Сергей Гаврилов - Гидропресс: эскизы, расчеты

Как пример: Компания Рус-Кит http://рус-кит.рф/ Сальниковая набивка из синтетического графитонаполненного акрилового волокна RK-230G

Набивка из графитонаполненного акрилового волокна_RK-230G Сальниковая набивка сплетена из графитонаполненного акрилового волокна. Cвязь графита с акриловым волокном увеличивает срок службы набивки в десятки раз.

Эта универсальная сальниковая набивка, подходит для большинства сред и, практически, может применяться на любом производстве.

Благодаря импрегнации ( глубокое насыщение ) акриловых волокон графитом, набивка имеет хорошую теплопроводность и высокую рабочую температуру. Гибкая, пластичная сальниковая набивка обеспечивает легкий монтаж и хорошее уплотнение.

рН диапазон для графитонаполненной акриловой набивки от 0 … 12, она может быть использована для уплотнения сред водных растворов, пара, кислот, щелочей, химических веществ, растворителей, спиртов, масел и смазок, и т.д.

Уплотнения резиновыми манжетами не рассматривалось, в виду того, что пресса работают на воде, в которой попадаются твердые включения.

В таких условиях резиновые манжеты быстро выходят из строя, кроме того – при смене манжет, необходимо рассоединять плунжер с ползуном..

Демонтаж и подъем плунжера – долгая и трудоемкая операция. .

Конструкция цилиндра:

Цилиндр, в нижней части, имеет шестнадцать « Т » образных пазов для установки натяжных болтов. Четыре болта из них выполнены со сменными стержнями в виде шпилек, которые вворачиваются в головку. Для предварительной запрессовки уплотняющей набивки в головки вворачивают длинные шпильки.

Окончательную запрессовку уплотнения ведут всеми болтами, при этом длинные шпильки заменяют короткими. ( равными по длине рабочим болтам ).

Болты затяжки сальника используются часто и относительно быстро изнашиваются. Для быстрой замены этих болтов, без износа при этом цилиндра, болты выполнены с « Т » образной головкой. Они просто закладываются в " Т " образный паз цилиндра.

Бронзовую втулку цилиндра – в цилиндр запрессовывают для уменьшения коррозии посадочного диаметра цилиндра.

На бронзовую втулку устанавливают пропитанное жиром кожаное уплотнительное « U » образное кольцо. Это кольцо – дань традиции – его можно заменить уплотнительным кольцом из вулколлана. Вулколлан – полиуретан высокой прочности на износ. На практике на заводе не проверяли. Фирма http://www.unikom-service.ru/vulkollan/.

Основное уплотнение плунжера – прожированная сальниковая набивка ГОСТ 5152-84…

Подвод воды выполнен сбоку цилиндра – так оказалось удобней при эксплуатации гидросети пресса.

На внешней поверхности цилиндра не должно быть никаких технологических или иных канавок – опыт показал – в канавках скапливается ржавчина и заклинивает цилиндр в верхней траверсе, демонтировать потом цилиндр из траверсы очень сложно.

Проверочный расчет

Проверочный расчет спроектированного цилиндра на рабочее давление

Р = 220 кгс / кв.см.

Постоянная: Число Pii = 3,1415926535898…

Наиболее опасное сечение: Наружный Ф 818 мм ; Rn = 40,9 см.

Внутренний Dвн – Ф 585 мм. Rv = 29,25 см. Толщина стенки S = 116,5 мм.

Цилиндры пресса толстостенные – их рассчитывают по формулам Ляме..

Цилиндр считается толстостенным если S/Dвн >=1/20;

В нашем случае цилиндр толстостенный. По Даркову стр 674…

Расчет ведется в зоне уплотнения набивкой.

