Guns.ru Talks
апгрейд и ремонт пневматики
Научу рассчитывать резервуары высокого давления. Москва. ( 3 )

вход | зарегистрироваться | поиск | реклама | картинки | календарь | поиск оружия, магазинов | фотоконкурсы | Аукцион
Автор
Тема: Научу рассчитывать резервуары высокого давления. Москва.
Drozdovik
21-6-2017 19:41 Drozdovik
quote:
Изначально написано maksim-432:
Конечно, куда приятнее отвечать на вопросы выше, про балончик от СО2.)))
Вы в программу свою его забейте, наряду с "трубой Эдуарда".

Вы любите поспорить, но при этом упорно подменяете одни термины другими. В данном случаи расчёт и ввод данных (автоматизированный ввод данных). В таком случаи наш дальнейший диалог просто не возможен, я не телепат и никогда не смогу узнать что на самом деле вы имели ввиду под тем или иным термином. По этому лучше в этой теме больше ничего не пишите.

Petar Brzica
22-6-2017 11:27 Petar Brzica
quote:
Конечно, куда приятнее отвечать на вопросы выше, про балончик от СО2.)))

ну в принципе, то, что ответил ТС, мне мое очко и так без всякого сопромата нашептывает)) но факт остается фактом, приятель уже несколько лет благополучно пользует данную конструкцию с 250 бар, даже ронял несколько раз. баллончики борнер, +10% которые
maksim-432
24-6-2017 15:29 maksim-432
Даже отвечать не буду...

Drozdovik
24-6-2017 20:03 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:

ну в принципе, то, что ответил ТС, мне мое очко и так без всякого сопромата нашептывает)) но факт остается фактом, приятель уже несколько лет благополучно пользует данную конструкцию с 250 бар, даже ронял несколько раз. баллончики борнер, +10% которые

Там больше вопросов даже не к баллончику. Баллончики то понятное дело рассчитывают на закритическое состояние углекислоты.

Нашёл инструкции по заправке от Калабынина. Там написано, что в баллончике на 12 грамм углекислоты при температуре 30?С давление будет 160 бар.
Больше вопросов к головной части обоймы, её думаю не считали на такие давления, расчитывая, что её объёма хватит для того, чтобы после стыковки с баллончиком перевести углекислоту в равновесное состояние с давлением 71 бар при той же температуре 30?С.

С учётом резкого заполнения можно предположить, что головная часть рассчитана на рабочее давление в 2 раза больше 142 бар, но не более.

Впрочем кому интересно может прикинуть. Головная часть сделана из стали 45. Предел текучести 345 МПа.

Приятель рискует и ему везёт. В конечном итоге всё это вопрос вероятности.
У того, кто переходит дорогу на красный свет, шансов в конечном итоге быть сбитым машиной больше, чем у того, кто переходит только на зелёный.

Petar Brzica
24-6-2017 22:47 Petar Brzica
quote:
Больше вопросов к головной части обоймы

голова и обтюратор - малоеб..щие факторы, т.к. надежно прикрыты рамкой и затвором. магазин планирую вообще не извлекать из пистолета, тем более под давлением, шары заряжать ч/з дырку в пятке. про 160 и 71 бар не совсем понял. всегда думал, что в баллончике как раз и есть 70 с небольшим бар при +30
Drozdovik
25-6-2017 12:47 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:

голова и обтюратор - малоеб..щие факторы, т.к. надежно прикрыты рамкой и затвором. магазин планирую вообще не извлекать из пистолета, тем более под давлением, шары заряжать ч/з дырку в пятке. про 160 и 71 бар не совсем понял. всегда думал, что в баллончике как раз и есть 70 с небольшим бар при +30

70 с небольшим бар это при равновесном состоянии углекислоты, после стыковки с баллончиком. А в запечатанном баллончике пространства для газообразной фазы гораздо меньше, поэтому и давление больше.

Кстати, я так и не понял, как баллончик соединён с заправочным штуцером внизу? Если там паяный или сварной шов, то это не здорово, потому, как на сварные сосуды запас прочности рекомендуется уже 5и кратный, а не 3ёх кратный по пределу текучести. Ну и разумеется любое вмешательство в штатную конструкцию требует переопрессовки (повторного гидротеста). Калабынин, например, свои перезаправляемые баллончики проверяет на прочность, пред тем, как продать.

