Научная статья на тему 'К вопросу определения контактного давления в улотнительных узлах'

К вопросу определения контактного давления в улотнительных узлах Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
202
905
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Воеводин Владимир Васильевич, Буялич Константин Геннадьевич

Излагаются результаты определения контактного давления в уплотнительных узлах гидростойки механизированной крепи М130.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу определения контактного давления в улотнительных узлах»

58

В.В. Воеводин, К. Г.Буялич

УДК 622.284.54:622.285

В.В. Воеводин, К. Г.Буялич

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНОГО ДАВЛЕНИЯ В УЛОТНИТЕЛЬНЫХ УЗЛАХ

Манжетой называют уплотнительное кольцо сложного сечения, изготовленное из упругого материала, имеющее выступающие рабочие элементы, за счет изгиба и прижатия которых к поверхности сопряженной детали, обеспечивается контакт в уплотнении, которые предназначены для уплотнения штоков плунжеров и поршней силовых гидроцилиндров, работающих в режиме возвратно-

поступательного движения с рабочими жидкостями типа минеральных масел и водомасляных эмульсий[1, 2].

Определение контактного давления в уплотнительных узлах позволяет в дальнейшем, опираясь на полученные значения напряжений, определить

износ уплотнения при его трении о стенки гидроцилиндра.

В работе рассмотрен расчёт уплотнения поршня силового гидроцилиндра на примере манжеты ГОСТ 14896-84 (рис. 1). Расчёт основан на методике, изложенной в работе [3].

На первом этапе создается плоская геометрическая модель уплотнения и граничащих с ним

стенок гидроцилиндра и штока.

Затем выбирается элемент для создания сетки конечных элементов материала уплотнения и задаются его гипер-эластичные свойства.

На третьем этапе создаются контактные пары для имитации взаимодействия манжеты со стенками поверхности рабочего цилиндра 2 (поверхность

ABCDE на рис. 2) и с внутренней поверхностью канавки

тирующая рабочий цилиндр, смещается в горизонтальном направлении до диаметра Б, а внутренняя поверхность канавки поршня до диаметра ^ При этом перемещения происходят навстречу друг другу до нужного зазора между ними, значение которого определяется допусками и посадками (для диаметра 200 мм минимальный зазор составляет 0,025 мм). Во всех ос-

Размеры манжеты

Б, мм 4 мм Н, мм В, мм Ь, мм

200 180 10 14 9,5

поршня 1 (поверхность EFGg). При этом задаётся коэффициент трения, численное значение которого составляет 0,05. Для поверхностей гидроцилиндра и штока задаётся абсолютно жёсткий материал.

При установке манжеты в гидроцилиндр возникают её предварительные напряжения и деформации. Для моделирования этих условий стенка, ими-

тальных направлениях перемещения запрещаются.

Внутренние напряжения манжеты, возникающие при её взаимодействии с цилиндром и поршнем после сборки гидродомкрата, представлены на рис. 3, а, а контактные напряжения на рис. 3, б, из которых следует, что максимальное контактное напряжение составляет

0,39 МПа.

Горные машины и комплексы

59

.Э02315|

.795437

і

2.02а

IV!

л

0 572733 1.145

1.71В

2.291

2.864

Э.4Э6

4.009

4.562

б

Рис 4. Эквивалентные по Мизесу (а) и контактные (б) напряжения манжеты при давлении рабочей

жидкости 5 МПа

а

На заключительном этапе моделируется давление жидкости с помощью распределённой нагрузки, которая воздействует на манжету по поверхности Abcdefg (рис. 2).

Для значения этой распределённой нагрузки в 5 МПа внутренние напряжения пред-

ставлены на рис. 4, а, а контактные напряжения на рис. 4, б.

Из эпюры контактных напряжений определяем участок поверхности рабочей кромки манжеты с максимальным контактным напряжением. Максимальное значение контактного напряжения при действующем

давлении жидкости и заданном зазоре между внутренней поверхностью канавки поршня и поверхностью рабочего цилиндра составляет 5,155 МПа.

Опираясь на полученные результаты расчета, можно определить долговечность манжеты и потери на трение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Комиссар А.Г. Уплотнительные устройства опор качения: Справочник. -М.: Машиностроение, 1980 -192 с.

2. Справочник механика угольной шахты // А.И. Пархоменко, В.И. Остапенко и др. -М.: Недра, 1985. -448с.

3. Буялич К.Г. Расчёт манжеты для уплотнения поршня силового гидроцилиндра // Информационные недра Кузбасса: Тр. III регион. науч.- практич. конф. - Кемерово: Изд-во ИНТ, 2004. - С. 268-269.

□ Авторы статьи:

Воеводин Владимир Васильевич

- ст.преп. каф. горных машин и комплексов

Буялич

Константин Геннадьевич

- программист Центра новых информационных технологий

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.