Файл: Вуколов В.М. Детали из пластмасс в пневмогидравлических системах.pdf

Ниже приведем порядок расчета удельных давлений для анти­ фрикционных втулок силового цилиндра.

1 случай. Шток гидроцилиндра убран. Изгибающее усилие,

действующее на втулку силового цилиндра Q1=7500H. Расстоя­ ние между серединой антифрикционной втулки, находящейся на цилиндре и серединой антифрикционной втулки, нахо­ дящейся на штоке гидроцилиндра, « 2 = 0,53 м. Расстояние между центром проушины и серединой антифрикционной втулки, нахо­ дящейся на цилиндре, ^ = 0,053 м; RBUl и Rm— соответственно радиальная нагрузка на втулку штока и на втулку цилиндра.

аі і

ОС?

Qi

Рис. 58. Расчетная схема определения удельных давлений втулок силового гидродомкрата

2 случай. Шток гидроцилиндра выдвинут. Изгибающее уси­ лие, действующее на втулку гидроцилиндра Q2 = 3000 Н; расстоя­ ние между центром проушины и серединой антифрикционной втулки, находящейся на цилиндре, Ьг = 0,448 м; расстояние

123

между серединой антифрикционной втулки, находящейся на ци­ линдре и серединой антифрикционной втулки, находящейся на штоке гидродомкрата, а 2 = 0,135 м; радиальная нагрузка на втулку штока RBUl2; радиальная нагрузка на втулку цилиндра RBЦі.

Схема сил, действующих на втулки цилиндра, в этом случае будет выглядеть следующим образом (рис. 58, б).

Из условия равновесия имеем ^ М В2 = 0, тогда

Q2^2 = Rsinfli’

Откуда радиальная нагрузка на втулку штока ^ ВШ2 опреде­ ляется

Далее подсчитаем удельное давление на антифрикционную втулку штока гидроцилиндра

Чвш ^ыц/^вш-

Здесь FBm— площадь проекции поверхности втулки штока

Двш = 0,1 -0,035 = 0,0035 м2.

Следовательно, qBm равно

<7ВШ= 104/0,0035 = 28,6-ІО5 Н/м2.

Аналогично подсчитывается удельное давление на антифрик­ ционную втулку цилиндра.

Допустим, что диаметр наружной поверхности втулки ци­ линдра £?ц = 0,11 м; а ширина втулки цилиндра /ц = 0,035 м.

Тогда площадь проекции поверхности втулки цилиндра равна

Fm = 0,11 -0,035 = 38,5-ІО"4 м2.

Следовательно, удельное давление на антифрикционную втулку цилиндра

124

Материал втулок — капролон, следовательно, необходимо ввести и определить специальный параметр.

Такой величиной является — величина допустимого среднего удельного давления для втулки при заданном зазоре, толщине, диаметре при статическом нагружении (несущая способность втулок).

Предположим, что толщина стенки втулки штока б = 0,01 м, радиальный зазор втулки штока b — 6-10~5 м.

Предельно допустимая нагрузка на втулку штока

*-*max 0,8CTS.

Здесь — допустимая нагрузка на втулку штока. Определяется из формулы (25).

Модуль упругости Е вычисляется с использованием таблиц

Янш ^ Янш шах^>

Яиш > 28,6 • ІО5 • 2 Н/м2; ?нш > 57,2 • ІО5 Н/м2.

В случае набухания втулок, например в результате водопоглощения, радиальный зазор b =0; ф' = 90°; ф = 180°. Откуда

Следовательно, в данном конструктивном исполнении капролоновые втулки штока, находясь в масле или воде, могут надежно работать при удельных давлениях 57,2-ІО5 Н/м2. Аналогично рассчитывается qH и для втулок цилиндра.

125

§ 15. Хранение, эксплуатация пластмассовых уплотнений

Одной из причин разрушения пластмассовых материалов и изделий из них являются процессы, протекающие во времени и сопровождаемые разрывами химических связей в главных цепях макромолекулы материала. В результате этого макромолекулы размельчаются (деструктируются), изменяется их молекулярный вес и, как следствие, происходит изменение физико-механических свойств материала. Деструкция пластмасс во времени и представ­ ляет собой их старение.

В зависимости от природы процесса различают физическую (термическую, механическую), фотохимическую (под действием излучения) и химическую (в результате химических реакций окис­ ления, гидролиза) деструкции.

Термическая деструкция происходит при нагревании поли­ мера, когда вследствие колебаний тепловой энергии в некоторых местах системы энергия теплового движения становится соизме­ римой с энергией химической связи, и связь разрывается. Механи­ ческая деструкция происходит под влиянием различных механи­ ческих воздействий, которым подвергается полимер при техно­ логической переработке и при эксплуатации изделий. При ме­ ханической деструкции происходит разрыв цепи молекул по­ лимера.

Деструкция пластмасс может происходить при самых разнооб­ разных механических воздействиях, в том числе при длительных статических механических воздействиях. Длительные механиче­ ские воздействия сопровождаются изменениями материала, выра­ жающимися в изменении размера и строения молекул полимера. Таким образом, многократная деформация детали может вызвать ускорение его старения.

Механическая деструкция полимеров обусловливается концен­ трацией механической энергии в отдельных участках цепи и воз­ никновением внутренних напряжений, соизмеримых с энергией химической связи, в результате чего связь разрывается. Обра­ зующиеся при этом макрорадикалы обладают высокой реакцион­ ной способностью. Следовательно, при механическом воздействии на полимеры происходит химическое превращение веществ, т. е. механическая энергия переходит в химическую.

Фотохимическая деструкция происходит под влиянием свето­ вой энергии. Степень фотохимической деструкции зависит от длины волны ультрафиолетового света, интенсивности облучения и строения пластмассового материала. Химическая деструкция происходит под действием различных химических агентов: воды, кислот, кислорода и т. д.

Таким образом, при эксплуатации изделий из пластмасс в их теле происходят сложные процессы, которые связаны с хими­ ческими изменениями, приводящими к образованию микротре-

126