Zobrazení:105 Autor:Editor webu Čas publikování: 2020-06-09 Původ:Stránky
Ve snaze zmírnit problém nedostatku vybavení v našich laboratořích ve většině našich vyšších institucí byla 30tunová hydraulický lis byla navržena, vyrobena a testována s použitím materiálů z místních zdrojů.Mezi hlavní parametry konstrukce patřilo maximální zatížení (300 kN), vzdálenost, o kterou se musí odpor zátěže posunout (zdvih pístu, 150 mm), tlak v systému, plocha válce (průměr pístu = 100 mm) a objemový průtok. pracovní tekutiny.Mezi hlavní součásti navrženého lisu patří uspořádání válce a pístu, rám a hydraulický okruh.Stroj byl testován na výkon se zatížením 10 kN zajišťovaným dvěma tlačnými pružinami o konstantních 9 N/mm, z nichž každá byla uspořádána paralelně mezi horní a dolní deskou a bylo shledáno jako vyhovující.ocelový šroub upevněný na spodní desce hydraulického lisu je vystaven vysokým rázovým silám.tento šroub má hlavní průměr 14 mm a rozteč 2 mm.je dlouhá 300 mm a matice nese nárazovou energii 4500 n-mm.použitý šroub je znázorněn na obrázku 1b.závit se řeže na celý průměr 14 mm.pomocí principů dfm navrhněte lepší šroub, který může snížit napětí v oblasti kořene na 245 mpa ze standardního napětí v oblasti kořene 290 mpa.ukázat výpočty.
Vývoj inženýrství v průběhu let byl studiem hledání stále účinnějších a pohodlnějších prostředků pro tlačení a tahání, otáčení, tlačení a ovládání zátěže v rozsahu od několika kilogramů až po tisíce tun.K dosažení tohoto cíle se široce používají lisy.
Lisy, jak je definoval Lange, jsou obráběcí stroje vyvíjející tlak.Lze je rozdělit do tří hlavních kategorií: hydraulické lisy, které pracují na principu hydrostatického tlaku, šnekové lisy, které používají k přenosu síly šneky, a mechanické lisy, které k přenosu energie využívají kinematické propojení prvků.
V hydraulickém lisu se vytváření síly, přenos a zesílení dosahuje pomocí kapaliny pod tlakem.Kapalný systém vykazuje vlastnosti pevné látky a poskytuje velmi pozitivní a tuhé médium přenosu energie a zesílení.V jednoduché aplikaci přenáší menší píst tekutinu pod vysokým tlakem do válce s větší plochou pístu, čímž se síla zesiluje.Je zde snadná přenositelnost velkého množství energie s prakticky neomezeným zesílením síly.Má také velmi nízký setrvačný účinek.
Typický hydraulický lis se skládá z čerpadla, které poskytuje hnací sílu pro kapalinu, kapaliny samotné, která je médiem přenosu síly prostřednictvím hydraulických trubek a konektorů, ovládacích zařízení a hydraulického motoru, který přeměňuje hydraulickou energii na užitečnou práci v místě. zátěžové odolnosti.
Hlavní výhody hydraulických lisů oproti jiným typům lisů spočívají v tom, že poskytují pozitivnější odezvu na změny vstupního tlaku, sílu a tlak lze přesně řídit a celá velikost síly je k dispozici během celého pracovního zdvihu lisu. cestování berana.Hydraulické lisy jsou preferovány tam, kde je vyžadována velmi velká jmenovitá síla.
Hydraulický lis je neocenitelným vybavením v dílnách a laboratořích zejména pro operace lisovacích tvarovek a pro deformaci materiálů, jako jsou procesy tváření kovů a testování pevnosti materiálu.Pohled do dílny v Nigérii prozrazuje, že všechny takové stroje jsou do země dováženy.Proto je zde zamýšleno navrhnout a vyrobit lis, který je levný a hydraulicky ovládaný s použitím materiálů z místních zdrojů.Pomůže to nejen získat zpět ztracené peníze ve formě deviz, ale posílí úroveň naší místní technologie ve využívání přenosu výkonu hydraulické kapaliny.
Fluidní energetické systémy jsou navrženy podle cíle.Primárním problémem, který je třeba vyřešit při návrhu systému, je převedení požadovaného výkonu systému do hydraulického tlaku systému.
Obr. 1. Schéma hydraulického lisu.objemový průtok a sladění těchto charakteristik s dostupným vstupem do systému pro udržení provozu.
