Контрольная работа: Расчет трубки цевки

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Цевка имеет трубчатую структуру (рисунок 3.6).
Рисунок 3.6 – Расчетная схема трубы цевки
Толщина стенки δ = 2 мм, что имеет сопоставимые размеры с внутренним радиусом r
1
= 4 мм и наружным радиусом r
2
= 6 мм цевки. Радиус кривизны срединной поверхности определяется по формуле:
В этом случае используется теория расчета толстостенных труб по методу Ламе. В общем случае нагружения трубы без дна можно записать следующую систему уравнений [20]:
где σ t
– кольцевые главные нормальные напряжения, МПа;
σ x
– осевые главные нормальные напряжения, МПа;
σ r
– радиальные главные нормальные напряжения, МПа;
р
1
– внутреннее давление в трубе, МПа;
r
1
, r
2
– внутренний и наружный радиусы трубы, м;
ρ – радиус кривизны срединной поверхности, м.
В нашем случае цевка нагружена только внутренним давлением, то есть р
1
= р
, р
2
= 0. Давление внутри трубы соответствует давлению нагнетаемого фарша. Шнековые шприцы развивают давление р
= 0,2 МПа.
При этих условиях уравнения (3.3) примут вид:
Используем первую теорию прочности и определим главные нормальные напряжения (объемно-напряженное состояние):
Эквивалентное напряжение в материале:
Для материала цевки – сталь 10Х13Г18Д ГОСТ 14959-91 – допускаемое напряжение принимается равным [σ] = 200 МПа. Так как эквивалентное напряжение оказалось меньше допускаемого 4,8 МПа < 200 МПа, то условие прочности цевки выполняется.
Для расчета конической части цевки используем безмоментную теорию оболочек. Коническое расширение цевки предназначено для ее соединения со шприцем (рисунок 3.7).
Радиус основания конуса составляет величину R = 30 мм, угол полураствора α = 41 0
.
Рисунок 3.7 – Расчетная схема конической части цевки
Для расчета используется уравнение Лапласа [20]:
где σ m
– меридиональные напряжения, МПа;
ρ m
– радиус кривизны оболочки в меридиональном направлении, м;
ρ t
– радиус кривизны оболочки в окружном направлении, м;
Если использовать метод сечения, то получается второе уравнение из условия равновесия отсеченной части. В этом случае
Для оболочки конической формы имеем:
Получаем формулы для определения искомых величин:
В оболочке развивается давление р
= 0,2 МПа (давление нагнетаемого фарша), толщина стенки δ = 2 мм:
Используем первую теорию прочности и определим главные напряжения:
Эквивалентное напряжение определяем по формуле (3.5):
где [σ] – допускаемое напряжение, [σ] = 200 МПа.
Условие прочности выполняется, следовательно, конструкция выдержит рабочие нагрузки без разрушения.
Для крепления конической части цевки к трубе используется сварка в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом (рисунок 3.8).
Рисунок 3.8 – Сварное соединение трубки и конической части цевки
Шов является тавровым кольцевым. Его рассчитывают по касательным напряжениям среда при действии осевой нагрузки, определяемой давление р
:
S
– площадь поперечного сечения трубки, м 2
;
При диаметре цевки d
= 0,012 м и давлении р
= 0,2 МПа имеем:
F
= 0,2 · 10 6
· (3,14 · 0,012 2
)/4 = 400 Н
Касательные напряжения определяются по формуле [11]:
τ = F
/(0,7 · k
· l
) ≤ [τ'], (3.12)
где τ - касательное напряжение, МПа;
[τ'] – допускаемое напряжение на срез для сварного шва, МПа.
При данном способе сварки катет шва равен толщине свариваемых деталей, то есть k
= δ = 2 мм.
Длина шва определяется длиной окружности:
Допускаемое напряжение [τ'] выбираем по рекомендациям для полуавтоматической сварки в среде аргона [11]:
где [σ р
] – допускаемое напряжение растяжения для основного металла, МПа.
где σ т
– предел текучести основного металла, МПа;
[S] – нормативный коэффициент запаса прочности.
Для стали марки 10Х13Г18Д предел текучести составляет величину σ т
= 400 МПа. Нормативный коэффициент запаса прочности легированных сталей равен [S] = 1,5…1,7, тогда
По формуле (3.14) определяем величину допускаемых напряжений среза:
Проверяем прочность сварного шва по условию (3.12):
τ = 400/(0,7 · 2 · 38) = 7,5 МПа ≤ 141 МПа
Условие прочности сварного шва выполняется.
Установочная штанга удерживает ролики тормозного устройства в требуемом положении относительно отверстии выхода сосисок. Длина штанги
L
= 800 мм. Она изготовлена из трубы диаметром d
= 16 мм и с толщиной стенки δ = 3 мм. Трубка нагружена изгибающим моментом от массы тормозного устройства ( m
= 0,8 кг). Закрепление штанги консольное, защемленное (рисунок 3.5). Расчетная схема представлена на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 – Расчетная схема штанги
Определим изгибающий момент в опасном сечении (место защемления):
где g – ускорение свободного падения, м/с 2
.
Условие прочности выглядит следующим образом:
где σ – напряжение в опасном сечении, МПа;
W
– момент сопротивления поперечного сечения, м 3
;
[σ] – допускаемое напряжение для материала штанги, МПа.
Для стали 10Х13Г18Д имеем [σ] = 200 МПа.
Штанга имеет трубчатое сечение с наружным диаметром d
= 16 мм и внутренним диаметром d
1
= 12 мм (толщина стенки δ = 2 мм), тогда момент сопротивления равен:
W
= π( d
3
– d
1
3
)/32 = 3,14(0,016 3
– 0,012 3
)/32 = 2,32 · 10 -7
м 3