Использовать или не использовать подобную конструкцию дело конечно ваше, но опять же повторюсь, вопрос о том рванёт или не рванёт вопрос вероятностный. Баллончики выпускаются массово и производитель может себе позволить экономить на них буквально каждую копейку, чтобы увеличить прибыль, а значит он не будет делать стенки баллончика толще, чем это необходимо для безопасного использования на углекислоте, т.е. при рабочем давлении 160 бар. Давление в 250 бар запредельно. И сообщений о несчастных случаях нет только потому, что эта конструкция малораспространённая.
Подумайте стоит оно того, есть и более безопасные способы разгона MP-654К от того же Калабынина, например.

Petar Brzica
25-6-2017 13:39 Petar Brzica
quote:
А в запечатанном баллончике пространства для газообразной фазы гораздо меньше, поэтому и давление больше.

по-моему здесь вы ошибаетесь, но спорить не буду, т.к. сам "плаваю" в этой сфере

снизу никакой сварки нет. в баллончике маленькая дырка и он зажат квиком, также как штатным поджимным винтом. между ними резиновая прокладка

Drozdovik
25-6-2017 19:54 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:

по-моему здесь вы ошибаетесь, но спорить не буду, т.к. сам "плаваю" в этой сфере

снизу никакой сварки нет. в баллончике маленькая дырка и он зажат квиком, также как штатным поджимным винтом. между ними резиновая прокладка

Я честно говоря тоже плаваю. Мне пока не понятно как рассчитывать давление в баллончике с сжиженным СО2, одним уравнением Менделеева-Клапейрона тут явно не обойтись. Плотность жидкой фазы углекислоты зависит от температуры.
Но насчёт того, что давление СО2 может сильно расти в недостаточном для равновесного состояния объёме это совершенно точно. Именно по этой причине на углекислотных огнетушителях указывают массу заряда, которую нельзя превышать при их перезаправке.
Значения, которые я озвучил выше, Калабынин приводит в своих инструкциях к заправляемым баллончикам. Я склонен доверять ему, так как он уже много лет делает свои наборы для тюнинга.

Если сварки внизу баллончика нет, то это в плюс. Насчёт прочностного расчёта могу сказать следующее:
Баллончик QUARTA 12грамм имеет следующие размеры D=18.5, d = 17.0.
Если считать, что давление разрушения 500 - 550 бар, как указано в теме https://airgun.org.ru/forum/viewtopic.php?t=74396 , то методом подбора получаем, что стенки баллончика должны быть сделаны из стали с пределом текучести где-то 590 МПа. Подходит сталь 30ХГСА в состоянии поставки КП590.
Тогда по расчётам:
Давление разрушения будет 520 бар. почти среднее между 500 и 550.
Испытательное давление 413 бар.
По правилам для котлов, давление разрушения должно быть больше рабочего по крайней мере в 2.6 раза для самого не прочного баллончика (в данном случаи это 500 бар). То есть 500/2.6 = 192 бар. Т.е. уже на этом этапе можно сказать, что рабочее давление 250 бар это перебор.

Ради интереса методом подбора вычисляем при каком запасе прочности по текучести максимальное рабочее давление будет 250 бар. У меня получилось 1.6 для температурного диапазона от +10?C (ниже этой температуры эксплуатация газобалонного оружия не рекомендуется) до +49?С (надпись на баллончике "DO NOT MUTILATE OR HEAT ABOVE 120?F (49?C)"). 1.6 это даже ниже чем запас прочности в промышленных баллонах для технических газов , там 1.8.

Если же считать по хорошему, как для PCP, то надо брать температурный диапазон шире: с верхней границей +65?С (как для военного оборудования, на случай если баллончик оставили в машине под солнцем). А нижний, -10?C (не думаю, что кто-нибудь будет качать насосом при более низкой температуре). Тогда запас прочности получается ещё меньше 1.4.

И на наконец прикинем, какой запас прочности закладывает производитель баллончиков QUARTA.
При рабочем давлении 155 бар в диапазоне температур +10?С до +49?С получается 2.6.

