Главная » Статьи » Оборудование применяемое в пищевой промышленности » Примеры расчета штока гидроцилиндра на устойчивость

Примеры расчета штока гидроцилиндра на устойчивость

В лифтах, в которых нагрузка, создаваемая собственным весом лифта и весом поднимаемых пассажиров или грузов, приходится на основание шахты, поршень пере­мещается в том же направлении, что и кабина. Поскольку жидкость под давлением, про­тиводействующим действию нагрузки, стремится выталкивать поршень из гидравлического цилиндра, для удержания жидкости достаточно и наиболее экономично устанавливать только одно уплотнение на головке цилиндра.

Гидравлические цилиндры применяются для производства горизонтальных и вертикальных плиточных скороморозильных аппаратов.

Как уже говорилось, шток поршня может оказывать прямое или косвенное воз­действие на корпус кабины.

В первом случае его верхняя часть оборудуется сферической самоустанавливаю­щейся опорой. Это позволяет уменьшить передачу на шток изгибающих моментов, ко­торые могут возникать при загрузке и разгрузке или при эксцентричном положении гру­за в кабине. Во втором случае, т.е. когда кабина удерживается канатами, к верхней части што­ка гидроцилиндра прикрепляется стальная рама со шкивами канатного мультипликато­ра. Эта конструкция имеет ползуны, которые скользят по направляющим, обес­печивая вертикальную траекторию перемещения головки штока и исключая перекос в плунжерной паре.

Как в одном, так и в другом случае поршень действует как стержень, на верхний конец которого действует сила тяжести кабины и груза.

Конструкция штока должна обладать достаточной прочностью и необходимым запасом продольной устойчивости.

Из теории продольной устойчивости известно, что устойчивая или неустойчивая форма оси сжатого стержня существенно зависит от величины сжимающей силы.

Сжимающая нагрузка стержня, при которой прямолинейная форма его продоль­ной оси перестает быть формой устойчивого равновесия, получила название критиче­ской.

При нагрузке, превышающей критическую величину, прямолинейная форма оси стержня становится неустойчивой и стержень переходит к новой криволинейной форме устойчивого равновесия. Эта криволинейная форма устойчива, но даже при крайне не­большом превышении критической нагрузки внезапно возникает резко нарастающий поперечный прогиб стержня, завершающийся его разрушением, так как напряжения до­стигают предела прочности материала. Так, при шарнирном закреплении верхнего и нижнего концов продольно сжатого стержня, даже если нагрузка превышает критичес­кое значение всего на 0,1 %, максимальный прогиб в середине пролета стержня.

Математическое исследование продольной устойчивости впервые было выполне­но известным русским математиком Эйлером еще в 1744 году. Им была получена ана­литическая зависимость для расчета величины критической силы, при которой сжатый стержень с жесткой заделкой опорной части теряет устойчивость:

При практическом рассмотрении задачи продольной устойчивости штока гидро­цилиндра, следует помнить, что в идеальном случае, т.е. когда предполагается, что ось стержня идеально прямолинейна, материал однороден, а точка приложения нагрузки на верхний конец совпадает с центром поперечного сечения, кривая сила-деформация яв­ляется прямой линией, совпадающей с осью нагрузки. Иначе го­воря, под действием силы, меньшей, чем критическая, ось штока остается прямоли­нейной.

С чисто теоретической точки зрения, ось может оставаться пря­молинейной. Однако, достаточно незначительного изменения нагрузки для перехода от состояния неустойчивого равновесия к изгибу стержня, посколь­ку линия действия нагрузки уже не проходит через центр тяжести сечения и возникает момент сжимающей силы, зависящий от величины деформации стержня. Лавинооб­разное возрастание изгибающего момента приводит к потере устойчивости с последу­ющим разрушением стержня.

В идеальном случае до тех пор, стержень остается прямым в состоянии устойчивого равновесия. Если же сжимающая сила достигает значения максимального значения происходит внезапное разрушение, когда внутренние напряжения, вызванные проги­бом, превышают предел прочности материала.