Давление на набивку Рн = 220 * 1,5 = 330 кгс / кв.см…

Радиальное напряжение:

X=P*Rv*Rv/((Rn*Rn)-(Rv*Rv))

Y=Rn*Rn/(Rv*Rv)

Br=X*(1-Y).... # Радиальное напряжение

# …

X=330*29,25*29,25/((40,9*40,9)-(29,25*29,25))…

X=345,47…

Y=40,9*40,9/(29,25*29,25)… Y=1,955217…

Br=345,47*(1-1,955217).... Br= -330 кгс / кв.см… # Радиальное напряжение

# ....

Bt=345,47*(1+1,955217 ) … Bt= 1020,94 кгс / кв.см…# Тангенциальное напряжение

# …

Bo=X=345,47… # Осевое напряжение

Эквивалентное напряжение ( по энергетической теории ):

W= sqrt( Z ) .. Функция извлечения квадратного корня из числа Z…

Пример: 3= sqrt( 9 )…

Be= sqrt (((Br*Br)+(Bt*Bt)+(Bo*Bo))-((Br*Bt)+(Br*Bo)+(Bt*Bo)))…

# …

X=(Br*Br)+(Bt*Bt)+(Bo*Bo)…

X=(330*330)+(1020,94*1020,94)+(345,47*345,47)…

X=1270568…

Y=(Br*Bt)+(Br*Bo)+(Bt*Bo)…

Y=(-330*1020,94)+(-330*345,47)+(1020,94*345,47)…

Y=-98211,16…

Be=sqrt(X-Y)… Be=sqrt(1368779)…Be=1170 кгс / кв.см… Эквивалентное напряжение …

Вывод: Цилиндр прочен..

Программа расчета " Silindr " на Python-3 Автор С.Ф. Гаврилов :

Формулы По Даркову стр 674…

Rn=Dn/2

Rv=Di/2

# ................

X=P*Rv*Rv/((Rn*Rn)-(Rv*Rv))

Y=Rn*Rn/(Rv*Rv)

Br=X*(1-Y) # Радиальное напряжение

# ........

Bt=X*(1+Y) # Тангенциальное напряжение

# ........

Bo=X # Осевое напряжение

# ........

# Эквивалентное напряжение по энергетической теории…

X=(Br*Br)+(Bt*Bt)+(Bo*Bo)

Y=(Br*Bt)+(Br*Bo)+(Bt*Bo)

A=X-Y

Be=math.sqrt(A) # Квадратный корень из " A "

# ........

# Эквивалентное напряжение по третьей теории прочности…

X=1-((Rv*Rv)/(Rn*Rn))…

Be3=(2/X)*P…

# Максимальное напряжение на внутренней стенке цилиндра.

Bem=1,7321*P*Rn*Rn/((Rn*Rn)-(Rv*Rv))…

Конец программы расчета на Python-3:

По формуле эквивалентного напряжения по третьей теории прочности…

Вэ = 1170 кгс / кв.см… Цилиндр прочен…

Опорный поясок буртика цилиндра имеет вид кольца с наружным Ф 894 мм.

внутренним Ф 848 мм. Площадь кольца = 629, 36 кв. см.

При усилии цилиндра 480 000 кгс.

Удельное давление на опору = 762,7 кгс / кв.см…

Буртик цилиндра на срез по Ф 818 мм при толщине буртика 195 мм..

Площадь среза = 5011 кв.см. Напряжение среза = 95,8 кгс / кв.см…

Расчет буртика на изгиб: Рассчитываем как консоль, заделанную в стену.

Длина консоли В = Pii * 81,8 = 256,98 cм.

Высота сечения консоли h = 19,5 см.

Плечо консоли L = (((84,8 + 89,4) / 4) – ( 81,8 / 2));

L = 2,65 см. Нагрузка на консоль F = 480000 кгс..

Изгибающий момент М = F * L = 480000 * 2,65 … М = 1272000 кгс*см..

Gsf = 461030/2725231222…

Момент сопротивления изгибу сечения: W = B * h * h / 6;

W = 256,98 * 19,5 * 19,5 / 6;

W = 16286 куб.см.

Напряжение изгиба: Bi = M / W; Bi = 1272000 / 16286;

Bi = 78,1 кгс / кв.см…

Уплотнение штока сальниковой набивкой.

Коэф. высоты уплотняющей набивки в зависимости от диаметра плунжера

и по по отношению к диаметру плунжера:

Коэф. трения кожаных манжет по плунжеру К = 0,07…0,10..

Коэф. трения шевронных резинотканевых манжет с углом раствора 120 градусов

К = 0,025..

С углом раствора 90 градусов К = 0,035..

С углом раствора 60 градусов К = 0,045..

Пропитанная графитовой смазкой хлопчатобумажная набивка

коэф. трения К = 0,2…