Вывод: рабочее давление в 250 бар для баллончиков является сильно завышенным.

P.S. Данные выкладки верны только если под давлением разрушения баллончика 500 - 550 бар, понимается давление начало необратимого изменения размеров баллончика, а не разрыв стенки. О том как поступать, если это давление разрыва стенки смотрите в сообщениях ниже.

edit log

Petar Brzica
25-6-2017 20:09 Petar Brzica
ТС, спасибо, убедили. буду качать не более 150-160
Drozdovik
26-6-2017 12:05 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:
ТС, спасибо, убедили. буду качать не более 150-160

Да и ещё все эти расчёты без учёта коррозии. Стоит баллончику проржаветь хотя бы на 0.1мм (а шершавая внутренняя поверхность очень к этому располагает) и запас прочности при рабочем давлении 160 бар будет уже не 2.6, а 2.2.
А так как баллончик при такой эксплуатации не имеет встроенной аварийной мембраны, которая проржавеет и разрушится в первую очередь, то вам следует периодически проводить опрессовку используемого баллончика давлением 413 бар, замеряя деформации микрометром. Ну либо почаще просто менять баллончики.

Возможный взрыв головной части обоймы (со временем в силу коррозии и усталостных явлений) при этом правда никто не отменял, хорошо если детали рамки и затвора достаточно прочны, чтобы удержать осколки внутри. Но шума будет много и скорее всего пистолет очень сильно дёрнет при этом. И хорошо если он в этот момент будет не в руке.

XuTpblu
11-7-2017 23:27 XuTpblu
На ночь глядя интересно почитать, может многое запомню..
:-)
Petar Brzica
16-7-2017 14:19 Petar Brzica
quote:
Да и ещё все эти расчёты без учёта коррозии

распилили тут с приятелем баллончик (умеренно эксплуатировался им больше года при 200-250). визуально внутри все чисто, ни коррозии, ни дефектов. толщина стенки в средней части чуть меньше 1 мм, у горловины и донца значительно толще. это борнер +10% который
Drozdovik
16-7-2017 18:00 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:

распилили тут с приятелем баллончик (умеренно эксплуатировался им больше года при 200-250). визуально внутри все чисто, ни коррозии, ни дефектов. толщина стенки в средней части чуть меньше 1 мм, у горловины и донца значительно толще. это борнер +10% который

Важна не только толщина стенки, но и внутренний диаметр. Чем внутренний диаметр больше, тем большие силы стремятся разорвать баллончик.
И при столь тонкой стенке результаты расчётов начитают сильно зависеть от точности проведённых измерений.
Например, для баллончик QUARTA, результаты расчёта которого я описывал для вас выше, при более точном измерении диаметров, не с точностью до 0.1 мм, а уже поверенным штангенциркулем с ценой деления 0.01 оказалось: что D=18.45, d = 17.05.
Исходя из этих данных получается, что предел текучести стали из которой он сделан должен быть уже не 590 МПа, а 640 МПа для давления разрушения 526 бар.

Но это ещё не самое плохое. Есть тут ещё одно обстоятельство, на которое я как-то не обратил сразу должного внимания. Дело в том, что баллончик QUARTA, как в прочем и другие 8и и 12 граммовые баллончики относятся к тонкостенным оболочкам.
Толщина стенки будет (18.45 - 17.05) / 2 = 0.7.
Серединный радиус будет (18.45 + 17.05) / 4 = 8.875
Серединный радиус делённый на 10 будет 0.888
0.7 меньше 0.888

А значит давление разрушения можно считать по котельной формуле.
И тут возникает большой вопрос: как именно в испытаниях на разрыв получили давления разрушения 500 - 550 бар?

1. Если это давление было получено путём постепенного поэтапного увеличения и уменьшения давления с контролем остаточных деформаций по микрометру то расчёт который я писал выше верен.
Это довольно трудоёмкий способ, так как требует многократного увеличения и уменьшения давления, пока не удастся засечь остаточную деформацию.

