11.1 Сурет – Фланецке тірелетін цилиндрлер (а), цилиндр түіні және оның жоғарғы мандайшаға бекітілуі (б).
Кернеулік күйіне байланысты цилиндрлерді шартты түрде үш аймаққа бөлуге болады: цилиндрлі А, тірек ернемекті Б және куполтәрізді немесе түбі В.
Цилиндрлі аймақты, қалың қабырғалы құбыр ретінде қарастырып Ляме формуласы бойынша анықтауға болады.
Егер цилиндрге тек ішкі күштер әсер ететін болса, оның қабырғаларында кернеулер пайда болады:
Радиалды
(11.1)
Тангенциалды
(11.2)
Түбінің әсер етуіне байланысты осьтік
(11.3)
мұндағы: σt >σz> σг
Ең жоғарғы кернеу цилиндрдің ішкі жақ бетінде пайда болады (r = rв).
Беріктіктің энергетикалық теориясына байланысты кернеу келесі теңдіктен анықталады:
(11.4)
Ішкі қабырғадағы максималды кернеу:
(11.5)
Мүмкіндік кернеуді келесі тендеуден анықтаймыз:
(11.6)
мұндағы: σт – созу кезіндегі аққыштық шегі; п – аққыштық шегіне бойынша беріктік қоры.
(11.7)
Мүмкіндік кернеулердің [σ] шамалары: құйылған цилиндрлер үшін 80...100 МПа, болаттан соғылған цилиндрлер үшін (0,3–0,35 % С) 110—150 МПа, аз легірленген болаттардан соғылған цилиндрлер үшін (1,5–2 % Ni) 150... 180 МПа.
Цилиндрдің сыртқы диаметрі ен кіші болған кездегі [σ ] және р арасындағы қатынасты анықтайық:
(11.8)
мұндағы: Рн – цилиндрмен екпіндетілетін номиналды күш, бұдан
(11.9)
(11.9) теңдеуді (11.7) тендеуге қойып, мынаны аламыз
(11.10)
Алынған тендеудегі
rн
минималды
болады, егер
максималды болған кезде.
Бұндағы [σ] тұрақты, ал р өзгереді. Онда
(11.11)
бұдан
(11.12)
(11.11) формуладағы қысым р тиімді деп аталады. (11.11) тендеудегі р мәнін (11.10) тендеуге қойсақ, мынаны аламыз
(11.13)
Жұмыстық сұйықтықтың қысымын тандаған кезде мынаны ескеру қажет, р шамасының рОПТ мәніне жуықтағанда, қысымды көбейткен кезде цилиндрлердің өлшемдерінің азғана кішіреюі болады.
Сондықтан былай қабылдаймыз
(11.14)
Бұл қысымды р рационалды деп атайды.
Ляме формуласы қабырға қалыңдығы өзгеруі жүретін аймақтан алыс орналасқан цилиндрдің қимасы үшін дұрыс болып табылады. Ернемекке немесе цилиндрдің куполды бөлігіне жақын орналасқан цилиндр қималарында июден қосымша кернеулер пайда болады, олар Ляме формуласының көмегімен алдын ала саналған кернеулермен өлшемдес. Соған байланысты цилиндрдің куполды бөлігі мен ернемекті қабырғаларының өлшемін тәжірибе жүзінде анықталған қатынас бойынша тандайды.
Цилиндрдің ортаңғы бөлігінің түбі қабырғаның екі қалыңдығынан кем болмауы керек және цилиндрлі бөліктен түбіне қарай жайлап өсуі тиіс (R ≥ 0,4t).
