Расчет сосудов в компасе
Расчет сосуда под давлением
Автор Leadstar, 07.12.15, 13:41:50
« предыдущая – следующая »
0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.
Вниз Страницы 1 2 3 4 5 6
Не сразу, ну и от контактных давлений зависит (их можно найти допускаемые для некоторых сталей, когда контакт по линии).
А много тут крутить и не надо.
ЗЫ а что бы сфера по сфере работала и контакт не по линии был, надо что бы они совпадали, а это жесткий допуск и шлифовка (ну либо качественная токарка ЧПУ). Иначе всеравно контакт по линии, то же что и с конусом.
Цитата: Leadstar от 07.12.15, 17:02:39
Спасибо, гляну. Про конус понял. Я думал два конуса предлагаете делать (конус по конусу).
Но, мне кажется, сфера по конусу будет продавливать колею (т.к. площадь контакта будет меньше, следовательно, смятие будет глубже), отсюда и вращение будет хуже. Но может и ошибаюсь.
не ошибаетесь.
Как-то напоролся на такое. Сфера на конусе продавила колею.
Цитата: Leadstar от 07.12.15, 16:51:43
Я тоже не понимаю. Испытывали номиналом, 210 т.е. Но меня на испытаниях не было, может и превысили. Поэтому расчетами хочу удостовериться, что все окей в конструкции.
После испытаний деформация приняла такой вот вид (диаметр 110 вблизи сферы тоже раздуло, если считать по формуле, по которым считают трубопроводы на разрыв, то там даже трехкратным давлением ее не порвешь):
У меня даже при двукратном давлении гайка не выдержит.
При двукратном выдерживает, но без запаса.
А у Вас в Компасе модуль АПМ есть? я в нём быстренько веду расчёты
АПМ нету.
Про трехкратное, может, погорячился. Считал давно, около года назад, помню, что запас был большой.
Kirilius83 Радиус по 9му квалитету, на ЧПУ.
Цитата: beginner от 07.12.15, 16:28:18
Быть может не сферу сдвигать, а просто левый торец гайки отодвинуть чуть левее.
Есть ли возможность чуть увеличить внешний диаметр гайки и не УХИ приваривать, а выполнить 2 лыски под ключ…
И еще вопрос:
А вы уверены, что пробное давление при испытании именно ИСПОРЧЕННОЙ гайки было выставлено верно?
А вдруг кто-то решил проверить при каком давлении гаечка лопнет?… а потом просто забыли Вам сказать про это…
А, вам не кажется, что гайку штуцером свернули….
Превысили допустимый угол наклона, относительно оси…
Может быть ошибаюсь, но мне кажется в этом причина…
Теперь остается только гадать. Фарш назад не провернуть) Из фактов только раздутая гайка. Какое было давление, что с ней сделали – никто не скажет, если это вина на производстве. Да, то, что это произошло первый раз (вообще этих изделий было изготовлено и испытано за год больше ста) наталкивает на мысль, что что-то где-то было не так именно с этой гайкой или с испытанием.
Мне нужно лишь со своей стороны убедиться в прочности конструкции, а как посчитать – не понимаю.
А есть 3D модельки?
А для предварительных расчетов в APM FEM не пробовали? Какие хоть результаты получаются?
VLSh, вы прочитайте предыдущие сообщения и найдёте ответ на ваше…
Я например ничего непонял. Про что говорится в сообщениях ?
Если чисто АПМ, то это отдельная программа для расчета на прочность делатей машин. И немудрено, что её нет у человека.
А если речь идет про отдельное приложение (модуль) для предварительных расчетов в КОМПАСе, то она называется – АПМ FEM
Как вас понять коль пышите непонятно
Хотелось бы увидеть всё соединение. Возможно, центр сферы должен быть недалеко от правого торца втулки.
Давайте логически рассуждать
Как правильно заметил
Цитата: tramp_m от 07.12.15, 18:15:28
А, вам не кажется, что гайку штуцером свернули….
Превысили допустимый угол наклона, относительно оси…
Может быть ошибаюсь, но мне кажется в этом причина…
И
Цитата: Kirilius83 от 07.12.15, 16:54:33
Нет там давления – гайка его вообще на прымую не восринимает. Там только осевая сила от штуцера, направлена строго в одном направлении)) А вот сила уже от давления появляется.
Чтобы так свернуть гайку по Вашей схеме надо, чтобы сила F действовала по оси, тогда получается клин и происходит раздувание гайки.