Mezi základní parametry konstrukce patřilo maximální zatížení (300 kN), vzdálenost, o kterou se musí odpor zátěže posunout (zdvih pístu, 150 mm), tlak v systému, plocha válce (průměr pístu = 100 mm) a objemový průtok. pracovní tekutiny.Mezi kritické komponenty, které vyžadují konstrukci, patřily hydraulický válec, rám, hydraulický okruh (obr. 1).
2.1. Návrh součásti
● Hydraulický válec:
Hydraulické válce jsou trubkové konstrukce, ve které píst klouže, když je do něj vpuštěna hydraulická kapalina.Konstrukční požadavek zahrnuje minimální tloušťku stěny válce, koncovou krycí desku, tloušťku příruby a specifikaci a výběr počtu a velikostí šroubů.Výstupní síla potřebná od hydraulického válce a hydraulický tlak dostupný pro tento účel určují plochu a vrtání válce a minimální tloušťku stěny.
● Koncová krycí deska válce:
Tloušťka T koncové krycí desky, která je po obvodu podepřena šrouby a vystavena vnitřnímu tlaku rovnoměrně rozloženému po ploše, je dána rovnicí.(2) od Khurmiho a Gupty (1997), jako: T = KD(P/δt) 1/2, (2) kde: D = Průměr koncové krycí desky (m), 0,1;K = koeficient v závislosti na materiálu desky, 0,4, od Khurmi a Gupta (1997);P = Vnitřní tlak kapaliny (N/m2), 38,2;δt = Přípustné návrhové napětí krytu.materiál desky, 480 N/m2 ;ze kterého byla získána tloušťka desky 0,0118 m.
● Šroub:
Kryt válce může být zajištěn pomocí šroubů nebo svorníků.Možné uspořádání pro zajištění krytu šrouby je znázorněno na obr. 2. Abychom našli správnou velikost a počet šroubů n, které mají být použity, je třeba použít následující rovnici.(3) bylo použito podle Khurmiho a Gupty (1997): (πDi 2/4) P = (πdc 2/4) δtbn, (3) kde;P = Vnitřní tlak kapaliny (N/m2);Di = vnitřní průměr válce (m);dc = Průměr jádra šroubu (m), 16 × 10-3 m;δtb = přípustná pevnost v tahu šroubu.
Pokud je známa velikost šroubu, lze počet šroubů vypočítat a naopak.Pokud je však hodnota n získána.výše je liché nebo zlomkové, pak se použije nejbližší vyšší sudé číslo.Počet šroubů byl vypočten na 3 108, proto byly vybrány čtyři šrouby.Těsnost spoje mezi válcem a koncovou krycí deskou závisí na obvodové rozteči Dp šroubu, která byla získána jako 0,0191 m z rov.(4): Dp = Di + 2t +3Dc, (4) kde: t = tloušťka stěny válce (m), 17 × 10-3.
● Příruba válce:
Konstrukce příruby válce je v podstatě k získání minimální tloušťky tf příruby, která může být určena z uvažování o ohybu.Působí zde dvě síly, jedna způsobená tlakem kapaliny a druhá, která má tendenci oddělit přírubu v důsledku těsnění, kterému je třeba odolat napětím vytvářeným ve šroubech.Síla snažící se oddělit přírubu byla vypočtena na 58,72 kN z rov.(5): F = (π/4)D1 2 P, (5) kde: D1 = vnější průměr těsnění, 134 × 10-3 m.
● Určení tloušťky příruby:
Tloušťku příruby tf lze získat uvažováním ohybu příruby kolem úseku AA, což je úsek, podél kterého je příruba v ohybu nejslabší (obr. 3).Toto ohnutí je způsobeno silou ve dvou šroubech a tlakem kapaliny uvnitř válce.
Proto Eq.(6) poskytl tloušťku příruby 0,0528 m: tf = (6M)/(b5f), (6) kde: b = šířka příruby v místě AA, 22,2 x 10-3 m;δf = Smykové napětí materiálu příruby, 480N/m2 ;M = Výsledný ohybový moment, 5 144,78 Nm.
● Píst:
Požadovaná velikost sloupku pístnice nezbytná k udržení působícího zatížení a která je v zákrytu se středovou osou vrtání válce je ovlivněna pevností materiálu pístnice, silou působící na sloupek pístnice v komprese, montážní situace samotného válce a zdvih, na který má působit zatížení.
Postup pro výpočet velikosti sloupku pístnice a délky válce za podmínek koncového tahu byl proveden za použití postupu navrženého Sullivanem.Tím byla velikost pístnice o průměru nejméně 0,09 m považovány za vhodné pro design.