Ернемектің белдемесінің өлшемдерін меншікті күш бойынша тексереді, жуық шамамен 80 МПа деп қабылдайды. әдетте ернемек ені b = 0,7t; қалыңдығын h кесумен тексереді, мүмкіндік кернеуді 40 МПа дейін қабылдайды немесе қабырғаның қалыңдығына t байланысты h ≈ (1,2—2,0) t тен деп тандайды. Кернеу шоғырлануын азайту үшін, цилиндрдің сыртқы қабырғалары мен ернемек беті арасындағы бұрышты радиуспен дөнгелектеу қажет.
r⋲(0.20ч0.25)t. (11.15)
Жоғарғы маңдайшаға бекітілген жұмыстық цилиндрдің түзілімі 11.2 суретте көрсетілген. Жұмыстық цилиндрдің тығынжылдарын тұтас және қуыс денелі тіп жасайды. Тығынжыл, күшті қозғалатын маңдайшаға береді және сығуға жұмыс істейді. Тығынжылдың қозғалмалы маңдайшамен байланысы, топсалы пята және пест арқылы топсалы бастармен, қатаң болуы мүмкін.
Қатаң байланысқан тығынжыл, баспақты эксцентрикті жүктеген кезде пайда болатын моменттен жүктеледі. Бұл бағыттаушы төлкелердің тозуына және қымтағыштың зақымдануына әкелуі мүмкін. Қатаң бекітуді бір цилиндрлі баспақтарда және үш цилиндрлі баспақтардың ортаңғы цилиндрі үшін қолданады. Тығынжылдарды әдетте көміртекті 45 немесе 60 болаттан соғу арқылы жасайды, олардың беттерін шынықтырады және жарлатады. Қозғалатын маңдайшалармен қатаң бекітілген тығынжылдарды, көбінесе легірленген хромоникелді және хромомолибденді болаттардан жасайды; тығынжылдың жұмыстық бетінің қаттылығы HRC 48—60.
Цилиндрлерді қымтағыш және оларды сынау әдістері. Жылжымалы қосылыстарды қымтаудың үш типі бар: тығыздау, көмкерме және поршеньді сақиналармен.
Тығыздау қымтағышты тартады сол арқылы сұйықтық ағуын тоқтатады. Көмкермемен қымтау сұйықтық қысымының әсерінен автоматты түрде атқарылады.
Гидравликалық баспақтарда тығыздау қымтағыштары көп тараған.
Көмкермелі қымтағыштарды әдетте, баспақ минералды майлармен жұмыс істеген кезде диаметрі 100–150 мм тығынжылдар үшін қолданады.
Поршеньді сақиналармен майды жұмыстық сұйықтық ретінде қолданған кезде ішкі диаметрі 600 мм дейінгі цилиндрлерді қымтайды.
Тығыздау қымтағыштардың ішінде көпқатарлы шыршатісті резенке матадан жасалған қылтағыштар көп тараған. Олардың қысымы 500МПа дейінгі және қымтау аймағындағы температура 50 С дейін болған кездерде, суда, эмульсия және минералды майларда жұмыс істеу үшін қолданылады. Көмкерме жармасы үнемі қысым әсер ететін жаққа құрайды. Шыршатісті қымтаманы гидравликалық баспақтың цилиндіріне орналастыру 29а суретте көрсетілген.
Тығыздау қымтамасының жұмыс қабілеттілігіне мыналар әсер етеді: тығынжыл бетінің күйі және қолданылған май.
Басу сақинасын цилиндірге бұрандалы бұрама соқпалары арқылы бекітіледі. Басу сақинасы және бұрандалы бұрама соқпа материалы болат 45. Бағыттаушы төлкені жоғары сапалы қоладан жасайды. Басу сақинасының биіктігін оны цилиндрге бекітетін бұрандалы бұрама соқпалар 2–2.5 диаметірлерімен ғылым немесе (0,7ч–1) в (в–сақина ені) қабылдаймыз.
Бұрандалы бұрама соқпаларды Р–күшке есептейді:
(11.16)
мұндағы: р–жұмыстың сұйықтың номиналды қысымы.
Бұрама сұқпа үшін мүмкіндік кернеу 60–100МПа.
1 – цилиндр; 2 – тығынжыл; 3 – бағыттаушы төлке; 4 – тығыздау; 5 – басу төлкесі;
6,7 – басу және кір ұстаушы сақина; 8, 9 – жұмсақ және қатты резенке; δ – ені; D – тығынжыл диаметрі