Если бы источником силы явилось давления, то и штуцер тоже бы раздуло, но про него Вы молчите значит он в порядке. Поэтому можно смело предположить, что когда затягивали гайку создали приличное усилие
Теперь что могло быть в слабом месте:
Просто брак токарь углубил канавку после резьбы – тем самым уменьшил толщину стенки гайки.
Могла быть в этом месте трещина? Могла. Вы же гайку калите,
Что делать:
1. Обратить внимание ОТК на проверку толщины этой канавки
2. Записать в т.т. чертежа сборки с какой силой заворачивать гайку на штуцер.
ИМХО. Можно было получить такую ситуацию даже без давления, а просто пустив по штуцеру горячую воду, он бы расширился и выпер гайку.
Цитата: Студент 2015 от 08.12.15, 19:17:44
Давайте логически рассуждать
…
Если бы источником силы явилось давления, то и штуцер тоже бы раздуло, но про него Вы молчите значит он в порядке. Поэтому можно смело предположить, что когда затягивали гайку создали приличное усилие
Не убедили
Цитата: Студент 2015 от 08.12.15, 19:17:44
Просто брак токарь углубил канавку после резьбы – тем самым уменьшил толщину стенки гайки.
Могла быть в этом месте трещина? Могла. Вы же гайку калите,
Что делать:
1. Обратить внимание ОТК на проверку толщины этой канавки
2. Записать в т.т. чертежа сборки с какой силой заворачивать гайку на штуцер.
ИМХО. Можно было получить такую ситуацию даже без давления, а просто пустив по штуцеру горячую воду, он бы расширился и выпер гайку.
На ЧПУ делается деталь – автор про это писал
Уверен на 100% что раз уж на предприятии есть станки с ЧПУ, то и есть толковые инженеры, которые или в ТТ записывают моменты затяжки или есть внутренний документ моменты затяжки для всех резьб.
УБЕДИЛИ. Свзяи вообще НОЛЬ. Но тем не менее я НЕ верю, что моменты затяжки не были обговорены/указаны.
Цитата: beginner от 08.12.15, 21:57:42
…
Уверен на 100% что раз уж на предприятии есть станки с ЧПУ, то и есть толковые инженеры, которые или в ТТ записывают моменты затяжки или есть внутренний документ моменты затяжки для всех резьб.
тоже,знаете ли,
Цитата: beginner от 08.12.15, 21:57:42
Не убедили
Связь между станками с ЧПУ, квалификацией инженеров и правильными записями в ТТ чертежей – ??? Могут быть станки и при этом могут исчезнуть инженеры, … вариантов развития событий много.
не ну что Вы в самом деле докапались …
я лишь хотел сделать акцент на то, что НЕ согласен с комментарием пользователя.
Студент даёт определённые советы. Но в то же время он не узнал у ТС, а были ли записи о МОМЕНТЕ ЗАТЯЖКИ…
Вы считаете что 99 деталей были изготовлены на станке с ЧПУ нормально, а одна на столько плохо, что поламалась? уверен, что НЕТ.
Цитата: beginner от 08.12.15, 22:29:22
Студент даёт определённые советы. Но в то же время он не узнал у ТС, а были ли записи о МОМЕНТЕ ЗАТЯЖКИ…
Вы считаете что 99 деталей были изготовлены на станке с ЧПУ нормально, а одна на столько плохо, что поламалась? уверен, что НЕТ.
Я просто хочу сказать, что не давление внутри штуцера явилось причиной раздутия гайки, а другие причины и предлагаю, на основе имеющихся данных свои версии.
Вы же согласитесь, что для того чтобы так раздуть гайку, надо чтобы одна деталь находилась неподвижно, а вторая двигалась вдоль оси т.е. был бы обыкновенный клин. Больших данных я не имею.
Так же выдвигаю версию, что такое могло произойти и при температурном перепаде, Горячая вода, штуцер прогрелся, а гайка нет вот и смещение клина вдоль оси.
Цитата: Студент 2015 от 08.12.15, 23:02:30
Я просто хочу сказать, что не давление внутри штуцера явилось причиной раздутия гайки, а другие причины и предлагаю, на основе имеющихся данных свои версии.
Ну у Вас, видимо, есть причины так думать… почему же не поделились сразу?
Я вот так сходу не смог до этого догадаться (только после изучения методом конечных элементов)
Цитата: Студент 2015 от 08.12.15, 23:02:30
Вы же согласитесь, что для того чтобы так раздуть гайку, надо чтобы одна деталь находилась неподвижно, а вторая двигалась вдоль оси т.е. был бы обыкновенный клин. Больших данных я не имею.
