CC BY
29
Секция «Проектирование машин и робототехника»
значений aii и pii и аппроксимируем их математическими зависимостями, соответствующими полям парных корреляций для искомых функций. Для нахождения более точного и универсального решения переходим к относительным параметрам, принимая в качестве линейной единицы измерения постоянный размер базы механизма A1 = 1.
Вводя относительные переменные:
Bi = BL; Ц = XAl
A A
и выбирая в качестве обобщенной координаты X1, что равносильно перемещению поршня 1-й секции
гидроцилиндра, так как X1 -X = const, а, следова-• •
тельно, и X1 = X, опишем кинематику плоскорычажного механизма, используя передаточные отношения его звеньев 1, 2, 3.
,12( X1)=a_=±. iaL;
u XX1 A dX1
, (X) =P1 =1
гз,2( X 1) =~T = ~T'
XX A1 dX1
(3)
Используя решения для передаточных функций имеем
i12 (Л1) =
1
1 - B,2 - Х1
A
X1
Х12-(1 -B12j • (1 + B12j-x1
i32 (x1) = - '
A1
2 • x1
X12-(1 -B12j • (1 + B12j
11 + B12 j-X12
(4)
и искомые функции кинематического положения механизма будут определены в результате интегрирования приведенных ниже зависимостей:
a
1( X1)
"ших = i
—2 —2
1 - B1 - X1
X1 •
rdx;
P1( X1) = 2 i
X12 -(1 - B12 j
X1
(1 + Bi2 j- X12
X1
—2/ —2]
X1 -|1 - B1
j • (1 + B12 j-X12
dx; (5)
Для определения нагружающего усилия 82 рассуждения аналогичны. Аналогичным способом, проводя разбиения механизмов на элементарные звенья можно произвести анализ и синтез плоскорычажных механизмов любой сложности. Вычисление значений определенных интегралов (5) производится с помощью стандартной подпрограммы рЛЯТ из пакета 88Р прикладных программ на Фортране. Приведенная методика определения функций нагрузочного режима гидропривода грузоподъемных механизмов, использующая их относительные размеры и передаточные функции, позволяет находить переменные по рабочему ходу исполнительных гидроагрегатов функции весовых и инерционных нагрузок, что позволяет использовать универсальную имитационную модель и программное обеспечение без дополнительного редактирования и последующей трансляции, что в итоге позволяет сократить сроки проектирования и повысить качество принимаемых проектных решений.
Библиографические ссылки
1. Ереско А. С., Ереско С. П. и др. Фронтальный погрузчик Патент Российской Федерации № 2195276 от 25.10.2002. Опубл. 20.09.2003. Бюлл. № 26. 4 с.
2. Ереско А. С. Имитационная математическая модель усовершенствованного гидропривода грузоподъёмных механизмов. Вестник НИИ СУВПТ : сб. науч. тр. ; под ред. Н. В. Василенко ; НИИ СУВПТ. Красноярск, 2003. Вып. 14. С. 257-261.
© Ереско А. С., 2012
УДК 658.512.22
В. С. Ереско Научный руководитель - Т. Т. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗМЕРОВ ПОСАДОЧНОГО ГНЕЗДА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЙ СЛОЖНОГО СЕЧЕНИЯ
Представлена методика разработки параметрических моделей уплотнительных манжет, основанная на использовании размеров посадочного гнезда в уплотнительных узлах гидрофицированных машин.
В настоящее время разработка уплотнений сложного сечения уплотнительных узлов гидрофицированных машин не является приоритетной задачей, так как практически всегда в гидроцилиндрах достаточно места для размещения того или иного уплотнительного узла, а сами уплотнения сложного сечения описаны в ГОСТ.
Если задача уплотнения неподвижного соединения, например, резиновым кольцом, решается подбором кольца подходящего диаметра и сечения, то с манжетным уплотнителем подвижного соединения возникает проблема компенсации гидродинамического давления возникающего при относительном
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
перемещении уплотняемых деталей.
На рис. 1. приведен пример герметизации подвижных соединений гидроцилиндра с использованием манжетных уплотнителей по ГОСТ 14896-84. Если при установке уплотнения в шток гидроцилиндра возможно его увеличение без потери технологичности устройства, то при установке манжетного уплотнения на поршень гидроцилиндра создается опасное сечение в поршне гидроцилиндра, которое может под действием нагрузки не выдержать изгибающего момента, возникающего в гидроцилиндре.
75,75°
Рис. 1. Уплотнительные узлы.
а - поршневое уплотнение; б - штоковое уплотнение
При рассмотрении данной проблемы возникает необходимость разработать такое уникальное манжетное уплотнение, которое не регламентировано указанным выше ГОСТом. Такое уплотнение должно обеспечивать, как защиту от протечек гидроцилиндра, так и гарантировать запас прочности гидроцилиндра на изгиб и не влиять на технологичность устройства в целом.
В ГОСТ 14896-84 описываются параметры манжет уплотнительных от 12x4 мм (цилиндр/шток) до 540x500 мм, но для применения их в варианте установки, на рис. 1, а размеры поперечного сечения их должны варьироваться, чтобы соответствовать необходимым параметрам технологичности гидроцилиндра.
Чтобы начать проектирование такого уплотни-тельного узла необходимо создать модель заготовки для определения необходимого объема материала. Каждый материал, используемый для создания уплотнений, имеет свою степень усадки, причем по ГОСТ это значение округляется до миллиметра, что создает недопустимые погрешности при отливке уплотнений.
Исходя из этих установок, создадим модель манжеты по ГОСТ 14896-84 - 70x55, как показано на рис. 2, а. Полный угол раскрытия данной манжеты составляет 75 градусов, что при ее высоте составляет 13,5 мм. Коэффициент усадки резины ИРП 3012 составляет 1,5 %. Допустим, требуется установить такую манжету в посадочное гнездо глубиной не более 6 мм, но в данном ГОСТ не имеется манжеты с установочными размерами 6 мм, для данного диаметра цилиндра.
б
Рис. 2. Манжета уплотнительная а - по ГОСТ 14896-84; б - уникальная
Следовательно, необходимо создать трехмерную модель заготовки манжеты, чтобы после, исходя из объема детали, вычислить требуемые размеры пресс-формы с учетом усадки материала. Следует отметить, что угол раскрытия манжеты не изменяется при изменении посадочного размера манжеты и, следовательно, эти изменения не коснутся баланса гидродинамического давления в гидроцилиндре, что не повлияет на его эксплуатационные характеристики.
После этих операций мы получаем параметрическую модель манжеты, и пресс-формы для манжеты для производства конструкторской документации.
Изложенная методика проектирования герметизирующих деталей гидроагрегатов позволяет повысить степень свободы проектировщика гидроагрегата в части оптимизации габаритно-массовых параметров гидроагрегата, что особенно актуально в авиастроении и пи создании малогабаритной строительной техники и гидрофицированного инструмента.
© Ереско В. С., 2012
а