σ = 6,4/(2,32 · 10 -7
) = 27,5 МПа < 200 МПа
Условие прочности выполняется, однако в условиях нагружения штанги недопустимым может оказаться прогиб конца консольного участка. Вычислим прогиб у
:
у
= ( mg
· L
3
)/(3 · E
· J
), (3.18)
где E
– модуль Гука (модуль упругости первого рода), МПа;
J
– момент инерции поперечного сечения трубки, м 4
.
Для стали E
= 2,1 · 10 5
МПа. Момент инерции трубки равен:
J
= π(d 4
– d 1
4
)/64 = 3,14(0,016 4
– 0,012 4
)/64 = 2,2 · 10 -9
м 4

у
= (0,8 · 0,8 3
)/(3 · 2,1 · 10 5
· 2,2 · 10 -9
) = 0,0012 м = 1,2 мм
По условиям отсутствия перекоса сосиски в тормозке допустимое значение прогиба [ у
] = 5 мм, то есть прогиб находится в допустимых пределах (1,2 мм < 5 мм).
Расчет прочности полиамидной оболочки

После выхода сосиски из шприца она удерживается между роликами тормозного устройства. Эти ролики, обжимая сосиску, создают необходимые условия для удержания готовой сосиски от прокручивания. Однако деформация фарша в готовом изделии ведет к увеличению внутреннего давления, что может привести к прорыву оболочки. Рассмотрим деформацию сосиски между роликами (рисунок 3.10).
Первоначальное поперечное сечение сосиски – круглое с диаметром D
. Попадая между роликами, происходит деформация, и сечение сосиски становится эллипсовидным с полуосями D
/2 и a
/2 ( а
– расстояние между роликами). Для лучших условий охватывания сосиски роликами и с целью предотвратить разрыв оболочки ролики сделаны фасонными, чтобы обеспечить эллиптическое отверстие в пространстве между собой.
Рисунок 3.10 – Деформация сосиски между роликами
Сделаем допущение, что фарш является абсолютно упругой системой. Тогда энергия, идущая на деформацию, запасается в фарше в виде потенциальной энергии. После снятия нагрузки первоначальная форма восстанавливается полностью, остаточных деформаций не остается. Условие сохранения энергии в деформированном поперечном слое сосиски выглядит следующим образом [17]:
где р
1
– первоначальное давление фарша внутри сосиски, Па;
р
2
– давление фарша в зоне деформации, Па;
S
1
– площадь сечения сосиски до деформации, м 2
;
S
2
– площадь сечения сосиски после деформации, м 2
.
До деформации давление в сосиске можно принять р
1
= 2 · 10 5
Па, площадь S
1
= (π D
2
)/4. Площадь эллипса определяется по формуле:
S
2
= π · D
/2 · a
/2 = D
· a
· π/4, (3.20)
Делаем допущение, что деформация сечения сосиски не выходит за пределы окружности, ограничивающей первоначальное сечение. В действительности большая полуось эллипса будет больше радиуса D
/2. Но принятое допущение позволяет рассмотреть самый неблагоприятный случай нагружения. Если условие прочности оболочки выполняется при неблагоприятных допущениях, то в реальной ситуации заведомо условие прочности выполнится. Из формулы (3.19) с учетом (3.20) выразим давление в деформированном слое:
р
2
= р
1
· S
1
/ S
2
= р
1
· ((π D
2
)/4)/((π/4) Da
) = р
1
· D
/ a
, (3.21)
Расстояние между роликами а
рекомендуется выдерживать в пределах 2/3 от диаметра оболочки, т.е. а
= 2/3 · D
.
р
2
= р
1
· D
/(2/3 · D
) = 3/2 · р
1
= 3/2 · 2 = 3 · 10 5
Па
При допустимом давление в оболочке р
= 5 · 10 5
Па условие прочности оболочки выполняется (3 · 10 5
Па < 5 · 10 5
Па).

Название: Расчет трубки цевки
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа
Добавлен 22:12:52 14 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 12
Комментариев: 6
Оценило: 0 человек
Средний балл: 0
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Контрольная работа: Расчет трубки цевки
Курсовая работа: План маркетинга на предприятии ОАО Рефма
Курсовая Творческое Воображение Детей
Реферат Затмения Солнца И Луны
Реферат: Промышленное освоение лесных ресурсов тайги. Этап приискового хозяйства. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Оценка профессиональных качеств менеджера
Решу Егэ Темы Эссе По Обществознанию
Электронный Бизнес Реферат
Политическая деятельность Н.С. Хрущева
Дипломная работа по теме Исследование гуминовых и фульвокислот различных почв Краснодарского края по данным ЭПР и ЯМР спектроскопии
Образ Пугачева В Капитанской Дочке Сочинение План
Оборотные Активы Предприятия Готовая Курсовая Работа
Дипломная работа по теме Развитие городского парка в г. Москве
Реферат: Теорія граничної корисності
Сочинение По Пословице Крылова
Реферат: Выдающиеся зарубежные психологи. Скачать бесплатно и без регистрации
Определение отросли "семейное право" (предмет, элементы, правоотношения)
Курсовая работа по теме Ответственность за уклонение от уплаты налогов
Реферат по теме Ржевская битва
Доклад: "Нарочитый воевода и полководец" московский (Дмитрий Михайлович Боброк-Волынский)
Реферат: Thomas Paine
Курсовая работа: Аналіз фінансового стану підприємства на прикладі ВАТ "Костопільський ЗТП"
Реферат: Bill Gates Essay Research Paper Bill GatesA
Учебное пособие: Настенное панно для детской комнаты "Коровка"