Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Жесткости конструкции



В первой книге изложены общие принципы конструирования на основе унификации, создания производных машин, обеспечения в их конструкции резервов развития, повышения долговечности и надежности. Особое внимание уделено технологичности, рентабельности машин и влиянию их параметров на суммарный экономический эффект за период эксплуатации. Приведены целесообразные приемы повышения жесткости конструкций, изложена методика рационального конструирования. Все вопросы разра-.ботки конструкций рассмотрены с учетам свойств материалов, технологии изготовления, сборки, снижения металлоемкости и удобства эксплуатации.

24. Увеличение жесткости конструкций

В тяжелонагруженных деталях <станины молотов, клети прокатных станов и др.) толщина стенок определяется величиной действующих нагрузок и условием жесткости конструкций и значительно превышает приведенные на рис. 112 величины. Однако и в данном случае целесообразно применять стенки наименьшей толщины, достигая необходимой прочности и жесткости отливки за счет рациональных форм.

Представляет интерес оценить определение механических характеристик сварных соединений труб, имеющих разупрочненные участки в виде наклонных мягких прослоек, проведенное без учета кольцевой жесткости конструкции. Используя номограмму (рис. 3.39) для соединений труб с размерами к/К) = 0,15 и ф = 15° и образцов с теми же размерами, которым отвечают значения К* = 2,1, можно оценить механические характеристики по обоим вариантам нагружения (в конструкции и образце): ст в/0ч = 0,73 и <зт в/кч = 0,93. Как видно, неучет конструктивной жесткости конструкций (поперечной податливости соединений) ведет к существенному занижению (в данном конкретном случае 27,4 %)

жесткости конструкций:

Представляет интерес оценить определение механических характеристик сварных соединений труб, имеющих разупрочненные участки в виде наклонных мягких прослоек, проведенное без учета кольцевой жесткости конструкции. Используя номограмму (рис. 3.39) для соединений труб с размерами К(К) = 0,15 и ф = 15° и образцов с теми же размерами, которым отвечают значения К* = 2,1, можно оценить механические характеристики по обоим вариантам нагружения (в конструкции и образце): стт В(0^ = 0,73 иатв(К^ = 0,93. Как видно, неучет конструктивной жесткости конструкций (поперечной податливости соединений) ведет к существенному занижению (в данном конкретном случае 27,4 %)

жесткости конструкций:

В последние десятилетия в связи с бурным развитием техники увеличились уровни шума и вибраций на различных производствах, транспорте и т. п. В частности, в промышленности наблюдается тенденция увеличения мощности машин и производительности технологического оборудования при одновременном уменьшении веса и габаритов оборудования с целью максимального использования имеющихся производственных площадей. Уменьшение же веса оборудования приводит к значительным вибрациям (из-за недостаточной жесткости конструкций) и, как следствие этого, к высоким уровням производимого им шума.

Учитывая рост единичных мощностей производств и наметившуюся тенденцию увеличения габаритов защищаемого оборудования, особое внимание следует уделять проверке жесткости конструкций подлежащих защите. Корпуса аппаратов и емкостей должны быть рассчитаны на прочность с учетом принятой конструкции защиты и допустимой для каждого вида покрытий величины предельной деформации под нагрузкой. Особые требования жесткости предъявляют к корпусам аппаратов и емкостей, подлежащих защите футеровкой. Исходя из опыта эксплуатации футерованного оборудования, толщина стенки корпуса с учетом защиты наружной поверхности от атмосферной коррозии для аппаратов диаметром от 2 до 6 м должна быть принята не менее 6 мм; для аппаратов больших диаметров толщина обечайки корпуса (мм) должна приниматься по расчету, но не менее: 8 при диаметре аппарата до 6 м; 10 при диаметре до 10 м; 12 при диаметре до 14 м; 14 при диаметре до 18 м. Оборудование, работающее под налив, диаметром более 10 м и высотой более 5 м допустимо изготавливать из отдельных царг с уменьшающейся по высоте толщиной в соответствии с расчетом при условии, что толщина нижней царги не менее указанной выше. Толщина металла плоских днищ и стенок прямоугольных конструкций (травильных и гальванических ванн, бассейнов обезвреживания, ершовых смесителей и т.п.) должна быть рассчитана, исходя из обеспечения допустимого значения прогиба металла, как правило, в пределах 2 мм на 1 м длины стенки или диаметра защищаемого объекта. Для оборудования, устанавливаемого на открытых площадках, марки сталей должны подбираться с учетом расчетной температуры окружающего воздуха в соответствии с требованием ОСТ 26-291—81. Применение кипящих сталей не рекомендуется, а в ряде случаев (при возможности воздействия низких температур окружающего воздуха) не допускается, так как это может привести к разрушению стального корпуса футерованного оборудования.