Конечно согласен. Ну так это и будет иметь место при любом раскладе. Мы можем вообще только наживить ответный штуцер на резьбе гайки и при подаче давления имеющийся штуцер всё равно будет пытаться “выскочить” из гайки, “раздув” её при этом.
В общем смотрим цветную картинку. Кто не доверяет может сам пересчитать.
Давление задал 300 Атм (ну чтобы наверняка)
На максимальное напряжение в крыше НЕ смотрим. Крышка там услово выполнена (см. пояснение автора) и если бы я взял толщину побольше (а не 5мм), то были бы значения напряжения поскромнее.
Сечение, которое казалось мне опасным (где проточка для выхода резьбы) показало не столь высокое напряжение (порядка 90 МПа), а вот в месте где заканчивается гайка и начинается труба (до её утолщения) напряжение уже 125 МПа.
Из этого делаю ВЫВОД: гайку НЕ могло раздуть из-за давления, т.к. при повышенном давлении в первую очередь ЛОПНЕТ труба в указанном выше месте. Скорее всего ДЕЙСТВИТЕЛЬНО просто безбашенно её завернули… не перевелись еще на РУСИ БОГАТЫРИ (сила есть ума не надо )
Цитата: Студент 2015 от 08.12.15, 19:17:44
Чтобы так свернуть гайку по Вашей схеме надо, чтобы сила F действовала по оси, тогда получается клин и происходит раздувание гайки.
Так она и действует, именно от давления.
Давление выталкивает штуцер вдоль оси, при этом раздувание самого штуцера почти не влияет на это, можно пренебречь.
Имено что клин с силой F и надо считать.
beginner, а если считать не давление, а просто к штуцеру приложить осевую силу 12..20 тонн? Там при рабочем давлении около 12 тонн усилие.
Цитата: Kirilius83 от 09.12.15, 09:46:45
beginner, а если считать не давление, а просто к штуцеру приложить осевую силу 12..20 тонн? Там при рабочем давлении около 12 тонн усилие.
В первых расчётах я так и делал. Рассчитывал напряжение только от продольной силы F. Правда у меня она была несколько меньшей.
F=p*S=21 000 000 * пи* 0.058^2/4=55483 Н (5.5 тонн). Быть может я что-то не правильно считаю?
При этой силе напряжения на сфере гайки были порядка 80 МПа.
а стрелки на картирке в радиальном направлении в трубе тогда что? я решил что от давления..
Макс диаметр уплотнения – ф84. Компас выдает площадь 55,42 см^2. Ну 55,5 считаем, х210=11 655 кг
Цитата: Kirilius83 от 09.12.15, 11:30:49
а стрелки на картирке в радиальном направлении в трубе тогда что? я решил что от давления..
Макс диаметр уплотнения – ф84. Компас выдает площадь 55,42 см^2. Ну 55,5 считаем, х210=11 655 кг
Все стрелки – это давление.
А вот на счёт максимального диаметра я действительно был не прав. Не учёл, что жидкость то и на уплотнительное кольцо будет давить. Правда не уверен, что следует брать диаметр 84 (может чуть-чуть поменьше?)
Сделаю корректировку и выложу новый результат.
Leadstar, есть идея как это методом сопромата упрощённо просчитать. (скорее всего вечером выложу наброски – времени нет сейчас)
В общем нафиговертил я в предыдущем расчёте
Ввёл людей в заблуждение…
При диаметре 84мм (Kirilius83, спасибо за серьёзное замечание) получается совсем иная картина.
и это при давлении 210 Атм только…
Вверх Страницы 1 2 3 4 5 6
Источник
Добрый день.
Данный сосуд находится под давлением 21 МПа (жидкость внутри). Представим, что правое отверстие в гайке заглушено. Опасное место в этой конструкции – соединение по сфере R43. По какой методике проводить прочностной расчет, чтобы отверстие в гайке ф77 не раздуло до ф84 (вследствие чего труба вылетит из гайки)?
С чего там вдруг слабое место?
Вот если надо проверить вылетит или нет, то задача чуть другая: адвление стремится сдвинуть штуцер вдоль оси (влево), действует на площади, ограниченной уплотнением (какой там диаметр кольца?), площадь*давление=сила, вот 55,5х210=11,7 тонн нагрузка. Вот на эту нагрузку считаем и резьбу (на выпуклый глаз – даже из Ст3 выдержит тонн 30..50), и сечение в канавке на разрыв, и кольцевое сечение около сферы на срез.
Сможет ли сфера раздвинуть гайку – тут хитрее, наверно надо через косинусы/синусы разложить силы на осевые и радиальные, и посчитать деформацию. Трением пренебречь – пойдет в запас прочности.
