Описание работы приспособления

3.2 Описание работы приспособления

Приспособление состоит из рамы 1, домкрата гидравлического 2 грузоподъемностью 10 тонн с ручкой 3 для создания давления в гидросистеме и винтом 4 для сброса давления; емкости для масла 5, соединенной через переходник с кожухом домкрата; распределителя 6 с ручкой переключения; штуцера 7, для присоединения проверяемых трубок; манометра 8 и поддона 9. Максимальное давление создаваемое домкратом 30 МПа. Габаритные размеры приспособления 0,250×0,680×0,410 м. Масса 17,5 кг.

Приспособление работает следующим образом, к штуцеру 7 присоединяют проверяемую трубку, с другой стороны в трубку вворачивают заглушку. Рукоятку переключателя распределителя 3 устанавливают в положение «открыто» (параллельно раме 1). При этом масло будет проходить в проверяемую трубку и к манометру 8. Заворачивают винт 4. Рукояткой 10 совершают несколько возвратно-поступательных движений и создают давление
8–9 МПа (рабочее давление в гидросистеме рулевого управления автомобиля КАМАЗ-5511 равно 7,0–7,5 МПа), контролируя его по показаниям манометра 8.

Для того чтобы снять проверяемую трубку, отворачивают винт 4 и сбрасывают давление в гидросистеме. Рукоятку распределителя поворачивают в положение «закрыто» (перпендикулярно раме 1). Открывают крышку емкости для масла 5 и ослабляют гайку крепления проверяемой трубки. Масло самотеком через емкость для масла поступает в кожух домкрата. После этого проверяемую трубку снимают с приспособления.

3.3 Расчет элементов конструкции

3.3.1 Расчет резьбы на смятие

Расчет резьбы болта на смятие сводится к проверке ее работы без повреждений при максимальном давлении 30 МПа.

Расчет резьбы на сжатие проведем при наихудших условиях, то есть отверстие в болте будем считать закрытым по формуле [7]

σ_см = ≤ [σ_см], (3.1)

где Р_max – сила, действующая на болт, Н;

F_см – площадь рабочей части резьбы, равная 176 мм²;

[σ_см] – допустимое напряжение при сжатии, [σ_см] = 160 МПа.

Силу, действующую на болт, определим по формуле

Р_max = G ∙ S_вн, (3.2)

где G – давление, создаваемое домкратом, Н/м²;

S_вн – внутренняя площадь болта, м².

Р_max = 300 ∙ 10⁵ ∙ 0,00053 = 15900 Н

σ_см =  = 90,3 Н/мм²

Условие выполняется 90,3 ≤ 160 МПа.

3.3.2 Расчет переходника на срез

Расчет переходника на срез будем проводить по формуле [7]

τ_ср =  ≤ [τ_ср], (3.3)

где F – сила, действующая поперек переходника, Н;

d_н – наружный диаметр переходника, мм;

d_вн – внутренний диаметр переходника, мм;

[τ_ср] – допускаемое напряжение на срез, Н/мм².

Расчетная схема приведена на рисунке 3.3.

Силу, действующую поперек переходника, определим по формуле

F = mg, (3.4)

где m – масса емкости с маслом, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с².

F = 0,629 ∙ 9,8 = 6,12 Н

τ_ср =  = 0,3 МПа ≤ 140 МПа

Условие выполняется.

3.3.3 Расчет диаметра хвостовика золотника

При расчете оси наиболее важное внимание уделяется расчету диаметра.

Диаметр определим по третьей теории прочности [7]

σ_III = ≤ [σ], (3.5)

где σ – напряжение изгиба, МПа;

τ – касательные напряжения, МПа;

[σ] – допускаемое напряжение, МПа.

Расчетная схема приведена на рисунке 3.4.

Для расчета необходимы следующие данные: сила, действующая на ось Р = 200 Н; крутящий момент М_кр = 11600 Н∙мм; длина оси l = 14 мм.

Σх =0 Н_А = 0

Σу = 0 R_А – Р = 0; R_А = Р = 200 Н

Определим изгибающий момент по формуле

М_изг = Р ∙ l, (3.6)

где Р – сила, действующая на ось, Н;

l – длина оси, мм.

М_изг = 200 ∙ 14 = 2800 Н∙мм

Условие прочности на кручение:

τ =  ≤ [τ], (3.7)

где М_кр – кружащий момент, Н∙мм;

W_р – полярный момент инерции, м³;

[τ] – допускаемое напряжение, [τ] = 120 МПа.

Полярный момент сопротивления:

W_р = , (3.8)

где d – диаметр оси, мм.

d = , (3.9)

d = = 7,8 мм

Проверка прочности на изгиб:

[σ] ≥ , (3.10)

где М_изг – изгибающий момент, Н∙м;

W_х – осевой момент сопротивления, м³;

[σ] – допускаемые напряжения, МПа.

W_х = , (3.11)

где d – диаметр оси, мм.

d = , (3.12)

d = = 5,9 мм

Так как из условия прочности на кручение диаметр оси получили больше, принимаем диаметр оси d = 8 мм.