4.3.2. Расчёт на прочность конструктивных элементов гидромолота

4.3.2.1. Корпус мультипликатора

Корпус мультипликатора рассчитывается на номинальное рабочее давление =19 МПа. Размеры корпуса (см. рис. 4.14): диаметр внутренний = 160 мм; диаметр наружный = 190 мм; толщина стенки = 15 мм. Материал корпуса – сталь 20 с пределами текучести и прочности и .

Напряжение при номинальном давлении рассчитывается по формуле, МПа:

, (4.1)

.

Рис. 4.14. Конструктивная схема мультипликатора:

1 – гайка; 2 – дно; 3 – корпус; 4 – шток поршня;

5 – поршень; 6 – фланец; 7 – крышка

Допускаемое напряжение принимается меньшим из следующих двух значений:

; (4.2)

, (4.3)

где = 1,5 – запас прочности по пределу текучести;

= 2,6 – запас прочности по временному сопротивлению.

МПа; , МПа.

Напряжение в корпусе должно быть меньше допускаемого, за которое принимается .

, МПа

Радиальная деформация корпуса в средней части по внутренней поверхности при номинальном давлении для оценки возможного увеличения зазора между поршнем и корпусом приближенно определяется по формуле, м:

, (4.4)

где – модуль упругости для стали( );

– расчётный зазор между поршнем и корпусом;

– отношение внешнего и внутреннего диаметров ( );

– коэффициент Пуассона ( = 0,3).

Значение при посадках типа или составляет согласно табличным данным,

м;

м;

.

4.3.2.2. Дно

Напряжение в дне определяется по формуле, МПа:

, (4.5)

где − коэффициент, зависящий от конструкции дна и цилиндра (принимается равным 0,45);

−расчётный диаметр дна ( = 0,16 м);

−толщина дна (принимается равной 0,03 м);

= 0,85 − коэффициент, учитывающий ослабление дна одним центральным отверстием , при условии, что 0,35 0,75 ( = 0,065 м).

;

.

Материал дна – сталь 20 с и . Допускаемые напряжения по (4.2) и (4.3), МПа:

; .

Принимаем наименьшее значение допускаемого напряжения. Действующее напряжение меньше допускаемого:

.

4.3.2.3. Поршень

Поршень изготовлен в виде круга, переходящего в трубу диаметром = 68 мм с толщиной стенки = 16 мм и внутренним диаметром 36мм. При таких геометрических размерах прочность трубы поршня заведомо обеспечивается, так как действующее на неё давление такое же по величине, как и действующее на корпус мультипликатора, диаметр которого значительно превышает диаметр трубы поршня при той же толщине стенки, а материал, из которого изготовлен поршень, − сталь 20, обладает достаточной прочностью. Принимая во внимание изложенное, проверяется на прочность только дно поршня.

Напряжение в дне определяется по формуле, МПа:

,

где = 1 ввиду отсутствия элементов, ослабляющих дно поршня;

,

где − толщина дна поршня ( = 24 мм);

− коэффициент концентрации напряжений ( =1,15).

м.

.