Главные запорные задвижки имеют большие габариты и массу (до 16 т и более) и оснащаются местным или дистанционным электроприводом. Для надежной работы в задвижке помимо прочности и жесткости конструкций должен быть надежно работающий сальник, герметично перекрывающийся запорный орган и герметичное соединение корпуса с крышкой. Герметичность сальника создается упругим прилеганием набивки к цилиндрической поверхности шпинделя. Для улучшения работы сальника шпиндель тщательно шлифуют, суперфинишируют и полируют, а набивку изготовляют из упругих теплостойких материалов. Этим достигается достаточная герметичность соединения, которая, однако, сохраняется лишь при гидравлическом испытании на заводе-изготовителе и сравнительно короткое время в эксплуатации. В процессе перемещения шпинделя при выполнении циклов «открыто-закрыто» разрушается близлежащий слой набивки, образуя зазор в подвижном соединении, этому способствует шероховатость и коррозия шпинделя, колебания температуры среды и снижение упругости набивки со временем в процессе ее старения.

была сравнима с условиями работы изделия. С этой целью на графике с кривой повреждений строят зависимость ускорения от частоты, характеризующую воздействие окружающей среды на рассматриваемое устройство. Ординаты кривых повреждений должны быть больше соответствующих ординат кривых первоначальной нагрузки (рис. 2, б). Для уменьшения действия вибрационных нагрузок осуществляют такие конструктивные мероприятия, как виброизоляцию, демпфирование, увеличение жесткости конструкций и т. д.

В зависимости от протяженности шва, толщины и марки металла, жесткости конструкции и т. д. применяют различные приемы последовательности сварки швов и заполнения разделки (рис. 20). Сварку напроход обычно применяют при сварке коротких швов (до 500 мм). Швы длиной до 1000 мм лучше сваривать от середины к концам или обратноступенчатым методом. При последнем способе весь шов разбивают на участки по 150—200 мм, которые должны быть кратны длине участка, наплавляемого одним электродом. Сварку швов в ответственных конструкциях большой толщины выполняют блоками, каскадом или горкой, что позволяет влиять на структуру металла шва и сварного соединения и его механические свойства.

Гидрокопировальные станки благодаря значительной жесткости конструкции обеспечивают большую точность и более высокий класс чистоты обработки, чем универсальные станки со специальными гидрокопировальными суппортами.

К ПР, предназначенным дли дуговой сварки, предъявляются требования высокой жесткости конструкции, отсутствия люфтов, минимальных значений трения покои и неравномерности движения. Это вызвано недопустимостью рывков и паразитных колебаний горелки, высокими требованиями к точности поддержания заданной скорости движения в диапазоне медленных перемещений (порядка 1 мм/с), а также высокими значениями максимальных скоростей холостых движений Q>1000 мм/с).

Дальнейший шаг к увеличению прочности и жесткости конструкции заключается в перенесении узлов жесткости на внутреннюю оконечность опор (схемы 5-7). В зависимости от жесткости 'шатуна и схемы распределения сил получаются следующие значения напряжений и прогибов (ffj_, =0,5 -г 0,12; /5_7 =0,125 -0,04).

