Разработка и исследование нормального ряда однослойных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Зверьков, Г. Е.

• Зверьков, Г. Е.
• 1966

Оглавление диссертации Зверьков, Г. Е.

Введение

ГЛАВА I. Постановка вопроса и цель исследования

1-1. Историческая справка 1-2. Значение сильфонов в народном хозяйстве

1-3. Задачи данной работы связей между геометрическими ла-ослойных сильфонов из диспер-сионно-твердёющих сплавов и их физическими характеристиками.

2-1. Выбор дшсперсионно-твердеющих сплавов для нормального ряда бесшовных однослойных силзфонов.2.

2-2. Анализ точности расчетных формул жесткости сильфонов из дисперсионно-твердею-щих сплавов по сосредоточенной нагрузке. Вывод уточненной формулы

2-3. Исследование влияния геометрических параметров однослойных бесшовных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов на их физические характеристики а/ Исследование влияния шага волн гофра на жесткость сильфона по сосредоточенной силе . .A б/ Исследование влияния соотношения радиусов закруглений волн (при t=Corut) на жесткость сильфона в/ Исследование влияния соотношения радиусов закруглений волн (при "t = Q)rist) на циклопрочность сильфона . S

2-4. Выводы.

-5Стр.

ГЛАВА 3. Обоснование основных положений разрабатываемого нормального ряда однослойных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов

3-1. Выбор исходного параметра разрабатываемого ряда сильфонов.

3-2. Обоснование принятых значений наружного и внутреннего диаметров сильфонов и наружного диаметра трубок-заготовок

3-3. Выбор значений толщины стенки трубокзаготовок

3-4. Выбор геометрии гофрированной части сильфонов.S

3-5. Допускаемые отклонения толщины стенки трубок-заготовок.

3-6. Допускаемые отклонения значений наружного и внутреннего диаметров и шага волн гофра сильфонов . . . 2> а/ Допускаемые отклонения наружного диаметра сильфонов . • Ь$ б/ Допускаемые отклонения внутреннего диаметра сильфонов . • в/ Допускаемые отклонения шага волн гофра сильфонов.

3-7. Допускаемые отклонения жесткости сильфонов разрабатываемого ряда . дб

3-8» Выводы.

ГЛАВА Исследование физических характеристик разработанного ряда однослойных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов

4-1. Определение величин максимального рабо- И9 чего хода и максимального рабочего давления сильфонов разработанного ряда аСтр. а/ Методика определения максимального рабочего хода и расчет максимального рабочего хода разработанных сильфонов . <2& б/ Методика определения максимального рабочего внутреннего давления ш расчет максимального рабочего внутреннего давления разработанных сильфонов . . \Ъ\

Циклопрочность разработанных сильфонов . . . \ЪЪ

4-3. К вопросу об устойчивости разработанных сильфонов под дейстшем внутреннего давления

4-4. Исследование резонансных частот и амплитудно-частотных характеристик сильфонов разработанного ряда. <

4-5. Выводы.<

Глава 5. Расчет технико-экономической эффективное- % ти от внедрения разработанного ряда сильфонов из дисперсионио-твердеющих сплавов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование нормального ряда однослойных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов.»

Особая роль в пятилетнем плане развития народного хозяйства отведена приборостроению. Без дальнейшего увеличения производства приборов и средств автоматизации и повышения их технического уровня невозможно решить поставленные задачи по выпуску продукции народного хозяйства необходимого качества и в требуемом объеме.

Одной из основных деталей большого числа разнообразных приборов, которые применяются для измерения и регулирования таких теплотехнических параметров, как давление, температура, расход, уровень и т.д., являются упругие чувствительные элементы, в том числе сильфоны. Приборы, выполненные с применением сильфонов, не уступают изделиям подобного же назначения, работающим на основе использования электрических и других методов измерения теплотехнических параметров, а в ряде случаев и превосходят их. Многие приборы и изделия вообще становятся конструктивно выполнимыми лишь при условии применения сильфонов; при этом обеспечивается создание наиболее простой, компактной, эксплуатационно надежной конструкции»

В настоящее время сильфоны применяются в качестве упругих чувствительных элементов в автоматических измерительных устройствах и приборах: терморегуляторах, расходомерах, уровнемерах, плотномерах, дифференциальных манометрах, манометрах, вакуумметрах и в других приборах самых t разнообразных конструкций, Сильфоны обеспечивают передачу угловых и линейных перемещений при одновременном исполнении функции разделителей сред, используются в качестве бес сальниковых уплотнений в трубопроводной арматуре, компрессорах, насосах, в качестве силовых органов в пневматических и гидравлических исполнительных механизмах современных систем автоматического дистанционного управления, тепловых компнеса-торов в трубопроводах и т.д.