Но вообще там сферу никто не делает, просто плоский торец и все, достаточно сферы для уплотнения, справа. Если боиесь перкосов – тогда уж справа направляющий цилиндр, а то и вообще уплотняться по цилиндру а не сфере – тогда от момента затяжки герметичность не зависит, а иначе могут быть проблемы с затяжкой.
Слабое место, потому что на испытаниях ее раздуло. Вот теперь и думаю почему.
Когда проектировал, считал слабым местом стенку в левом штуцере (разница диаметров 63 и 72). Подобрал нужное временное сопротивление и материал, а про сферу почему то не задумался даже. Штуцер испытания прошел, а вот гайка – нет.
Но у меня есть подозрение, что при изготовлении на гайке прослабили диаметр 77, а ОТК это не заметили (из партии около 100 изделий, раздуло только одну гайку).
Вот и решил подстраховаться, пересчитать.
PS сфера нужна конструктивно – компенсировать перекосы (соединение подвижное +- пару градусов).
ЦитироватьСможет ли сфера раздвинуть гайку – тут хитрее, наверно надо через косинусы/синусы разложить силы на осевые и радиальные, и посчитать деформацию
Тут хитрее, да, над этим и ломаю голову
PPS А, еще важное дополнение. К гайке привариваются два ушка (две трубки диаметром около 25, длиной около 20мм, для затяжки ключом). Может из-за сварки материал подпортился.
Как мне представляется, то опасное место этой конструкции – приваренная крышка.
Раз уж на испытаниях гайку “раздуло”, то быть может предоставите действительные размеры “раздутой” гайки, чтобы можно было её просчитать…
Нет, крышку я нарисовал условно. На самом деле там продолжение конструкции. Крышка – просто для наглядности, что сосуд замкнут. По факту на испытании раздуло гайку в диаметре 77.
Материал гайки какой?
Не по теме, но всё же.
что за подвижное соединение? т.е. гайка в процессе работы вращается относительно оси штуцера?
Просто я вижу у Вас посадку по конусу (кстати угол какой-то не стандартный…) и в таком случае мне не понятны эти перекосы +/- пару градусов. Откуда?
Цитата: Kirilius83 от 07.12.15, 14:03:35
…
Сможет ли сфера раздвинуть гайку – тут хитрее, наверно надо через косинусы/синусы разложить силы …
Чтобы угол был побольше, гарантированный контакт по сфере перенести ближе к диаметру 77, т.е. в гайке часть сферы (ближе к диаметру 84) удалить.
Центр сферы вправо не сдвинуть?
Сферу сдвигать – очень муторно. Проще материал попрочнее взять, ту же 40Х и с подогревом приварить уши (но технологи не хотят). Только вот знать бы, какие механические свойства тут нужны, а как считать – не понимаю.
Если сдвигать сферу, то и ответные детали поплывут (которые не нарисованы здесь, например, справа в штуцере еще одна сфера, в которой проточена канавка под резиновое уплотнительное кольцо, и этот штуцер с резинкой садится в ответную сферу. Центр сфер – единый для всех трех деталей (чтобы обеспечить подвижность).
Цитата: beginner от 07.12.15, 16:12:56
Просто я вижу у Вас посадку по конусу (кстати угол какой-то не стандартный…) и в таком случае мне не понятны эти перекосы +/- пару градусов. Откуда?
Там не конус, а сфера. Да, штуцер вращается относительно гайки. В гайке сфера и в штуцере сфера (R43). Центр вращения – там, откуда идет размер радиуса сферы (этот центр общий у гайки, у штуцера и ответной третьей детали, причем правая сфера на штуцере с другим радиусом, из соображений общего центра и прямой площадки на диаметре 77, иначе бы эти две сферы слились).
Быть может не сферу сдвигать, а просто левый торец гайки отодвинуть чуть левее.
Есть ли возможность чуть увеличить внешний диаметр гайки и не УХИ приваривать, а выполнить 2 лыски под ключ…
И еще вопрос:
А вы уверены, что пробное давление при испытании именно ИСПОРЧЕННОЙ гайки было выставлено верно?
А вдруг кто-то решил проверить при каком давлении гаечка лопнет?… а потом просто забыли Вам сказать про это…
Во, сразу бы про испытания сказали)))
Ну, одна из 100 – это действительно болдьше на брак похоже. Но – можно проверить остальные при бОльшем давлении, если начнет раздувать – значит запас прочности мал.
Там действительно раздувание зависит от точки контакта – чем более пологий угол касательной в точке контакта, тем сильнее клин разжимает гайку. Сварка тоже влияет, естественно. Может там вообще гайку из другого металла сделали.
