POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-3 BADANIE SZTYWNOŚCI PROWADNIC HYDROSTATYCZNYCH

Transkrypt

1 POLITECHNIK ŁÓDZK INSTYTUT OBBIEK I TECHNOLOGII BUDOWY MSZYN Ćwiczenie H- Temat: BDNIE SZTYWNOŚCI POWDNIC HYDOSTTYCZNYCH edacja i racwanie: dr inż. W. Frnci Zatwierdził: rf. dr ab. inż. F. Oryńsi Łódź, 00r. Elementy stanwisa wyrzystywaneg w ćwiczeniu zstały zauine w ramac rjetu: - Dstswanie infrastrutury eduacyjnej Wydziału Mecaniczneg Plitecnii Łódziej d rgnzwanyc trzeb i czeiwań rynu racy wjewództwa łódzieg rzez zau wysażenia rzeznaczneg d nwczesnyc metd nauczania wsółfinanswaneg rzez Unię Eurejsą z Eurejsieg Funduszu zwju eginalneg w ramac eginalneg Prgramu Oeracyjneg Wjewództwa Łódzieg na lata

2 Temat ćwiczenia: BDNIE SZTYWNOŚCI POWDNIC HYDOSTTYCZNYCH Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zaznanie studentów z nstrucją, rdzajami i zasadą działania rwadnic ydrstatycznyc raz badanie ic sztywnści. Prgram ćwiczenia:. Ogólne zaznanie się z nstrucją, rdzajami i zasadą działania rwadnic ydrstatycznyc.. Oreślenie sztywnści rwadnic ydrstatycznyc.. Badanie sztywnści rwadnic ydrstatycznyc. Literatura. Wrtny T.: Pdstawy nstrucji brabiare. Warszawa 97 WNT.. Kwaisz L. Lewandwsi D.: Prwadnice ydrstatyczne. Mecani Kwaisz L., Frnci W : Wływ mimśrdweg bciążenia surtu na jeg rzemieszczenie w rwadnicac ydrstatycznyc. ZN PŁ, Mecania, Kwaisz L. Lewandwsi D. Obliczanie rwadnic ydrstatycznyc. ZN PŁ, Mecania, Wstę. Knstrucja rwadnic ydrstatycznyc. Smarwanie ydrstatyczne lega na wrwadzeniu między wsółracujące wierzcnie rwadnic leju d ciśnieniem, c zwala na uninięcie bezśrednieg ntatu wierzcni i zaewnia niezależnie d rędści rzesuwu wsółracę w warunac tarcia łynneg. Umżliwia t uzysanie równmierneg bez drgań ciernyc rucu rzy bardz małyc rędściac rzesuwu, c wymaga zastswania mecanizmów rzesuwwyc minimalnyc rac tarcia n. rzeładnie śrubwe tczne i ydrstatyczne. Prwadnice ydrstatyczne carateryzują się nie tyl minimalnymi rami tarcia, ale również dużą sztywnścią i trwałścią dładnści. Elementy ary rwadnicwej są wynywane z materiałów nieutwardznyc. Dbór rdzaju materiału jest mał isttny. Najczęściej stsuje się sjarzenia materiałwe: stal-stal, żeliw-żeliw, żeliw-stal. Kmry ydrstatyczne służą d rzrwadzenia leju na całej wierzcni nśnej rwadnic. Najczęściej stswane ształty i rzmieszczenie mór zasilającyc rzedstawin na rys..

3 ys.. Przyłady ształtów i rzmieszczenia mór lejwyc na rbczyc wierzcniac rwadnic ydrstatycznyc. Zwięszenie liczby i wierzcni mór rawia nśnść rwadnicy, garsza jedna właściwści dynamiczne ary rwadnicwej. W rwadnicac z mrami tyu g wystęuje najmniejszy wływ rędści rzesuwu na grubść warstwy leju. W rwadnicac tyu d i c wływ rędści rzesuwu na wysśc szczeliny wyływwej jest mniejszy niż w rzyadu a,c,f. Własnści dynamiczne rwadnic z mrami tyu a,b,c,d,e,f są lesze niż tyu g. Prwadnice z mrami b,c carateryzują się mniejszym wydatiem d zstałyc, ale ic nśnść jest mniejsza. Pnadt w bciążnyc rwadnicac twartyc z mrami tyu b i c mże nastąić rzylejanie się rwadnic w czasie stju. Tywe ształty i ułady rwadnic ydrstatycznyc rstliniwyc rzedstawin na rys..

4 ys.. Przyłady rzwiązań nstrucyjnyc rwadnic ydrstatycznyc z uwzględnieniem ształtów wierzcni rbczyc.