Столь широкое распространение сильфонов в технике определило необходимость разработки единого государственного документа (нормали или стандарта), регламентирующего геометрические размеры и физические характеристики нормального ряда сильфонов (с технически и экономически обоснованной градацией основных параметров), и организации на основе этого документа массового выпуска сильфонов специализированными организациями Именно такая задача была поставлена перед приборостроительными организациями 1-ой общесоюзной научно-технической конференцией по упругим чувствительным элементам. Нормальный ряд однослойных бесшовных сильфонов был разработан автором в Смоленском филиале НИЙТеплоприбор и утвержден Государственным комитетом стандартов, мер и измерительных приборов СССР в качестве ГОСТа (ГОСТ 11915-66;.

В данной работе излагаются принципы построения нормального ряда бесшовных однослойных сильфонов, предназначенных для применения в качестве УЧЭ, результаты исследований по определению влияния геометрических параметров на физические характеристики сильфонов и результаты исследования основных физических характеристик сильфонов разработанного ряда.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Зверьков, Г. Е.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы был исследован широкий круг вопросов:

I. Исследована точность основных расчетных формул жесткости. Получена более точная формула (погрешность расчета составляет в среднем 6-9%), позволяющая рассчитывать жеат-кость сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов в широком диапазоне их геометрических размеров. Это дало возможность определить жесткость всех типоразмеров сильфонов разработанного ряда, практически исключив необходимость проведения трудоемких экспериментальных работ.

2. Исследовано влияние шага волн на жесткость сильфонов.

Используя полученную выше формулу, показано, что зависимость жесткости от шага волн имеет параболический характер, t.eJ у любого типоразмера сильфона жесткость имеет минимум при определенном значении шага волн (tcrMn), уменьшение или увеличение шага волн от torun. вызывает увеличение жесткости.

Проведенные эксперименты подтвердили полученную зависимость жесткости от шага волн. Дан метод расчета оптимального значения шага волн у сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов.

3. Проведено экспериментальное исследование влияния соотношения радиусов закруглений волн на циклопрочность и жесткость сильфонов. Показано, что с увеличением соотношения радиусов ( ^/Kj. ) циклопрочность и жесткость сильфонов увеличиваются. Соотношение радиусов закруглений волн у сильфонов разрабатываемого ряда принято равным 0,7 4- 0,8.

Выбраны и пддтверждена целесообразность выбранных значений и врадации значений эффективной площади, наружного и внутреннего диаметров сильфонов и диаметра трубок-заготовок.

На основании приведенных исследований разработана геометрия гофрированной части нормального ряда сильфонов из диспер-сионно-твердеющих сплавов,

5. Исследовано рассеяние значений основных геометрических размеров сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов. Установлено, что и при существующем уровне технологии сильфоны можно изготавливать с более узкими полями допускаемых отклонений основных геометрических размеров, укладывающимися в одностороннее поле 7-8 классов точности. Установлены допускаемые отклонения основных геометрических размеров для всех сильфонов разработанного ряда. Показана техническая возможность и экономическая целесообразность изготовления сильфонов с принятыми допускаемыми отклонениями геометрических размеров,

6. Разработаны методы расчета предельных и допускаемых отклонений жесткости сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов и подтверждена их достоверность путем корреляционной обработки значений Zq,D,d u.S0 У опытных партий сильфонов. Это позволило определить технически возможные и экономически целесообразные значения допускаемых отклонений жесткости у всех типоразмеров сильфонов разработанного ряда, исключив необходимость проведения трудоемких экспериментальных работ.

7. Разработаны методики определения максимальных рабочих значений хода и давления сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов. Показано, что у всех типоразмеров сильфонов при максимальных рабочих значениях хода и: давления, определенных по разработанным методикам, возникают равноценные напряжения. Приведены результаты экспериментального определения максимальных рабочих значений хода и давления у разработанных сильфонов и формулы, позволяющие с достаточной для практических целей точностью рассчитывать максимальные рабочие значения хода и давления у сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов.

8. Разработана номограмма для определения циклопрочности разработанных сильфонов (для схемы работы сильфонов при

Л.-Vo/i. и Р- Coa^t.). Установлена функциональная связь между циклопрочностью и относительными нагрузками по ходу и давлению сильфонов (для схемы работы сильфонов при \= CoruSt. и Р - Voji .) .

9. Исследована точность расчета величины критического давления у разработанных сильфонов из дисперсионно-твердеющих иплавов. Для каждой из рассматриваемых формул определены диапазоны типоразмеров сильфонов, для которых расчет величины критического давления по указанным формулам имеет достаточную для практических целей точность.

10. Исследованы резонансные частоты и амплитудно-частотные характеристики сильфонов разработанного ряда.

Список литературы диссертационного исследования Зверьков, Г. Е., 1966 год

1. ДОБРУНИхЧ ЕоМ, ПАН Ч1УН-Ч1М-1В.Вопросы динамической точности приборов автоматического контроля размеров, Машгиз, М. 1963,

2. ЗВЕРЬКОВ Г.Е., ЕВТЕЕВ B.C.11 вопросу о долговечности сильфонов, Сб, "Труды института "НИИТеплоприбор", № I, 1965. -il^

6. A/(teoC to сои^го£ terrvpe^tuAeSL c/t рил^и/ьел? .