Удлините гайку, да и все.
Если хочется выяснить реальную прочность – испытайте еще раз и давите бар 300, если выдержит – то гарантровано запас прочности есть, если на 220 сломается – запас мизерный и на каких-то гайках на пределе допуска может и раздувать.
Цитата: Leadstar от 07.12.15, 16:22:35
Сферу сдвигать – очень муторно. Проще материал попрочнее взять, ту же 40Х и с подогревом приварить уши (но технологи не хотят). Только вот знать бы, какие механические свойства тут нужны, а как считать – не понимаю.
Если сдвигать сферу, то и ответные детали поплывут (которые не нарисованы здесь, например, справа в штуцере еще одна сфера, в которой проточена канавка под резиновое уплотнительное кольцо, и этот штуцер с резинкой садится в ответную сферу. Центр сфер – единый для всех трех деталей (чтобы обеспечить подвижность).
Сталь 30 же варится и прочнее 09Г2С? Сталь 20 возможно тоже.
Не делайте на гайке сферу – она во первых там излишяя, там и конуса хватит, во вторых при конусе контакт гарантированно по линии и в примерно известной точке, а если две сферы – то фиг знает где они коснутся друг друга, точно ведь не сделают, не подшипник. Всегда специально внутренний конус делают, наружную сферу.
Приду на работу, гляну, может можно увеличить длину гайки, сейчас не помню, мешает там что то или нет в общей конструкции. Но, опять же вопрос – на сколько удлинять? Методом тыка опять?
Про пологий/непологий не совсем понял. Есть какая-нибудь формула/зависимость? Давление же во все стороны работает одинаково.
Цитата: Kirilius83 от 07.12.15, 16:33:20
Сталь 30 же варится и прочнее 09Г2С? Сталь 20 возможно тоже.
Не делайте на гайке сферу – она во первых там излишяя, там и конуса хватит, во вторых при конусе контакт гарантированно по линии и в примерно известной точке, а если две сферы – то фиг знает где они коснутся друг друга, точно ведь не сделают, не подшипник. Всегда специально внутренний конус делают, наружную сферу.
Сталь 20 похуже. 30 – может быть, получше, но у нас она редко водится. Сфера на гайке обязательна. Это пункт из ТЗ – компенсировать осевое отклонение. Это принцип работы изделия, он должен в этом месте вращаться по сфере.
Leadstar, я вот не понимаю как гайку могло “раздуть”.
Вы каким давлением испытывали?
Думаю нужно с этого начать.
А то у меня при 210 атм получается напряжение НЕ более 80 МПа в гайке, т.е. она НЕ может раздуться.
Но с другой стороны, я понимаю, что испытательное давление должны были давать на 30-50% больше номинального.
Я тоже не понимаю. Испытывали номиналом, 210 т.е. Но меня на испытаниях не было, может и превысили. Поэтому расчетами хочу удостовериться, что все окей в конструкции.
После испытаний деформация приняла такой вот вид (диаметр 110 вблизи сферы тоже раздуло, если считать по формуле, по которым считают трубопроводы на разрыв, то там даже трехкратным давлением ее не порвешь):
Цитата: Leadstar от 07.12.15, 16:40:01
Про пологий/непологий не совсем понял. Есть какая-нибудь формула/зависимость? Давление же во все стороны работает одинаково.
Нет там давления – гайка его вообще на прымую не восринимает. Там только осевая сила от штуцера, направлена строго в одном направлении)) А вот сила уже от давления появляется.
Цитата: Leadstar от 07.12.15, 16:41:53
Сфера на гайке обязательна. Это пункт из ТЗ – компенсировать осевое отклонение. Это принцип работы изделия, он должен в этом месте вращаться по сфере.
Сфера обязательна на штуцере. На гайке – нет. Посмотрите любое аналогичное соединение, что “американка” (шаровое с накидной гайкой, точно как у вас, конуса были 24 и кажется 37 гр), что банальная сферическая шайба по ГОСТу.
Вспомнил где пример расчета можно глянуть – в деталях машин, соединения клиновые – там расчет клина был, кадется и раздувание считалось. Конические втулки те же…
Спасибо, гляну. Про конус понял. Я думал два конуса предлагаете делать (конус по конусу).
Но, мне кажется, сфера по конусу будет продавливать колею (т.к. площадь контакта будет меньше, следовательно, смятие будет глубже), отсюда и вращение будет хуже. Но может и ошибаюсь.
Вверх Страницы1 2 3 4 5 6
Источник