Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

Гидроаккумуляторы и газовые баллоны машины литья под давлением постоянно работают под высоким давлением 14-5-21 МПа; в момент нагнетания жидким азотом и в процессе испытания в газовых баллонах давлением достигает 18—30 МПа и выше.

В целях стабилизации недостатка силы давления в момент гидоав- удара и увеличения скорости во второй фазе подпрессовки жидкого металла дополнительно используется энергия, сконцентрированная в системе гидроаккумулятора - газовых баллонах.

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

Система аккумулятора состоит из гидроаккумулятора, стационарного газового баллона, трубопровода и золотника для зарядки жидким азотом (рис.63).

Гидроаккумулятор одновременно работает под давлением газа (верхняя зона - А) и минерального масла (нижняя зона - Б). На рис.64 показаны конструкция и типовые линейные размеры гидроаккумулятора для работы под давлением 21 МПа. В зависимости от емкости масла и газа разновидность таких аккумуляторов составляет 14 видов (табл.53).

В целях обеспечения безопасной эксплуатации литейных машин и работы обслуживающего персонала система аккумулятора должна отвечать ряду требований технадзора.

Техническим надзором контролируется и проверяется весь технологический цикл изготовления аккумуляторов. В приемосдаточных документациях машин литья под давлением должны быть приложены сертификаты на материалы. В них указываются реквизиты заказчика и изготовителя литейных машин, предмет и условия испытания материала (марка и плавочный химический состав стали, результаты испытаний механических свойств и сведения о термической обработке).

В удостоверении о проверке конструкции и испытании гидравлическим давлением аккумуляторов отражаются реквизиты завода-изго- товителя, условия работы и испытания (максимальное рабочее давление, допускаемая температура, емкость и дата испытания), метод сварки и клеймо технадзора.

В процессе эксплуатации литейных машин технологам и механикам приходится проводить проверочный расчет прочности материала газовых баллонов и аккумуляторов.

Напряжение растяжения, возникающее в стенках аккумулятора, определяется по формуле

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

где dH и dB - наружный и внутренний диаметры цилиндра, мм; р - максимальное давление рабочей жидкости и газа, МПа.

Для сосудов, работающих под высоким давлением, действует следующая зависимость

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

где n - коэффициент запаса прочности, равный 1,5.

Толщину стенки δ сосуда можно определить по следующей зависимости

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

где δ' - припуск на коррозию. При расчетах δ' принимается 1 мм.

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

Пример

Определить минимальную толщину δ стенки для стационарного газового баллона.

Исходные данные для расчета: материал - сталь 40.

временное сопротивление разрыву при растяжении 600-750 МПа;

δрасч 380 МПа;

наружный диаметр dH - 267 мм; рабочее давление р - 17,5 МПа; испытательное давление 22,8 МПа; коэффициент запаса прочности 1,5; припуск на коррозию 1 мм.

Определить минимальную толщину стенки δ

Конструкция и расчет гидроаккумулятора и газовых баллонов на прочность

Принимается δ = 10,5 мм.

В целях обеспечения безопасной эксплуатации гидроаккумуляторов и газовых баллонов необходимо выполнить следующие расчеты:

  1. Расчет при максимальном и испытательном давлении в зоне резьбы гидроаккумулятора.
  2. Расчет толщины стенки цилиндрической трубы.
  3. Расчет эталонного напряжения на цилиндрической трубе.
  4. Расчет днищ гидроаккумулятора.

Смотрите также