Гидравликалық бөліктің түйіндері

Гидравликалық және клапан қорабы, коллектор құймадан немесе нығыздамадан (поковкадан) жасалады. Олар ішкі қысымға ұшырайды және оларға әсер етуші максималь кернеу қалың қабырғалы цилиндрлерге арналған Ляме формуласы бойынша анықталады:

(13.50)

Мұнда - рауалылық пен жегідені ескере максималь ішкі және минималь сыртқы диаметрлер қатынасы.

Ағушылық шегі σ_т және уақытша кернеуі σ_в бойынша беріктік қорлары:

, (13.51)

мұнда к_з – дайындама типін ескеретін коэффициент, (құма – к_з=1,2; нығыздама – к_з=1,0). Сораптың қарқындық желісінде қысым лүпілі 5-7%-дан аспайды, сондықтан көрсетілген бөлшектер төзімділікке есептелмейді.

Егер сорапты бөлшектерінің қызмет мерзімі ішінде жинақтық іске қосу 1000-нан аспаса, онда олар МЕСТ 25859-83 бойынша кіші циклді беріктікке есептелуі мүмкін.

Цилиндр төлкесі, жүктемелеудің лүпілдеуші циклі кезінде жұмыс істейді, сондықтан олар жұқа қабырғалы цилиндр ыдыс сияқты есептеледі. Төлкедегі максималь кернеу:

, (13.52)

мұнда Р_і – диаметрі d_i төлке үшін максималь қысым; s – қабырғаның минималь қалыңдығы; с – ең үлкен рауалы тозу.

Ағушылық шегі бойынша төлкенің рауалы беріктік қоры [п_т]=1,65; уақытша кедергісі бойынша - [п_в]=2,4.

Төлкенің, 400-600 сағат құрайтын, шектеулі қызмет мерзімін ескеріп, ол кіші циклді жүктемелер кезінде беріктікке есептелуі мүмкін.

Шток тұрақтылыққа, иілгіштігі ескеріліп беріктікке, ал екі жақты әрекетті сораптар үшін төзімділікке есептеледі.

Штокқа өстік күшсалмақ сығуға Р_с және созуға Р_р (екі жақты әрекетті сораптар үшін), есептеу сұлбасына сәйкес (13.15-сурет), төмендегі формулалар бойынша анықталуы мүмкін:

, (13.53)

мұнда - поршеньнің ауданы.

13.16-сурет. Штоктың есептік сұлбасы

Ұшы топсалы бекітілген штокты сығымдайтын сынбағалық күшсалмақ:

, (13.54)

мұнда Е, І – материалдың серпімділік модулі және қимасының ең кіші инерция моменті; l_р штоктың есептік ұзындығы; η=π²=9,87 – ұштары топсалы бекітілген штоктарға арналған коэффициент.

Тұрақтылық қоры коэффициенті:

, (13.55)

мұнда [п_у] =3,0-3,5 – болат өзектерге арналған тұрақтылық қорының рауалы қоры.

Ең қауіпті қимасын созатын максималь кернеу:

, (13.56)

мұнда f_min – қиманың ең кіші ауданы.

Сығымдаулы өзекшелер үшін рауалы кернеу қарапайым сығымдауға рауалы кернеу [σ] және штоктың иілгіштігіне λ тәуелді 0,4-тен 1,0-ге дейін өзгеруі мүмкін, кернеу төмендеуі коэффициенті φ арқылы анықталады:

. (13.57)

Штоктың иілгіштігі мына формуламен анықталады:

,

мұнда μ=1- топсалы тіректі шток ұзындығын келтіру коэффициенті;

- шток қимасының еңкіші иенрция радиусы.

Шток иілгіштігі λ 100-110 кемболмауы керек. сапасы жоғарылатылған болаттар үшін λ=100 кезінде φ=0,43.

Екі жақты әрекетті сорап штогі ассиметриялық цикл бойынша өзгеретін күшсалмаққа сыналады және агрессивтік орта әрекетіне ұшырайды.