В реальной производственной практике условия идеальной прямолинейности, однородности материала и точного совпадения точки приложения нагрузки с центром тяжести сечения стержня конечно же, никогда не выполняются.

Продольно сжатый стержень изгибается даже при нагрузке меньше, так как при наличии начального эксцетрицитета  стрела прогиба уве­личивается с ростом нагрузки, пока величина механических напряжений в материале стержня не достигнет предела прочности и стержень не разрушится.

Предельная нагрузка соответствующая достижению предела прочности, тем больше приближается к, критическому значению, чем меньше начальное значение величины  и чем эффективнее меры по устранению начальных конструктивных и тех­нологических дефектов.

Проблема предельной нагрузки штока гидроцилиндра имеет два аспекта: устой­чивость и прочность.

Вопросы продольной устойчивости имеют преимущественное значение при от­носительно небольших начальных дефектах и тонкостенной конструкции штока.

Прочностной аспект превалирует при наличии существенных начальных дефек­тов и значительном поперечном сечении штока.

При использовании гидравлических лифтов, кроме исключительных случаев, поршни могут быть сравнимы с тонкими стержнями, поэтому большое значение приоб­ретает их устойчивость к пиковым предельным нагрузкам.

Что касается неизбежных дефектов, следует учитывать, что в процессе изготов­ления обеспечивается почти абсолютная прямолинейность оси штока. Отклонение от прямолинейности оси не превышает 0,5 мм на длину штока (плунжера).

Для исключения дополнительных погрешностей в ходе монтажа максимальное внимание следует уделять тому, чтобы поршень занимал строго вертикальное положе­ние и чтобы действие его силы тяжести не создавало начального прогиба.

Сертификаты:

pic

pic

Наши партнеры:

Новости
19.11.2019
Мультизональные системы нового поколения S Heat Recovery от Hisense

Вопрос напрасного расходования тепловой энергии, выделяемой стандартными сплит-системами в окружающую среду, становится все более острым ввиду возросшей стоимости энергоносителей.

Работа такого оборудования предусматривает охлаждение воздуха внутри помещений за счет нагрева хладагента, который имеет температуру конденсации +55 °С. Технология рекуперации позволяет использовать тепловой эффект от работы системы кондиционирования с большей пользой, чем простая утилизация за окном – для отопления помещений или нагрева воды.

12.11.2019
27-я международная выставка продуктов питания, напитков и сырья для их производства «Продэкспо-2020» состоится в Москве, в ЦВК «ЭКСПОЦЕНТР», 10 – 14 февраля 2020 года.

В 2019 году выставка «Продэкспо» побила все рекорды, объединив 2417 участников из 69 стран и 66 915 посетителей из 112 стран.

11.11.2019
Креветка увеличила грузооборот Мурманского морского рыбного порта в октябре. Власти Карелии просят увеличить квоты на вылов рыбы местным предприятиям.
Второй месяц подряд рыбный грузооборот ММРП растёт. Всего за октябрь докеры обработали 44 рыбопромысловых судна, перевалив 21 тысячу тонн рыбы и морепродуктов. Рост связан с общими результатами по отрасли.
04.11.2019
Центр мирового уровня по освоению ресурсов шельфа и океана намерены создать на Сахалине

Власти Сахалинской области включили в проект стратегии развития региона до 2035 года создание научно-образовательного центра по освоению ресурсов шельфа и мирового океана. Об этом сообщил представитель островного правительства.

30.10.2019
Сахалинская область признана общероссийским лидером по воспроизводству лососей.
Сахалинская область является общероссийским лидером по искусственному воспроизводству тихоокеанских лососей. За год на лососевых рыборазводных заводах (ЛРЗ) региона закладывается около миллиарда икры и выпускается более 700 млн штук молоди. Информация об этом прозвучала на инвестиционном совете при правительстве Сахалинской области.
Яндекс.Метрика
© 2019 ООО Фабрика Холода
гидравлические цилиндры, шток гидроцилиндра
Обязательные для заполнения поля помечены знаком *.

* Ваше имя или название организации:


* Ваш E-mail или телефон:


* Текст:


*Подтвердите, что Вы не робот:
Loading ...