Wr = O,025); 2 - медь (h/r = 0,025); 3 — сталь 1Х17Н2 W =0.025); 4 — сталь OX21H6M2T (h/r = 0,025); 5—7 — фторопласт=4: 5 — Л/г=0,15; 6 — 0,025; 7 — 0,01. й — толщина футеровки крышки
