4.2.2. Расчет подвеса на мембранах с кольцевыми вырезами
1. Расчет рабочего перемещения.
Величина перемещения S штока направляющей под действием приложенной силы F (рисунок 4.3) определяется из выражения
, (4.1)
где:
F
–
усилие деформации подвеса;
– момент инерции;
МПа – модуль упругости материала
мембраны; h
– толщина мембраны;
;
;
d,
–
параметры мембраны (рисунок 4.2).
При заданных размерах мембраны и требуемой величине перемещения штока S из выражения 1 можно определить требуемое усилие деформации F
(4.2)
Усилие деформации подвеса на 2-х мембранах равно
. (4.3)
Усилие деформации подвеса должно согласовываться с величиной измерительного усилия преобразователя
,
(4.4)
где:
=
2…8 Н – измерительное усилие.
Рисунок 4.3 – Схема подвеса
1 – круглые мембраны, 2 – измерительный шток
2. Расчет наибольшего нормального напряжения в мембране
, (4.5)
где:
– изгибающий момент;
– момент сопротивления;
=160…190
МПа – допускаемое напряжение на изгиб
стали 35Г.
3. Расчет наибольшего касательного напряжения в мембране
, (4.6)
где:
– момент сопротивления одного сечения
перемычки мембраны при кручении;
– крутящий момент; k
=
2 – число мембран; n
= 2 – число перемычек;
= 90…120 МПа – допускаемое напряжение на
кручение.
4.3. Индивидуальные расчетные задания
Исходные данные для расчета мембран представлены в таблице 4.1 и выбираются по последней цифре номера зачетной книжке.
Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета мембраны |
||||||||||
Наименование параметра |
№ варианта |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Наружный диаметр мембраны d1, мм |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
Диаметр d2, мм |
3 |
3,2 |
3,4 |
3,5 |
3,8 |
4 |
4,3 |
4,5 |
4,7 |
5 |
Диаметр d3, мм |
6 |
6,3 |
6,8 |
7,2 |
7,7 |
8 |
8,6 |
9 |
9,5 |
10 |
Диаметр d, мм |
11,8 |
12,4 |
13,2 |
13,8 |
14,5 |
15,2 |
15,6 |
16,2 |
17,2 |
18 |
Толщина мембраны h, мм |
0,1 |
0,1 |
0,11 |
0,11 |
0,12 |
0,12 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,15 |
Перемещение штока мембраны S, мм |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |