Войти
Проект-Технарь
Справ конструктора
В этом разделе размещены статьи и учебные материалы
необходимые для вас расчёты, графики, примеры, чертежи и схемы
Также на нашем сайте Вы можете скачать дипломную работу,
курсовую работу, конструкторскую работу, чертежи
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, help@studiplom.ru
Меню


Силовой расчёт отсечного клапана ч.2

Начало тут...

Положение 3 – рабочее давление подано на золотник, давление управления в патрубке 3 отсутствует, в патрубок 4 подано, клапан в положении «закрыто»:
- пружина сжата и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F1);
- резиновое кольцо поз. 7, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F2*), её направление противоположно, направлению движения;
- резиновое кольцо поз. 8, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F3), её направление противоположно, направлению движения;
- сильфон поз. 1 находится в свободном состоянии (F4);
- на поршень поз. 5 действует сила, от управляющего давления со стороны полости Б, толкающая его вниз (F8);
- на сильфон действует сила, от давления рабочей среды, в направлении открытия клапана (F9);
- на золотник действует сила, от давления рабочей среды со стороны полости В, в направлении закрытия клапана (F10);
- при опирании золотника поз. 1 на седло корпуса поз. 2 возникает уравновешивающая реакция (R3). Таким образом, для положения 3 можно записать следующее уравнение равновесия (проекция на вертикальную ось):

– F1 + F2* + F3 – F4 – F8 + F9 – F10 + R3 = 0 (3)

При этом, для обеспечения герметичности клапана реакция R3 должна быть не ниже определённой величины, которая будет рассчитана ниже.

Положение 4 – рабочее давление подано на золотник, давление управления в патрубок 3 подано, в патрубке 4 отсутствует, клапан в положении «открыто»:
- пружина сжата и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F5);
- резиновое кольцо поз. 7, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F2*), её направление противоположно, направлению движения;
- резиновое кольцо поз. 8, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F3*), её направление противоположно, направлению движения;
- сильфон поз. 4 сжат и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F6);
- на поршень поз. 5 действует сила, от управляющего давления со стороны полости А, толкающая его вверх (F7);
- на сильфон действует сила, от давления рабочей среды, в направлении открытия клапана (F9).
- при опирании поршня поз. 5 на корпус поз. 6 возникает уравновешивающая реакция (R4).

Таким образом, для положения 3 можно записать следующее уравнение равновесия (проекция на вертикальную ось):

– F5 – F2* – F3* – F6 + F7 + F9 – R4 = 0 (4)

Положение 5 – рабочее давление подано под золотник, давление управления в патрубке 3 отсутствует, в патрубок 4 подано, клапан в положении «закрыто»:
- пружина сжата и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F1);
- резиновое кольцо поз. 7, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F2*), её направление противоположно, направлению движения;
- резиновое кольцо поз. 8, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F3), её направление противоположно, направлению движения;
- сильфон поз. 4 находится в свободном состоянии (F4);
- на поршень поз. 5 действует сила, от управляющего давления со стороны полости Б, толкающая его вниз (F8);
- на золотник действует сила, от давления рабочей среды со стороны полости Г, в направлении открытия клапана (F11);
- при опирании золотника поз. 1 на седло корпуса поз. 2 возникает уравновешивающая реакция (R5).

Таким образом, для положения 3 можно записать следующее уравнение равновесия (проекция на вертикальную ось):

– F1 + F2* + F3 – F4 – F8 + F11 + R5 = 0 (5)

При этом, для обеспечения герметичности клапана реакция R5 должна быть не ниже определённой величины, которая будет рассчитана ниже.

