Задача по "Физике"

Исходные данные:

внутреннее давление среды: Р0 = 76 МПа

внутренний диаметр корпуса: Dу = 50 мм

наружный диаметр уплотнительного кольца: D1 = 75 мм

рабочее усилие одной пружины: Рраб =1500 МПа

диаметр шпинделя в месте посадки: dс = 30 мм

внутренний диаметр подшипника: dn = 50 мм

высота манжеты: h = 20 мм

наружный диаметр манжеты: Dн = 55 мм

Определение усилий, действующих на шпиндель

при открывании задвижки

Q_0^ˈ= Q_1^ˈ- Q_шп=660,074-0,054=660,020 Н

при закрытии задвижки

Q_0= Q_1- Q_шп=360,040+0,054=360,094 Н

Q_1^ˈ – усилие для перемещения плашек в начале открытия, Н

Q_1 – усилие для перемещения плашек в конце открытия, Н

Q_шп – выталкивающее усилие от действия давления среды на шпиндель, Н

Q_1^ˈ= ((πD_1^2)/4* P_0+ Q_пр )* f^ˈ=((3,14*〖0,075〗^2)/4* 76+ 3000)* 0,22=660,074 Н

Q_1= ((πD_1^2)/4* P_0+ Q_пр )* f=((3,14*〖0,075〗^2)/4* 76+ 3000)* 0,12=360,040 Н

D_1 – наружный диаметр уплотнительного кольца, м

Q_пр – усилие от действия распорных пружин, Н

P_0 – внутреннее давление среды, Мпа

f – коэффициент трения движения шибера (f= 0,12)

f^ˈ – коэффициент трения покоя шибера 〖(f〗^'= 0,22)

Q_пр= P_раб* Z=1500*2=3000 Н

Z – число пружин (Z = 2)

P_раб – рабочее усилие одной пружины, МПа

Q_шп= P_0* (πd_c^2)/4=76* (3,14*〖0,03〗^2)/4=0,054 Н

d_c – диаметр шпинделя в месте посадки, м

Определение диаметра шпинделя

d=k √(Q_0/[σ_пр ] +0,3*S)=1,17*√(360,094/224,3+0,3*0,006)=1,483 м

k –