Задание

1. Используя указанные исходные данные, по формуле (1.1) вычислить толщину стенки трубопровода δ_р.

2. Выбрать предел прочности стали (R_m) и коэффициент запаса прочности (п) по своему варианту.

3. Рассчитать δ_ок по уравнению (1.2). Потери толщины на коррозию не учитывать.

4. Ответить на контрольные вопросы, используя материалы лекционного курса.

5. Представить отчет по выполненному практическому занятию.

Контрольные вопросы

1. Каково основное назначение трубопроводов?

2. Какие бывают типы трубопроводов и какие функции выполняют трубопроводы каждого типа?

3. Из каких материалов изготавливают трубопроводы?

4. Каково основное условие нахождения толщины стенки трубопровода?

5. Какие значения принимает коэффициент запаса прочности материала трубопровода разрыву и при каких условиях?

6. Какие значения минимального минусового допуска принимают для бесшовных стальных труб диаметром менее 130 мм?

7. Какова последовательность действий при расчете толщины стенки трубопровода?

8. Каким образом и из каких материалов обычно изготавливают стальные трубы для последующей сборки трубопроводов высокого давления?

9. Какими значениями предела прочности на разрыв обычно обладает материал для изготовления труб для сборки трубопроводов?

10. Как учитывают возможные неточности при изготовлении стальных труб для трубопроводов?

Практическое занятие 2

Определение основных параметров гидравлического цилиндра Теоретические сведения

Гидравлическим цилиндром называется:

– приспособление, преобразующее энергию давления рабочей жидкости в работу поступательного перемещения твердого тела;

– объемный гидравлический двигатель, в котором ведомое звено (шток, поршень, плунжер) совершает ограниченное возврат­но-пос­ту­па­тель­ное движение.

Гильзы цилиндров изготавливают из стальных бесшовных горяче­катаных труб марки ст. 35 или 45 или легированных сталей 30ХГСА или 12Х18Н9Т, алюминиевого сплава Д16Т. Внутренние поверхности обраба­тывают с допуском Н8. Отклонение от формы цилиндра огра­ничено полем допуска на диаметр. Шероховатость поверхности Ra = 0,10 мкм получают хонингованием или обкаткой шариками или ролика­ми.

Гильза – самая трудоемкая в изготовлении деталь гидроцилиндра (рис. 2.1). Стоимость гильзы составляет до 30 % от стоимости всего гидроци­линдра. Надежная работа гидроцилиндра, точность перемеще­ния исполнительного элемента, усилие на штоке поршня определяются силой трения уплотнения поршня о внутреннюю (рабочую) поверхность гильзы.

Рис. 2.1. Схема поршневого гидроцилиндра: 1 – поршень; 2 – шток; 3 – уплотняющая втулка; 4 – гильза гидроцилиндра; 5 – патрубок ввода/ вывода рабочей жидкости; F – усилие; p – давление рабочей жидкости в цилиндре; S – площадь зеркала поршня; D – внутренний диаметр гильзы (диаметр поршня); L_п – длина поршня; Δ – ход штока/поршня; поршень показан смещенным от крайнего положения

Внутреннюю поверхность цилиндра покрывают отвердевающей мало­вязкой полимерной композицией (на основе акриловых или эпок­сидных смол). Эксплуатация цилиндров с полимерным покры­тием показала, что стойкость к износу не уступает износостойкости металлических цилиндров, а износостойкость резиновых уплотнений увеличена в 7–10 раз. Скорость скольжения поршня ограничена и определена температурой стеклования (раз­мягчения) полимера.

Другой тип гидравлического цилиндра – плунжерный (рис. 2.2).

В плунжерных гидроцилиндрах нет поршня, а как под­вижное звено используется шток, который может развивать усилие только в одном направлении. Для его возврата в исходное положение нужна какая-либо внешняя сила. Плунжерные ци­линдры просты в изготовлении, так как обработке подлежит лишь поверхность направляющей втулки. Не­обходимость в точной обработке зеркала внутренней поверхности цилин­дра отпадает. Это особенно важно при эксплуатации гидравлических систем, использующих в качестве рабочей жидкости воду или эмульсию, поскольку износ ци­линдров, работающих на воде, особенно интенсивен.

Рис. 2.2. Схема плунжерного гидроцилиндра: 1 – плунжер; 2 – гильза; 3 – рабочая жидкость; 4 – патрубок ввода/вывода рабочей жидкости

Плунжерные гидроцилиндры рекомендуют применять при перемещении штока более 800 мм, и в металлургиче­ских машинах плунжерные гидроцилиндры занимают особое место.

Для исключения провисания конца плун­жера и его задирания о стенки корпуса в конструкции длинноходового плунжерного гидроци­линдра применяют дополнительную опору в виде ролика.

Исходные данные:

‑ требуемое перемещение рабочего элемента металлургической машины (ход поршня) Δ = 1,2 м;

‑ максимальное усилие, приложенное к рабочему элементу:

Номер по списку	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Усилие, кН	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100

‑ давление, развиваемое насосной станцией, p = 200 кПа;

‑ требуемые расчетные формулы не приведены, так как они относятся к элементарной математике и геометрии.