Меридиональное напряжение

При посадке на вал деталей с длинными ступицами следует считаться также с изменением осевых размеров ступицы. При нагреве, 'симметричном в экваториальной и меридиональной плоскостях, каждая точка детали перемещается по лучам, исходящим из геометрического центра детали. • ' - Наиболее правильно расположить центрирующие элементы в меридиональной плоскости симметрии детали по радиусам, сходящимсй на оси. Этот принцип положен в основу пальцевы.х втулок (рис. 265,= е), часто применяемых в турбостроении. Пальцы устанавливают в хфомежу-точной втулке, так как иначе сборка соединения невозможна. Втулку вводят в ступицы ротора, закладывают пальцы изнутри и в таком виде ротор устанавливают на вал. ' -.-..,

Более технологический прием — установка пальцев снаружи в отверстия, совместно обработанные в ступице и на валу. Условие сохранения центровка и неизменности расположения меридиональной " "плоскости симметрии ротора заключается в том, чтобы оси отверстий сходились на оси вала в меридиональной плоскости симметрии (рис. 265, ж). Такой же эффект получается и при установке пальцев в ряд (слева или справа от плоскости симметрии ротора). Однако система наклонных лальцев не обеспечивает правильного центрирования при изменении размеров ступицы

Разновидностью лучевого центрирования является установка ротора на конусах, образующие которых сходятся в меридиональной плоскости •симметрии ротора (рис. 265,к). В этом случае условий правильного центрирования и неизменности расположения меридиональной плоскости симметрии ротора обеспечиваются полностью. Крутящий момент ротору можно передавать шпонкой, шлицами или коническими зубьями. Система не обеспечивает центрирования при увеличении размеров отверстия под действием растягивающих сил. Исключение представляет случай, когда конусы стянуты пружиной, постоянно выбирающей зазор на посадочных поверхностях. Угол наклона конусов должен быть меньше угла трения (для возвращения ступицы в исходное состояние при остывании).

Конструкции и, б предназначены для радиальной сборки (корпус, разнимающийся в меридиональной плоскости). При осевой сборке диски вала и гребенки корпуса делают наборными (вид в). Масло подводят через торцовые канавки h, профрезерованные на дисках. Корпусы сажают в постели жестко (виды а — в) или, предпочтительнее, на самоустанавливающихся опорах (вид г).

невозможность разъема подшипника в меридиональной плоскости;

Для установки на коленчатых валах подшипники этого типа изготовляют с разъемными В меридиональной плоскости внутренними обоймами, соединяемыми в ласточкин хвост. Широкого применения эти подшипники не получили,

На видах г, it показаны специальные подшипники для установки в разъемных (по меридиональной плоскости) корпусах.

Скольжения Сп и (Сзп). Легкие нагрузки. Средние и высокие частоты вращения. Местнонагруженные обоймы. Плавающие обоймы. Средненагруженные подшипники с затяжкой нагруженных обойм гайками. Подшипники, установленные в разъемные (в меридиональной плоскости) корпусы.

Плотная /7П. Средние нагрузки; легкие знакопеременные и ударные нагрузки. Средняя частота вращения. Местнонагруженные обоймы. Плавающие обоймы. Колебательное движение. Высоконагруженные подшипники с затяжкой наружных обойм. Подшипники, устанавливаемые в разъемные (по меридиональной плоскости) корпусы.

Всегда можно выбрать координаты так, чтобы начальная скорость лежала в меридиональной плоскости, т. е. чтобы dty/df> =0. Но тогда из формулы (164) следует, что «1 = 0, т. е. что ty = — — Pi = const и что движение плоское. Полагая \jr = x, получаем из формулы (165) при ах = 0

выражающие напряжения ат, az, т через главные напряжения 0Х и а3. Следы поверхностей скольжения на меридиональной плоскости rOz будем называть линиями скольжения. Обозначим через у угол, образованный направлением главного напряжения ах с осью Or; через б — угол, образованный осью Or и касательной к линии скольжения первого семейства. Из второго условия (2.4.48) находим

где о,п — меридиональное напряжение; ov — окружное напряжение; Рт — радиус кривизны меридиана в данной точке; р< — радиус кривизны параллели в данной точке; р — давление в данной точке; 6 — толщина оболочки.