Положение 6 – рабочее давление подано под золотник, давление управления в патрубок 3 подано, в патрубке 4 отсутствует, клапан в положении «открыто»:
- пружина сжата и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F5);
- резиновое кольцо поз. 7, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F2*), её направление противоположно, направлению движения;
- резиновое кольцо поз. 8, являющееся уплотнением поршня поз. 5, создаёт силу трения (F3*), её направление противоположно, направлению движения;
- сильфон поз. 1 сжат и создаёт усилие в направлении закрытия клапана (F6);
- на поршень поз. 5 действует сила, от управляющего давления со стороны полости А, толкающая его вверх (F7);
- на сильфон действует сила, от давления рабочей среды, в направлении открытия клапана (F9).
- при опирании поршня поз. 5 на корпус поз. 6 возникает уравновешивающая реакция (R6). Таким образом, для положения 3 можно записать следующее уравнение равновесия (проекция на вертикальную ось):

– F5 – F2* – F3* – F6 + F7 + F9 – R6 = 0 (6)


Перечень используемых обозначений:

Величина предварительного поджатия пружины поз. 3 – S1.
Средний диаметр пружины поз. 3 – D.
Диаметр проволоки пружины поз. 3 – d.
Число рабочих витков пружины поз. 3 – n.
Модуль сдвига материала пружины поз. 3 – G.
Поправочный коэффициент Вуда - К2.
Индекс пружины поз. 3 – i.
Жёсткость всей пружины поз. 3 – с.
Жёсткость одного витка пружины поз. 3 – с1.
Средний диаметр кольца поз. 7 – D1.
Диаметр сечения кольца поз. 7 – d1.
Высота канавки под кольцо поз. 7 – h1.
Коэффициент трения резины по стали – µтр.
Модуль упругости резины – Е.
Напряжения, возникающие на поверхности соприкосновения кольца поз. 7 с уплотняемой поверхностью - σ1.
Средний диаметр кольца поз. 8 – D2.
Диаметр сечения кольца поз. 8 – d2.
Высота канавки под кольцо поз. 8 – h2.
Напряжения, возникающие на поверхности соприкосновения кольца поз. 8 с уплотняемой поверхностью – σ2.
Деформация пружины поз. 3 в рабочем положении - S2.
Жёсткость сильфона поз. 4 – с2.
Величина сжатия сильфона – S3.
Диаметр поршня загерметизированный резиновым кольцом поз. 7 – D3.
Диаметр поршня загерметизированный резиновым кольцом поз. 8 – D4.
Эффективная площадь сильфона – А.
Внешний диаметр уплотнения – D5.
Внутренний диаметр уплотнения – D6.
Удельное давление в уплотнении необходимое для герметичности клапана – qнеобх.
Удельное давление в уплотнении от реакции R3 – q1.
Удельное давление в уплотнении от реакции R5 – q2.
Коэффициент, учитывающий влияние рабочей среды – m.
Коэффициент, учитывающий влияние материалов в уплотнении – а.
Коэффициент, учитывающий влияние материалов в уплотнении – k.
Ширина уплотнения – b.

Исходные данные необходимые для расчёта:

Величина предварительного поджатия S1 = 15 мм;
Средний диаметр пружины D = 24 мм;
Диаметр проволоки d = 4,01 мм;
Число рабочих витков пружины n = 5;
Модуль сдвига материала пружины G  = 68500 МПа.
Коэффициент трения резины по стали µтр = 0,6;
Модуль упругости резины Е = 4 МПа;
Средний диаметр кольца D1 = 53,5 мм;
Диаметр сечения кольца d1 = 2,5 мм;
Высота канавки под кольцо h1 = 2 мм.
Средний диаметр кольца D2 = 22 мм;
Диаметр сечения кольца d2  = 2,5 мм;
Высота канавки под кольцо h2 = 2 мм.
Диаметр поршня загерметизированный резиновым кольцом поз. 7 D3 = 56 мм;
Диаметр поршня загерметизированный резиновым кольцом поз. 8 D4 = 24 мм;
Эффективная площадь сильфона А = 4,24 см2 (в соответствии с ГОСТ 21744-83).
Внешний диаметр уплотнения D5 = 25,5 мм;
Внутренний диаметр уплотнения D6 = 20 мм;
Коэффициент, учитывающий влияние рабочей среды m = 0,15.
Коэффициент, учитывающий влияние материалов в уплотнении а = 18.
Коэффициент, учитывающий влияние материалов в уплотнении k = 9.
Ширина уплотнения b = 2,75 мм.

Продолжение...
Часть 1

Часть 3

Автор статьи Васильев Павел