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…
Сила трения набивки об шток:
Fтр = 0,15 * Kтр * Pii * Dш * hn * P…
Где: 0,15 – Коэф. учитывающий, что давление набивки о шток
уменьшается с высотой набивки.
Kтр – коэф. трения набивки о шток.
Dш – диаметр штока.
hn – высота набивки.
P – давление на набивку ( принимаем примерно 1,5 давления среды ).
Kтр = 0,05 для шевронных манжет.. Kтр = 0,2 для пропитанной смазкой хлопчатобумажной набивки..
На сальниковую набивку фланец создает давление до величины
полутора рабочих давлений для создания герметичности.
Давление на набивку Рн = 220 * 1,5 = 330 кгс / кв.см…
Кольцевой зазор под набивку: Наружный Ф 585 мм..
Внутренний Ф 530 мм. Кольцевая площадь набивки S = 481,65 кв.см..
Усилие на набивку
F = Pн * S … Fb = 330 * 481,65 = 158945 кгс …
Усилие на набивку создают 16 болтов М 39 шаг 4..
Болт М 39 шаг 4 имеет внутренний диаметр резьбы Dir = 34 мм.
Расчетная площадь сечения Sr = 9,08 кв.см…
Гайки имеют размер под ключ S = 60 мм.
Описанный диаметр Ф 69,3 мм..
Напряжение растяжения болта: Brb = Fb / ( 16 * Sr );
Brb = 158945 / ( 16 * 9,08 )…
Brb = 1094 кгс / кв.см…
По ГОСТу испытательная нагрузка на один болт = 48800 кгс..
при рабочей нагрузке на прессе = 9934 кгс. Болт прочен.
По В.А. Михееву стр. 198:
Для давлений до 320 кгс / кв.см.. рекомендуют трубы Dy = 70..
стенка S = 16 мм..
Принимаем: подводящая труба ВД. наружный Ф 95 мм. стенка 18 мм
Сталь 20 ГОСТ 1050-88 цельнотянутая…
Принимаем: подводящая труба НД. наружный Ф 95 мм. стенка 10 мм
Сталь 20 ГОСТ 1050-88 цельнотянутая…
Расчет трубы
Проверочный расчет трубы высокого давления как толстостенного цилиндра:
Наружный Ф 95.. Внутренний Ф 59 .. Стенка 18 мм..
Внутреннее давление 220 кгс/кв.см..
Расчет ведем по программе " Silindr ".
Результаты: Радиальное напряжение = -220..
Окружное = 496..
Осевое = 138..
Эквивалентное = 620 кгс/кв.см.. Вывод: Труба прочна..
Трубы имеют явно завышенную толщину стенок. Это объясняется тем, что при работе пресса возникают сильные гидравлические удары. Подводящие трубы имеют несколько изгибов – при гидроударе возникают боковые силы сильно раскачивающие трубы.
