Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
1.Pierścień uszczelniający
Zl 250 MPa a = 3 c = 1
|
Pierścień uszczelniający wykonano z żeliwa szarego, wewnętrzna średnica pierścienia wynosi:
Przyjmujemy szerokość pierścienia
z zaokrągleniem do 0,5 milimetra w górę Średnia średnica pierścienia:
Pole powierzchni stykowej (przylgi):
Nacisk jednostkowy na przyldze wymagany dla zachowania szczelności:
gdzie: „a” i „c” - są współczynnikami dobrane według tabeli 1.
Siła docisku pierścieni wymagana dla zachowania szczelności:
siła docisku pierścieni nie może przekroczyć wartości dopuszczalnej
Dla pierścienia wykonanego z żeliwa
Przy zamkniętym zaworze, na zasuwę działa parcie czynnika o wartości:
2354,8+4708,6 < 21210 N Warunek spełniony
|
|
2. Wrzeciono
Materiał stal węglowa konstrukcyjna zwykłej jakości St. 6 Re=330MPa Gwint na wrzecionie trapezowy symetryczny Tr=12x3
Ar=57mm Współczynnik tarcia dla stali w skojarzeniu z żeliwem μ=0,17
d1=8,5 mm
P = 3
dw=12mm
Zbieżność połączenia kółka z wrzecionem 1:10
3. Zasuwa Materiał żeliwo szare Zl 250 PN-76/H-83101 Rm=250 Mpa Rg=400 Mpa
4. Dławnica
Materiał żeliwo szare ZL 250 PN-76/H-83101 Rm=250 MPa
5. Dławik i śruby dławika
Materiał żeliwo Sferoidalne ZsP45 PN-76/H-83101
c = 60mm
d = 12mm
c = 60mm
Zakładam klasę śrub 4.8 współczynnik bezpieczeństwa x=2,5 Śruba młoteczkowa M6-4.8 zgodnie z PN-75/M-82418
Ar=17,2mm2 d = D = 6mm P =1 d2 = 5,35mm
6. Nakrętka mechanizmu wrzeciona
Materiał żeliwo szare Zl 250 PN-76/H-83101 Współczynnik tarcia w skojarzeniu ze stalą μ=0,17
d =12 [mm]
7. Uszczelnienie i śruby pokrywy
Materiał uszczelki Paronit
α=16 mm Śruba M10x4-4.8 zgodnie z
PN-8
Rm= 400
8.Grubość ścian kadłuba i pokrywy
Dn = 80 mm Zl 250 po = 0,4 MPa |
Ze względu na zapewnienie szczelności zasuwy siła wymagana we wrzecionie wynosi:
(sin3
Dopuszczalna siła występująca we wrzecionie wynosi:
Siłę ściskającą wrzeciono:
Dopuszczalne naprężenia normalne od ściskania:
wrzeciono wykonano ze stali konstrukcyjnej St.6. Dla stali granica plastyczności wynosi 330 [MPa]. Zakładam, że współczynnik bezpieczeństwa wrzeciona wynosi
Wymagany przekrój rdzenia gwintu:
Dobieram gwint trapezowy symetryczny zwykły Tr 12x3
o powierzchniAr=57mm2,d1=8,5mm,
Do obliczeń przyjmuje się model wyboczeniowy dwuprzegubowy, czyli α = 1. Wobec tego długość wyboczeniowa Lw jest równa:
Promień bezwładności przekroju wrzeciona określamy dla jego średnicy rdzenia, oznaczonej w normie gwintu trapezowego jako d1. wg wzoru:
smukłość wrzeciona:
Ponieważ smukłość jest mniejsza od smukłości granicznej
Przyjmuję współczynnik bezpieczeństwa x=4 Zakładam, że końcówka wrzeciona jest płaska .Nacisk powierzchniowy oblicza się z zależności:
gdzie: A- powierzchnia styku wrzeciona z korpusem
A=
Wartość nacisku powierzchniowego powinna spełniać jednocześnie warunki:
Moment tarcia na gwincie nakrętki:
d2 - średnia średnica gwintu γ - kąt wzniosu linii śrubowej:
współczynnik μ odczytuję z tabeli nr 3 dla ZL 250
Moment napędowy, czyli moment na kółku, wynosi:
Ponieważ funkcja
Połączenie kółka z wrzecionem najczęściej jest połączeniem czworobocznym. Szerokość połączenia przekroju kwadratowego przyjmujemy:
Długość połączenia, czyli wymiar lk , obliczamy z warunku wytrzymałości połączenia czworobocznego na docisk:
Przyjmuje długość lk = 18 mm
Na podstawie momentu napędowego projektuję kółko ręczne zasuwy o średnicy Dk=160mm
Wskaźnik wytrzymałości przekroju kwadratowego na skręcanie:
Naprężenie styczne od skręcania:
Współczynnik bezpieczeństwa na skręcanie:
Projektuję połączenie czworoboczne zbieżne, wymiar po stronie węższej akm = 7,5 mm
Obliczenie grubości tarczy przeprowadzamy według modelu płyty kołowej, podpartej swobodnie na brzegu zewnętrznym o średnicy
Stąd grubość tarczy g można obliczyć:
g
Przyjmuję grubość tarczy równą 6mm w najcieńszym miejscu ze względów odlewniczych.