Төзімділігі бойынша беріктік қоры коэффициенті:

, (13.59)

мұнда - симметриялық цикл кезінде материалдың ауадағытөзімділік шегі; - агрессивтік орта әсерінен төзімділік шегінің тқмендеуін ескеретін коэффициент; - циклдің орташа кернеуі; - цикл амплитудасы; - кернеулер шоғырлануын, өлшемдерін, беттің сапасын ескеретін коэффициент; - цикл ассиметриясы коэффициенті (сораптар үшін етіп анықтауыштардан таңдалған).

Төзімділігі бойынша беріктік қоры коэффициенті 1,2-ден кем болмауы керек.

13.17-сурет. Бұрғылау сорабының клапаны: 1-қақпақ; 2-тығыздаушы элемент; 3-гайка; 4-ершік; 5-бағыттаушы қабырға

Клапан қақпағы шеттерімен еркінтірелген және лүпілдік цикл бойынша әрекет ететін, таралған күшсалмақпен біркелкі жүктемеленген, платина ретінде есептеледі. Максималь кернеуі:

, (13.60)

Мұнда - шетімен еркін тірелген платинаға арналған коэффициент; -қақпақ қабырғасының диаметрі мен қалыңдығы.

Қолданыстағы сораптарда, қақпағы ершікпен бағытауыш және қабырға жиектерімен және маңдайымен өзара әрекеттесетін, жалпақ-конустық тіректік бетті клапандар қолданылады. Бқл тек қақпақ қалыңдығын ғана маңызды азайтып қоймай, сонымен қатар пайда болатын кернеулер мен деформацияны да азайтады.

Төзімділікке беріктік қоры коэффициенті:

. (13.61)

Бекітуші бөлшектер. Шпилькалар, болттар және гайкалар қатайту күшсалмағына сүйене есептеледі. Клапан қақпақшалары мен цилиндрлер радиаль резеңке сақиналармен нығыздалатынын ескере, қақпақша шпилькаларын қатайтудың жинақтың күші жұмысшы сұйықтың қысым күшінен 10-15% артық етіп таңдалады. Шпильканы созу кернеуі:

, (13.62)

мұнда - сәйкесінше қақпақша ауданы мен бұранданың ішкі диаметрімен алынған шпилька қимасының ауданы, п – шпилькалар саны, т_з=1,10-1,15 – қатайту коэффициенті.

Бекітуші бөлшектердің беріктік қорын материалының ағушылық шегі бойынша 2,2-2,5 аралығынан таңдайды.

Жетектік бөлік

Сырғыма (крейцкопф) бұлғаққа түсетін күштің вертикаль құраушысын қабылдайды (13.5-сурет), сырғанау тіректеріндегі түйісу қысымына есептеледі.

Бұлғаққа түсетін максималь күш:

. (13.63)

Сырғыма бағыттаушыларына берілетін вертикаль құраушысы N.

. (13.64)

Сырғыманың тіректік бетіндегі түйісу қысымы:

, (13.65)

мұнда b, l – сырғыма жапсырмаларының ені мен ұзындығы; МПа – рауалы түйісу қысымы.

Сырғыма саусағы кесілуге, иілуге және түйісу беріктігіне есептеледі. Түйісу қысымы 12 МПа-дан артық болмауы керек.

Бұлғақ, шток сияқты, өстік күшсалмаққа беріктігіне және тұрақтылыққа тексеріледі. Тұрақтылық қоры коэффициенті 7-ден кемболмауы керек.

Бұрғылау сораптарының түптік білігі эксцентрик түрінде жасалған және бұлғақ жағынан уақыт бойынша өзгеретін күшсалмақтар және тісті беріліс жағынан реакциялар әсер ететін, екі тіректі арқалық сияқты. Білік қимасына оның айналу бұрышына тәуелді өзгереиін кесуші күш, июші және бұраушы моменттер әсер етеді. Білік беріктікке, төзімділікке және қаттылыққа есептеледі.