Жесткость умягчаемой

Нормы жесткости деталей устанавливают на основе практики эксплуатации и расчетов. Значение расчетов на жесткость возрастает в связи с широким внедрением высокопрочных сталей, у которых увеличиваются характеристики прочности (ов и о_г), а модуль упругости Е (характеристика жесткости) остается почти неизменным. При этом чаще встречаются случаи, когда размеры, полученные из расчета на прочность, оказываются недостаточными по жесткости.

Из неравенства (33.11) видно, что с увеличением жесткости амортизатора его способность противостоять ударам увеличивается. В связи с этим нужно устанавливать отдельные амортизаторы, предохраняющие от вибрации (мягкие) и амортизаторы для защиты от ударов (жесткие). Можно применять амортизаторы особой конструкции, которые при воздействии вибрации имеют, малую жесткость и обеспечивают виброзащиту, а при воздействии удара с ростом деформации их жесткость возрастает, обеспечивая защиту от удара. Методы расчета амортизирующих систем и рекомендации по их выбору изложены в литературе [34].

Жесткостью называется способность материала деталей сопротивляться изменению формы и размеров при нагружении. Жесткость соответствующих деталей обеспечивает требуемую точность машины, нормальную работу ее узлов. Так, например, нормальная работа зубчатых колес и подшипников возможна лишь при достаточной жесткости валов. Диаметры валов, определенные из расчета на жесткость, нередко оказываются большими, чем полученные из расчета на прочность. Нормы жесткости деталей устанавливаются на основе опыта эксплуатации деталей машин. Значение расчета на жесткость возрастает, так как вновь создаваемые высокопрочные материалы имеют значительно более высокие характеристики прочности (пределы текучести и прочности), а характеристики жесткости (модули продольной упругости и сдвига) меняются незначительно.

В большинстве случаев зависимость между силой F и упру* гой деформацией х в соответствии с законом Гука для метал* лов принимается линейной (прямая / на рис. 55, а), т. е. коэффициент жесткости с считается постоянной величиной. Однако для резины коэффициент жесткости возрастает с увеличением силы F, и тогда характеристика F(x) называется жесткой (кривая 2 на рис. 55, а). Такую же характеристику имеют упругие силы, действующие на элементы высших пар, так как при точечном или линейном контакте рабочих поверхностей контактная жесткость возрастает с ростом нагрузки. Мягкую характеристику (кривая 3 на рис. 55, а) часто имеют звенья, выполненные из полимеров. Кроме того, иногда для получения требуемых динамических характеристик вводят в состав механизма специальные демпфирующие устройства и конические пружины с нелинейными характеристиками типа кривых 2 и 3.

Из графиков видно, что с увеличением давления линейный ход сильфонов уменьшается, а жесткость возрастает. При достижении

Вид функции с (х) в первую очередь определяется материалом и конструктивными особенностями упругого элемента. Например, в рабочем диапазоне напряжений металлы обычно подчиняются закону Гука, в то время как для резины более свойственна жесткая характеристика, а для многих полимеров — мягкая. Однако и в металлических деталях возможно возникновение нелинейных восстанавливающих сил. В частности, это имеет место при точечном или линейном контакте двух рабочих поверхностей, что характерно для высших кинематических пар. В этом случае контактная жесткость возрастает с ростом нагрузки. Такая же характеристика строго говоря свойственна и обычным шарнирай при использовании подшипников качения. Нередко с целью получения требуемых нелинейных характеристик в машинах применяются специальные устройства, например конические пружины, у которых числа рабочих витков зависят от нагрузки, нелинейные муфты и т. п. [12, 13, 18].

Характер изменения жесткости при возрастании нагрузки отличается от ранее описанных приводов. При возрастании нагрузки жесткость возрастает в отличие от падающей характеристики жесткости для других схем. Следовательно, для достижения достаточной жесткости привод должен работать со значительным нагружением, но при этом появляется повышенная зона нечувствительности.

Принимая Ь = 30 см, Еж = 16-Ю3 кГ/см2 (16- 108 н/м2), получим /ж — 30-Ю3 кГ/см (30-Ю6 н/м). По техническим условиям структурная жесткость /0 нагруженного привода должна быть не ниже полученной /0 > /ж- Поскольку структурная жесткость возрастает с нагружением привода, примем, что для ненагруженного 'привода /От!п = 0,5 = ^ж = 15-Ю3 кГ/см (15-Ю6 н/м).

Нормы жесткости деталей устанавливают на основе практики эксплуатации и расчетов. Значение расчетов на жесткость возрастает в связи с широким внедрением высокопрочных сталей, у которых увеличиваются характеристики прочности (<т, и а_{), а модуль упругости Е (характеристика жесткости) остается почти неизменным. При этом чаще встречаются случаи, когда размеры, полученные из расчета на прочность, оказываются недостаточными по жесткости.

Для лопаток тонких профилей крутильная жесткость возрастает в результате действия растягивающих напряжений. Эффективная жесткость на кручение

Кривые, построенные по выражениям (9-4,4) и (9.4.5), имеют вид гипербол (рис. 9.4.4). На первом участке гиперболы идут более круто (характеристики имеют малую жесткость), а на втором - крутизна уменьшается, жесткость возрастает, и по мере приближения магнитной системы к насыщению гиперболы постепенно переходят в прямые линии, аналогичные характеристикам двигателя с независимым возбуждением. Гиперболический характер статических характеристик свидетельствует о том, что двигатель почти на всех режимах может использовать мощность, близкую к номинальной.

/гк —высота слоя «атионита, м; VK —скорость фильтрования воды, м/ч; Тк—• межрегенерационный период, ч; Ж0 — жесткость умягчаемой воды, мг-экв/кг, 106

Умягчение исходной воды происходит за счет обмена ионов кальция и магния на эквивалентное количество ионов натрия иони-товой загрузки в процессе движения воды через слой катионита сверху вниз. При этом умягчение воды происходит вначале только в верхних слоях фильтрующего материала. Затем, по мере истощения, этот слой перестает умягчать воду, и рабочая зона перемещается в нижние слои катионита и т.д. Полный рабочий цикл заканчивается, когда жесткость умягчаемой воды на выходе из фильтра будет превышать 0,1 мг-экв/л.

достигается некоторая предельная остаточная жесткость. Быстрота приближения к этому предельному (равновесному) состоянию зависит от многих .факторов. Основными являются: температура, ускоряющая кристаллизацию; начальное пересыщение, т. е. жесткость умягчаемой воды; присутствие в воде замедлителей кристаллизационного процесса.

Для осаждения солей жесткости используются химические реактивы — известь, сода, едкий натр. Чтобы улучшить и интенсифицировать процессы, умягчение воды содой и едким натром производится при 70—100, в среднем 85—95° С. Этот метод позволяет снизить общую жесткость умягчаемой воды до 0,5-г-0,8° и щелочность воды до 3 —, 5°. Применением фосфатного доумягчения при температуре 120—140° С жесткость воды снижают до ~0,2°.

Метод катионного обмена, осуществляемый в катионитовых фильтрах фильтрацией воды через глауконит, сульфоуголь или другие катионитовые материалы, позволяет снизить общую жесткость умягчаемой воды до 0,05— 0,15°. Таким образом, этот метод технически более совершенный, а в большинстве случаев и экономически более выгодный, чем метод осаждения. Недостатками Na-катиони-товой водоочистки является некоторое повышение сухого остатка в умягченной воде, а также повышенная ее щелочность, соответствующая карбонатной жесткости исходной воды. Последний недостаток частично устраняют, применяя для снижения карбонатной жесткости предварительное известкование (комбинированная водоочистка) или последующее подкисление (нейтрализацию) катиони-рованной воды.

где РОТЫ — удельный расход воды на отмывку продуктов регенерации, м3/м3; Ж — жесткость умягчаемой воды перед катионит-ными фильтрами, мг-экв/л; ?раб— рабочая обменная емкость, г-экв/м3.

где Н3.с — высота защитного слоя, м; v — скорость фильтрования, м/ч; d — диаметр зерен катионита. мм; Ж — жесткость умягчаемой воды, мг-экв/л.

Аналогичного эффекта можно добиться путем применения так называемого двухступенчатого катионирования, т. е. пропускания умягчаемой воды последовательно через две группы фильтров. Это позволяет регенерировать фильтры второй ступени (называемые также «барьерными») большим избытком соли (300—400 г/г-экв) и обеспечить хорошее доумягчение воды, основная часть жесткости которой «снимается» фильтрами первой ступени. Существенного увеличения расхода соли при этом не происходит, так как барьерные фильтры регенерируются очень редко (низкая жесткость умягчаемой воды); кроме того, отработанный раствор соли после регенерации этих фильтров полностью используют для регенерации фильтров первой ступени. Фильтры же, несущие основную нагрузку по поглощению Са2+и Mg2+ (первая ступень), регенерируют пониженным количеством (120—140 г/г-экв) соли без существенного уменьшения обменной емкости загруженного в них катионита; полнота же умягчения воды этими фильтрами в данном случае несущественна, так как воду доумягчают фильтры второй ступени.

Жесткость умягчаемой воды, мг-экв/л нормальная допустимая при форсировке

можно применять лишь в тех случаях, когда конструкция котла допускает высокую щелочность котловой воды, когда карбонатная жесткость . умягчаемой воды незначительна или когда умягченная в фильтрах.вода добавляется в небольших количествах к питательной воде. В других случаях применяют ком-

где Жо — общая жесткость умягчаемой воды, г-экв/м3; CNa —