уменьшение деформаций и микросдвигов сопрягающихся поверхностей (увеличение1 жесткости конструкции, силовая затяжка соединений, беззазорная передача, крутящего момента);

При креплении оси в вилке (конструкция 13), в щеках вилки возникает ЕЖ изгиб. Подкрепление щек распорной втулкой (конструкция 14) заставляет _ _ _ -очно выдерживать длину втулок и ширину пролета между щеками, что • •• • -сложняет изготовление. Крепление оси в одной из щек штифтом (кон-~-;~:~;трукция 15) освобождает узел от внутренних напряжений, но лишает его « rc-ii ду-есткпсти. Наиболее правильно 'затягивать палец только в одной щеке [жнжконструкция 16). Жесткость увеличивается по сравнению с конструкцией I I 115, хотя и уступает жесткости конструкции 14.

Значение асв в основном определяется физическими параметрами металла; аф зависит как от физических свойств металла, так и жесткости конструкции, режима сварки.

В реальных условиях для уменьшения вероятности образования трещин часто применяют режимы, отличающиеся малыми скоростями и большим током, иногда даже рекомендуют предварительный подогрев, однако результаты в этом случае не всегда оказываются положительными, так как большое тепловыделение при незначительной жесткости конструкции может вызвать дополнительные деформации формоизменения. Из всех параметров режима особенно заметное влияние оказывает скорость сварки. С ее увеличением возрастает длина сварочной ванны, фронт кристаллизации приобретает плоский характер, образуя на оси шва зону срастания кристаллитов. Такой шов малопластичен в т.и.х. и вследствие этого подвержен образованию продольных трещин в осевой зоне.

реализуется "жесткая схема напряжения соединений, характеризующаяся отсутствием поперечных смещений соединяемых наклонной мягкой прослойкой элементов труб ввиду большой кольцевой жесткости конструкции При испытании образцов реализуется "мягкая" (при шарнирном закреплении в захватах испытательной машины) или близкая к ней (при других видах закрепления) схема нагружения. Как отмечалось ранее в разделе 3.6. различие в схемах нагружения соединений приводит не только к отличным друг от друга величинам стт в, но и к качественно различным закономерностям влияния геометрических параметров к и ф на механические характеристики соединений.

Представляет интерес оценить определение механических характеристик сварных соединений труб, имеющих разупрочненные участки в виде наклонных мягких прослоек, проведенное без учета кольцевой жесткости конструкции. Используя номограмму (рис. 3.39) для соединений труб с размерами к/К) = 0,15 и ф = 15° и образцов с теми же размерами, которым отвечают значения К* = 2,1, можно оценить механические характеристики по обоим вариантам нагружения (в конструкции и образце): ст в/0ч = 0,73 и <зт в/кч = 0,93. Как видно, неучет конструктивной жесткости конструкций (поперечной податливости соединений) ведет к существенному занижению (в данном конкретном случае 27,4 %)

Второй подход, позволяющий повысить достоверность получаемых значений механических характеристик сварных соединений оболочковых конструкций по данным испытания вырезаемых из них образцов, заключается в создании условий нагружения сварных соединений образцов, близких к реальным, реализуемым в конструкциях. Например, для кольцевых стыков толстостенных труб или оболочковых конструкций, ослабленных наклонными прослойками, характерным является отсутствие поперечных смещений соединяемых мягкой прослойкой элементов в силу большой поперечной жесткости конструкции. При испытании образцов, вырезаемых из данной конструкции, подобные условия могут быть реализованы путем их нагружения в контейнере (рис. 3.40,а), стенки которого препятствуют взаимному смещению соединяемых прослойкой элементов, либо конструктивно путем создания необходимой поперечной жесткости испытываемых образцов. Последнее может быть обеспечено за счет испытания образцов, выполненных с двумя наклонными прослойками, противоположно ориентированными для компенсации сдвиговых усилий, возникающих при их нагруже-нии (рис. 3.40,б,в) /109/. В качестве примера на рис. 3.41 приведено со-




Рекомендуем ознакомиться:
Железнодорожных крестовин
Железнодорожной платформы
Жаропрочные аустенитные
Железного электрода
Железобетонных фундаментов
Железографитовые подшипники
Желудочно кишечного
Жесткость циркуляционной
Жесткость жесткость
Жесткость материала
Жесткость напряженного
Жесткость прочность
Жесткость умягчаемой
Жаропрочных алюминиевых
Жесткости амортизирующего
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки