5.2. Конструювання та розрахунок циліндрів, ущільнень і плунжерів

5.2.1. Циліндри – основні найбільш відповідальні вузли гідропресів. При проектуванні циліндрів вирішуються такі основні питання:

• вибір типу циліндра і його конструктивне виконання;

• розробка способу кріплення циліндра;

• конструювання системи ущільнення та напрямок плунжера (для циліндра плунжерного типу);

• виконання розрахунків на міцність.

Тип циліндра частково визначається видом робочої рідини (див. п. 5.1.5). В сучасних середніх і великих пресах головним чином використовуються плунжерні циліндри [2, с. 274-276; 6, с. 201-204].

Спосіб кріплення циліндра визначає методику розрахунку на міцність, матеріаломісткість циліндра і габаритні розміри преса в цілому. Найчастіше циліндри встановлюють на фланці із сторони горловини. Деякі інші схеми, що дозволяють розвантажити циліндр від осьового навантаження, наведені в [27].

У всіх випадках рідина до циліндрів плунжерного типу подається з боку днища, найчастіше вздовж осі циліндра.

Працездатність і надійність роботи циліндра багато в чому залежить від ущільнення. Вибір конструкції і розмірів ущільнень повинен бути достатньо обгрунтований [17; 22; 25]. Враховуючи, що системи ущільнення постійно вдосконалюються, ознайомитися з публікаціями в періодичній спеціальній літературі.

У гідравлічних циліндрах обов'язково повинен бути передбачений дренаж. Розрахунок циліндрів проводиться за стандартною методикою [6, с. 201-204; 27, с. 147-166]. При цьому необхідно приймати до уваги спосіб виготовлення циліндра (кований, зварний, литий, збірний), розміри радіусних переходів , тип кріплення.

Якщо товщину стінки позначити , то товщина днища дорівнює приблизно , радіус переходу від днища до стінки . Ширина фланця , товщина . Радіус переходу від стінки до фланця .

Розміри фланця перевіряють при питомому тиску до , товщина його перевіряється на зріз. Допустимі напруження до .

Матеріали циліндрів і допустимі напруження наведені в [6, с. 203].

5.2.2. Плунжери конструктивно визначаються конструкцією і розмірами циліндра. Зазвичай плунжери пустотілі і розраховуються за тією ж методикою, що й циліндри [6, с. 204].

При установці в траверсі на кульовій опорі плунжер відчуває осьовий стиск; при жорсткому кріпленні – навантаження моментом від ексцентричного прикладання навантаження. Це викликає передчасне зношування направляючих втулок.

Плунжери зазвичай ковані зі сталі 45 або 60 (ГОСТ 1050).

В поршневих конструкціях перевіряють тільки міцність штока, причому, як і плунжера, при крайньому нижньому положенні.

6.3.3. Як правило, в проекті розробляється конструкція вузла циліндра в зборі з плунжером (поршнем) на аркуші формату А1. На кресленні повинні бути опрацьовані елементи регулювання затягування ущільнення, система видалення повітря, дренажна система; вказані методи випробувань та їх параметри.

Над основним написом креслення наводиться технічна характеристика із зазначенням робочого зусилля, ходу плунжера, монтажної висоти, робочого тиску, тиску випробування, маси і габаритних розмірів.