Из формулы (7.36) следует, что меридиональное напряжение цилиндрической части резервуара

где ат — ' меридиональное напряжение; at — окружное напряжение; рт — радиус кривизны меридиана в данной точке; pt — радиус кривизны параллели в данной точке; р — давление в данной точке; 6 — толщина оболочки.

На фиг. 10.13 изображено распределение напряжений на поверхности отверстия с плоским дном и радиусом закругления, составляющим 58% радиуса отверстия. В этом случае наибольшую величину имеет меридиональное напряжение в точке на закруглении под углом 45° к вертикали, которое на 50% превышает кольцевое напряжение в цилиндрической части. На фиг. 10.14 дано распределение напряжений на поверхности отверстия с плоским дном и радиусом закругления, составляющим 17% от радиуса отверстия. Здесь опять наибольшую величину имеет меридиональное напряжение на закруглении в точке, расположенной между радиальными линиями под углом 45 и 50° к вертикали. По своей величине это напряжение тоже примерно на 50% превышает кольцевое напряжение в цилиндрической части. Оказывается, что уменьшение радиуса закругления ниже величины, выполненной в модели 2, не приводит к дальнейшему увеличению меридиональных напряжений. На фиг. 10.15 сопоставляются напряжения на поверхности дна трех исследованных моделей. Заметно, что при изменении формы дна от полусферической к плоской с закруглениями распределение меридиональных напряжений в закруглении меняется существенным образом. При дальнейшем уменьшении радиуса закругления наибольшие напряжения перестают возрастать, но распределение напряжений вдоль закругления несколько меняется. Из графика изменения кольцевых напряжений видно, что на них почти не сказывается изменение радиуса закругления. Форма дна отверстия влияет на распределение напряжений в цилиндре на расстоянии, равном примерно двум диаметрам отверстия. В сечениях, удаленных от дна во всех трех случаях, распределение напряжений удовлетворительно согласуется с решением Лямэ для толстостенного цилиндра. Материал моделей имел коэффициент Пуассона 0,45—0,48, в связи с чем при использовании результатов необходимо помнить, что большие отклонения в величине коэффициента Пуассона могут привести к значительным изменениям в распределении напряжений. Модуль упругости Е материала модели определяли в процессе испытания по изменению наружного диаметра цилиндра в сечении, удаленном от дна отверстия. По результатам этих измерений величина мгновенного модуля упругости сразу же после разгрузки составила 1370 кг/см2. В момент фотографирования срезов она была равна 3290 кг/см2, При этой величине модуля показатель качества составил 1600. Эта величина соизмерима с показателем качества для бакелита и фостерита, но несколько ниже, чем для некоторых эпоксидных смол.

Для оболочки, имеющей форму тела вращения, при симметричном нагруже-нии меридиональное напряжение может быть найдено из условий равновесия части оболочки, отсеченной нормальным круговым сечением, а окружное напряжение — из уравнения Лапласа

где am — меридиональное напряжение; 0; — окружное напряжение; Qm — радиус кривизны меридиана в данной точке; Q( — радиус кривизны параллели в данной точке; р — давление в данной точке; 6 — толщина оболочки.

Для оболочки, имеющей форму тела вращения, при симметричном нагруже-нии меридиональное напряжение вх может быть найдено из условия равновесия части оболочки, отсеченной нормальным круговым сечением, а окружное напряжение <зу — из уравнения Лапласа

Меридиональное напряжение

Местное меридиональное напряжение в месте присоединения определяют (при 2RH/s^5, где Ан — местный наружный радиус кривизны поперечного сечения оболочки; s — толщина стенки) умножением меридионального напряжения на наружной поверхности от тепловых и механических усилий, рассчитанного без учета концентрации, как в тонкостенной оболочке, на эффективный коэффициент концентрации Kef.

где А$! и As2 — высота усиления стыкового сварного шва на вогнутой и выпуклой поверхностях ТГК соответственно, изгиб-ное меридиональное напряжение определяют умножением из-

1 — меридиональное напряжение от; 2 — тангенциальные напряжения а$; з и 4— то же из решения частной задачи