● Výběr těsnění:
Těsnění se používají k zabránění vnitřních a vnějších úniků v systému za různých provozních podmínek tlaku a rychlosti.Zvolené statické těsnění využívá k ovlivnění těsnění princip drážky a kroužku.Vypočítá se rozměr drážky tak, že vybraný kroužek Oring má být stlačen o 15-30 % v jednom směru a rovný 70-80 % volného průměru průřezu.Problémem při výběru statického těsnění je specifikovat drážku tak, aby bylo možné stlačit O-kroužek v jednom směru a rozšířený v jiném, Proto;pro těsnění byl specifikován rozměr drážky 4 mm × 3 mm.
Rám poskytuje montážní body a udržuje správnou relativní polohu jednotek a dílů na něm namontovaných po dobu provozu za všech specifikovaných pracovních podmínek.Poskytuje také obecnou tuhost stroje (Acherkan 1973).Při návrhu se uvažuje o přímém tahu působícím na pilíře.Ostatní prvky rámu, jako jsou desky (jako v našem případě), jsou namáhány jednoduchým ohybem.
● Deska:
Horní a spodní desky poskytují bod přímého kontaktu se stlačovaným předmětem.Jsou tedy vystaveny čistě ohybovému namáhání v důsledku stejné a opačné dvojice působící ve stejné podélné rovině.design zohledňuje se v podstatě ohyb a spočívá především ve stanovení největší hodnoty ohybového momentu (M) a smykové síly (V) vytvořené v nosníku, která byla zjištěna 45 kN/ma 150 kN.Tyto byly vypočítány podle přijatého postupu.
● Modul sekce:
Získané hodnoty V a M usnadňují výpočet modulu průřezu desek.To dává minimální hloubku (tloušťku) d a bylo vypočítáno jako 0,048 m od rov.(7): d = [(6M)/(5b)]1/2, (7) kde;M = maximum ohybový moment, 45 kN/m;b = 600 x 10-3 m;5 = 480 x 106 N/m2.
2.3. Čerpadlo
Počátečním parametrem v návrhu je odhadnout maximální výtlačný tlak tekutiny požadovaný ve válci a poté je přidán faktor, který zohledňuje ztráty třením v systému.Bylo získáno 47,16 x 106 N/m2.
Čerpání je ovládáno pákovým systémem.Skutečná délka páky byla 0,8 m.To bylo vypočítáno za předpokladu maximálního teoretického úsilí a momentu okolo opěrného bodu.
Ocel s U-kanálem o rozměrech 200 mm × 70 mm byla získána lokálně od dodavatele konstrukční oceli a dva ocelové pláty o rozměrech 200 × 400 × 40 mm byly získány ze vrakoviště v Benin City v Nigérii.Po určení hlavních rozměrů V dílně, ze které byl rám vyroben, byly z oceli odříznuty kritické sekce od návrhu dvě sekce 2 800 mm pomocí motorové pily na železo.Trubka Φ150 mm s vnitřním průměrem Φ90 mm byla také získána ze vrakoviště a se nudil a lapoval na Φ100 mm na soustruhu.Rovněž byla získána trubková trubka z měkké oceli o tloušťce Φ70 mm a 15 mm, která byla na jednom konci otočena na Φ60 mm pro uložení těsnění a pouzdra těsnění.Píst a válec byly smontovány a namontované na základně rámu pomocí šroubů, které byly předem svařeny dohromady.Vodicí tyč vyrobená z ocelové trubky byla také poskytnuta pro umožnění přímého vertikálního pohybu desky.Desky byly vyrobeny z oceli deska a na obou koncích byly vyvrtány dva otvory Φ20 mm pro průchod vodicí tyče.Spodní deska byla namontována na horní část pístu a držena ve své poloze pomocí na ní obrobeného vybrání.Kalibrační kroužek byl také vyroben z 10 mm tlustý plech z měkké oceli a byl umístěn mezi horní desku a příčník lisu, jak je znázorněno na obr. 1.
3.1.Výsledek testu výkonu
Je běžnou praxí podrobit strojírenské výrobky zkouškám po výrobě.Jedná se o významný krok ve výrobním procesu.Při testech je produkt zkontrolován, zda jsou splněny funkční požadavky, identifikován výrobní problémy, zjistit ekonomickou životaschopnost atd.
K prokázání účinnosti produktu se proto používá testování.U hydraulického lisu je nejdůležitější test na těsnost.Zkouška byla zahájena prvním napuštěním čerpadla.Poté byla kapalina čerpána. To se provádělo ve stavu bez zatížení.V této poloze byl stroj ponechán dvě hodiny stát.