5 Ze względu na ierune rzenszenia bciążenia w łaszczyźnie rstadłej d tru rucu rwadnice ydrstatyczne dzielimy na twarte i zamnięte. Prwadnice twarte (ys...,8,0) rzenszą tyl nieznaczne mmenty rzecyłwe i stswane są wtedy, gdy siły bciążające dcisają zesół rucmy d rwadnic, a mmentm d sił srawania rzeciwdziałają dstatecznie duże siły ciężści (n. rwadnice stjaów, ciężic łyt, stłów szlifiere). W zstałyc rzyadac nieczne jest stswanie rwadnic zamniętyc. Sśród rwadnic twartyc (,8,0) najrstsza d wynania jest rwadnica 8, siada na jedna najwięszą liczbę mór w rzerju rzecznym, c znacznie zwięsza natężenie rzeływu leju. Z rwadnic zamniętyc najrstsze d wynania są rzyadi i.w rwadnicac zamniętyc (twartyc) jedna lub dwie rwadnice mgą być ierunwe. Krzystniejszym rzyadiem jest stswanie jednej rwadnicy ierunwej (6,7,9,). Mżliwe jest wówczas zamnięcie sił na jednej rwadnicy raz dładniejsze jej wynanie.. Zasilanie rwadnic ydrstatycznyc. Ze względu na ssób zasilania rzróżnia się: rwadnice stałym natężeniu rzeływu rwadnice zmiennym natężeniu rzeływu ( stałym ciśnieniu zasilania). Na rys. rzedstawine zstały dwa rzyłady rwadnic stałym natężeniu rzeływu. ys.. Scematy rwadnic stałym natężeniu rzeływu. Ułady teg tyu mżna zrealizwać rzez zastswanie jednej my stałym wydatu i ddzielneg dławia rzy ażdej mrze rys.a alb rzez użycie dla ażdej mry ddzielnej my stałym wydatu rys.b. Uład z ddzielną mą dla ażdej mry carateryzuje się więszą sztywnścią jest jedna znacznie drższy. Na rys. 4. rzedstawine zstały scematy uładów zasilania rwadnic zmiennym natężeniu rzeływu:

6 ys.4. Scematy rwadnic zmiennym natężeniu rzeływu.. Wyznaczanie sztywnści rwadnic ydrstatycznyc. zład ciśnień w mrac rwadnicy rwadnicy ydrstatycznej bciążnej siłą suiną P rzedstawin na rys. 5. ys.5.zład ciśnień w mrac rwadnicy ydrstatycznej bciążnej siłą suiną P. W celu wyznaczenia sztywnści ary rzeciwległyc mór rwadnicy ydrstatycznej zamniętej ułżn dwiednie równania rzeływów: Q Q d d () gdzie: 0 ciśnienie rzed dławiiem, ciśnienie w mrac (dciążnej i dciążnej) d, d ry ydrauliczne dławiów, ry ydrauliczne szczelin wyływwyc

7 Krzystając ze wzrów () i uwzględniając w nic wymiary gemetryczne mór (wsółczynnii, ) wyznaczn ciśnienia i () w dwóc rzeciwległyc mrac (rys.5) d gdzie;, wielść szczeliny wyływwej. d () wsółczynni uwzględniający wymiary gemetryczne mór: 6 Bb b L l B b L l b wsółczynni leści leju Nśnść ary mór rwadnicy ydrstatycznej zamniętej symetrycznej azanej na rys.6 ys.6. Scemat uładu mdelweg rwadnic ydrstatycznyc w wersji trzysegmentwej: -element nierzesuwny (inla);,4 łyty górna i dlna; łyty bczne; 5 filtr, 6 ma zębata, 7 zawór rzelewwy, 8 zbirni leju, 9 wężwnica, wręty mcujące, dławii szczelinwe;, manmetry, 4 termmetr.

8 wynsi: e F P gdzie: b e l l l B F Pnieważ wiadm, że: więc: d d e F P () óżniczując zależnść () względem i rzyjmując ze względu na symetrię uładu = = raz mijając małe wyższeg rzędu dla stanu czątweg gdy 0 sztywnść statyczna reślna jest wzrem: d d d d e F c (4) Przeształcając równania () uzysuje się zależnści: d d d d (5) gdzie: B, B wsaźnii ciśnień w mrac niebciążnyc ; ciśnienia w mrac niebciążnyc.

9 Uwzględniając wyższe równania w zależnści (4) uzysan nastęujący wzór na sztywnść: c Fe (6) masimum: Z analizy równania (6) wynia że dla 0 5 sztywnść czątwa siąga Natmiast sztywnść średnia wynsi:, Fe c max, 5 Fe cś (7) ZDNI DL STUDENTÓW.. Pmiar ciśnień mrwyc: zasilać rwadnice =,0 MPa, dczytać na manmetrac ciśnienia w mrac, czynnści wyższe wtórzyć dla =,5 MPa i,0 MPa, wynii wisać d tabeli, wyznaczyć B i B, bliczyć c, naryswać wyres c = f( ) dla trzec wartści ciśnień.. Badanie sztywnści rwadnic ydrstatycznyc: zasilać rwadnice =,0 MPa, zamntwać czujni 0,00 na inli rwadnic rzystawiając jeg ńcówę w śrdu rwadnic d wierzcni rwadnicy rucmej (łyta tylna rwadnic), bciążać rwadnice( centralnie - łyta rzednia rwadnic) siłami danymi w tabeli dczytać wartść rzemieszczenia, czynnści wyższe wtórzyć trzyrtnie dla ażdej wartści siły, wynii zamieścić w tabeli, miary wtórzyć dla =,5 MPa i =,0 MPa, srządzić wyresy f =f (P) - teretyczne i rzeczywiste, wyciągnąć wnisi.