9.5 Расчет втулок цилиндра

Втулки цилиндров подвержены действию следующих сил:

а)внутренней переменной от гидравлического давления во время работы; б) сжатию по торцам – при сборке; б) крутящему моменту – при сборке; г) продольному изгибу – при сборке; д) температуры среды.

Напряжение, вызываемое гидравлическим давлением равно:

, (236)

где - растягивающее напряжение, МПа;

– внутреннее гидравлическое давление, МПа;

r₁ – внутренний радиус втулки, м;

r₂ – наружный радиус втулки, м.

В цилиндре давление изменяется от min до max значения, поэтому

– определяется по формулам сопромата для переменных нагрузок.

Рисунок 71- Схема к расчету втулок цилиндра.

Радиальная деформация втулок от равномерно распределенного внутреннего давления может быть определена по формуле:

(237)

где - увеличение внутреннего радиуса втулки, м;

- модуль упругости, МПа;

- отношение Пуассона.

Сила сжатия втулок определяется по формуле:

(238)

где - сила сжатия, Н;

- коэффициент, зависящий от деформации втулок и кожуха;

- сила, действующая вдоль оси от гидростатического давления жидкости, Н;

- модуль упругости материала втулок, МПа;

- модуль упругости материала кожуха, МПа;

- площадь сечения тела втулок, м²;

- площадь сечения тела кожуха, м².

(239)

где - деформация сжатия втулок от силы, м;

- деформация удлинения кожуха от растягивающей силы, м;

всегда > 1.

(240)

где D - внутренний диаметр цилиндра, м.

(241)

где H – глубина спуска насоса, м;

h – высота столба жидкости над насосом, м;

- плотность жидкости, кг/м³.

Крутящий момент определяется по формуле:

(242)

где - коэффициент трения.

Напряжения сжатия определяются по формулам:

(243)

(244)

Напряжение кручения определяется по формуле:

(245)

где W – момент сопротивления, м³.

Сила растяжения кожуха при сборке насоса определяется по формуле:

(246)

При работе насоса:

(247)

Крутящий момент, воздействующий на кожух при сборке насоса

(248)

где - средний диаметр резьбы кожуха и муфты, м;

- угол подъема витка резьбы, градус;

с – коэффициент трения резьбы.

Зная максимальную и минимальную ( силы, действующие на кожух, можно соответственно определить напряжения растяжения:

(249)

(250)

Здесь F – сечение кожуха по телу или резьбовой части в зависимости от того, что рассчитывается, м².

Напряжение от крутящего момента, действующего на кожух:

(251)