Stroj byl poté vystaven zatížení 10 kN, které zajišťovaly dvě tlačné pružiny o konstantních 9 N/mm, každá uspořádaná paralelně mezi deskami.Pružiny byly poté axiálně stlačeny na délku 100 mm.Toto uspořádání bylo Nechal se stát dvě hodiny a byl pozorován únik.Netěsnost v systému nebyla indikována, protože spodní deska nespadla ze své výchozí polohy.
Byl navržen, vyroben a zkalibrován 30tunový hydraulický lis.Stroj byl testován, aby byla zajištěna shoda s cíli návrhu a provozuschopnost.Stroj byl shledán jako vyhovující při zkušebním zatížení 10 kN.Dále teprve bude provedeno testování na návrhové zatížení.
5.Analýza poruch
5.1 Přehled
Pro analýzu selhání hlavního válce čtyřsloupového hydraulického lisu si zaslouží pozornost následující problémy:
●Hloubková analýza schématu hydraulického systému v kombinaci s příslušnou tabulkou činnosti elektromagnetu a souvisejícími schématy zapojení vypracuje kompletní pracovní mechanismus obvodu a současně správně pochopí záměr a myšlenky návrhu obvodu, technické přijatá opatření a související pozadí.
●Odpovídá schématu pracovního principu hydraulického lisu a skutečného objektu, aby se vytvořil specifický dojem, potrubí v hydraulickém okruhu, schéma se často velmi liší od skutečného objektu.Je-li to možné, ujasněte si vztah mezi tajnou dohodou mezi otvory ventilu na desce ventilu a odporem bariéry.Tyto faktory úzce souvisejí s kontrolou okruhu.
●Nahlédněte do příslušných knih a materiálů, kde naleznete základ pro posouzení charakteristik hydraulických zařízení a poté je posuďte.
●Podle příslušných webových stránek, knih a návodů k použití zařízení prozkoumejte mechanismus selhání a související analytické testovací metody.
●Analýza žádného přídržného tlaku v hlavním válci
Jak je znázorněno na obrázku, hlavní válec čtyřsloupového hydraulického stroje používá k dosažení rychlého pohybu dolů kapalinový plnicí ventil.Hlavní válec často neudrží tlak.Tento stroj má požadavky na udržení tlaku a obecně vyžaduje pokles tlaku <2 až 3 MPa během 10 minut.
Analýza: Pokud hlavní válec neudrží tlak, musí se jednat o únik tlakového oleje.Ze schematického rozboru to souvisí s olejovým okruhem a není zde více než 5 součástí, které způsobují úniky.
●Trubky a spoje: napětí, špatné svařování, praskliny atd.;
● Přídržný tlakový zpětný ventil: špatné těsnění;
●Tělo plnicího ventilu: špatné těsnění nebo uvolněné sedlo ventilu;
●Tlačítko oleje ovládání plnicího ventilu: o něco delší, zvedněte a vyjměte malou cívku
●Píst hlavního válce (vodicí pouzdro): Těsnicí kroužek je poškozený.
Metoda vylučování: Podle výsledků analýzy zkontrolujte a vyřaďte od jednoduchých po složité, od vnějšku dovnitř.
Nejprve zkontrolujte potrubí a spoje (od jednoduchých po složité, z vnějšku dovnitř) a proveďte počáteční svařování, zda nedochází ke špatnému svaření a prasklinám.Nejlepší je odstranit těsnící O-kroužky na spojích a ohyby nahřát kyslíkovým svařováním do červena. Lehce nasadit matici, před montáží počkat na vychladnutí a ztuhnutí.
Pokud na potrubí a spojích nejsou žádné závady, zkontrolujte zpětný ventil (zvenku i zevnitř), sejměte zátku zpětného ventilu, vyleštěte jeho těsnicí vedení, přebruste se sedlem ventilu, vyčistěte a smontujte.
Po kontrole zpětného ventilu, pokud hlavní válec stále nemůže udržet tlak, zkontrolujte řídicí ventil plnicího ventilu (zvenčí i zevnitř), vyjměte tyč řídicího oleje a zablokujte řídicí olej, abyste zkontrolovali, zda je tlak udržován ;Pokud není možné udržet tlak, abyste potvrdili, zda je putter dlouhý, obruste konec putteru.Po kontrole tlačné tyče nelze udržet tlak.Plnicí ventil by měl být zkontrolován.Hlavním účelem je zkontrolovat, zda není uvolněná těsnicí linie a sedlový kroužek.Sedlový kroužek vyleštěte nebo zbruste nebo znovu namontujte.
Po kontrole plnicího ventilu nelze tlak udržet a těsnicí kroužek hlavního válce lze určit jako poškozený a lze jej odstranit a vyměnit.
Česky
Pусский