Szerokość uszczelnienia s
przyjmuję s=5 mm
Średnica komory DD
Długość komory HD
Zakres regulacji (skok dławika) hd
przyjmuję hd=5mm
Ze względu na dane ciśnienie obliczeniowe, wymagany nacisk jednostkowy w szczeliwie dławika pD = 1,8 [MPa] Nacisk dławika na szczeliwo wynosi:
Moment gnący:
Wskaźnik wytrzymałości przekroju:
Przyjmuję, że dławik zrobiony jest z żeliwa ZsP45 dla którego Rm = 450MPa
Sprawdzam warunek wytrzymałościowy:
Obliczamy wymaganą grubość
przyjmuję gD=5mm
Tak więc moment gnący jest określany wzorem:
Przyjmuje, że wysokość wstępnego osadzenia w dławnicy hp wynosi:
Wskaźnik wytrzymałości na zginanie :
Naprężenie od zginania:
Współczynnik bezpieczeństwa:
Przyjmuje, że śruby złączne wykonane są z materiałów o własnościach mechanicznych w klasie 4.8 natomiast współczynnik bezpieczeństwa x=2,5 . Granica wytrzymałości doraźnej Rm=400 MPa natomiast Re=0,8 400=320MPa
Dopuszczalne naprężenie na rozciąganie
Obciążenie śruby:
Niezbędny przekrój rdzenia śruby:
Dobieramy z tablicy gwintów metrycznych zwykłych gwint M6 o powierzchni Ar=17,2 mm2, d = D = 6 mm, skok gwintu 1 ,d2 = 5,35mm
Zakładam, że nakrętka zrobiona jest z żeliwa szarego. Obliczam wymaganą powierzchnię zwojów pracujących na docisk:
Wymagana liczba zwojów nakrętki:
Wymagana wysokość nakrętki:
przyjmuję gdzie: t=3 jest podziałką gwintu
bu = 30+1 = 31 mm au = 60+1 = 61 mm
Wymagany nacisk jednostkowy na uszczelce kołnierzowej obliczamy ze wzoru:
gdzie: α - dla paronitu wynosi 16
Siła wymaganego docisku uszczelki pokrywy:
Powierzchnia Au ograniczona średnim obwodem uszczelki L.u :
Parcie czynnika na pokrywę wynika z działania ciśnienia
Obciążenie śruby pokrywy:
Q= Z warunku wytrzymałościowego
Re/Rm=0,8
Re = 0,8Rm = 320MPa
Przyjmuję śruby mocujące pokrywę M10
Grubość ścianek kadłuba gk dobrana została za pomocą wykresu , w zależności od nominalnej średnicy zasuwy Dn , materiału kadłuba i ciśnienia obliczeniowego.
gk = 9 mm
Grubość ścianek pokrywy gp :
|
F
i = 2,125mm
x = 4
p = 6,66MPa
x = 2,66
g = 6 mm
s = 5mm
kg = 150MPa
x = 24,6
Rm=400MPa
Ar=17,2mm2
t=3
Bu = 11,04 mm
Q =4166,4 N
gk = 9 mm gp = 9 mm
|