2. Если давление разрушения было получено просто плавным однократным увеличением давления до разрыва стенки баллончика, то расчёт представленный выше не верен. И 640 МПа это не предел текучести материала из которого изготовлен баллончик, а предел кратковременной прочности материала баллончика. А предел текучести материала баллончика гораздо ниже.
Например, можно предположить, что баллончик сделан из 40Х КП395 с пределом прочности 615 МПа и пределом текучести 395 МПа.
Баллончик с D= 18.45, d=17.05 порвёт при давлении 505 бар. Для этого случая запас прочности по текучести с учётом изменения температуры от +10?С до +49?С, при рабочем давлении 149 бар, будет 1.7 (очень похоже на запас прочности для углекислотных огнетушителей).
А при давлении 324 бар баллончик уже начнёт необратимо деформироваться, заметить это правда будет возможно только пользуясь микрометром.

Ну и для запредельного давления эксплуатации 250 бар, которое выбрал ваш товарищ, запас прочности по текучести, с учётом изменения температуры от +10?С до +49?С, будет чуть больше 1.0.

Скорее всего баллончик, который использовал ваш товарищ покрепче баллончика QUARTA. Можете сами увидеть как опасно близко он подходил к пределу текучести.

P.S. Во избежании подобных неожиданностей в расчётах по результатам испытаний на разрушение, в следующею версию программы будет введена функция расчёта разрыва стенки тонкостенного резервуара. С проверкой на принадлежность резервуара к тонкостенным оболочкам.

edit log

Petar Brzica
16-7-2017 20:40 Petar Brzica
буквально задавили интеллектом, профессор)) но я рад, что невольно, но помог вам извлечь рациональное зерно для своей программы

edit log

Drozdovik
17-7-2017 13:20 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:
буквально задавили интеллектом, профессор)) но я рад, что невольно, но помог вам извлечь рациональное зерно для своей программы

Спасибо. Кстати, в новую версию программы данную функцию я уже ввёл, наряду с новым списком доступных материалов с указанием их состояния поставки, термообработки и ссылок на ГОСТы. Список содержит более 40 различных материалов.

Правда пока эта новая версия программы будет платной и будет выдаваться только участникам прошедшим семинар.

Drozdovik
18-7-2017 19:37 Drozdovik
Сегодня обнаружил занятную вещь:
Если по теории прочности Кулона - Мора вычислить давление P, соответствующее началу текучести на внутренней поверхности трубы. А затем, вычислить для давления P значения всех трёх главных напряжений на внутренней поверхности трубы и вычислить эквивалентное напряжение используя энергетическую теорию прочности, то вычисленное эквивалентное напряжение будет составлять 0.8660 от эквивалентного напряжения вычисляемого по теории прочности Кулона-Мора.

Причём сколько я не считал, это значение никак не зависело от геометрических размеров трубы, толщины стенки, предела текучести. Хорошо бы конечно математически это доказать, но как представлю многоэтажность выражения, которое придётся упрощать, сразу руки опускаются.
Но факт того, что рабочее давление вроде как можно поднять в 1/0.8660 = 1.1547 раза по сравнению с тем, как я считал до этого, сам по себе очень заманчив.

За подтверждением/опровержением идеи смотрю ГОСТ 3845-75 "Трубы металлические. Метод испытания гидравлическим давлением". Пункт 2.1.1. Немного странно, что для P2 сначала указаны формулы для вычисления пробного испытательного давления, а уже потом написано для каких труб это применяется.

Но одна формула мне сразу понравилась, она похожа на формулу для вычисления испытательного давления формулам задачи Лямэ:
P2 = 2.65*(s/D)*(1-s/D)*R
где:
s - толщина стенки, [мм]
D - внешний диаметр, [мм]
R - допускаемое напряжение в стенке трубы, [МПа]

Вооружившись знаниями пробуем понять как именно это согласуется с формулой, которую я привёл на второй странице темы:

P = S*( D*D-d*d )/(2*D*D); где S предел текучести материала а P давления соответствующее началу текучести внутренней стенки трубы.
Если вычислять это давление по теории энергетической теории прочности, то согласно выдвинутой гипотезе:
P = 1.1547*S*( D*D-d*d )/(2*D*D); Запомним это как выражение (1)

Начнём преобразование ГОСТовской формулы:
P2 = 2.65*(s/D)*(1-s/D)*R; Перенесём R в начало выражения, для красоты.
P2 = 2.65*R*(s/D)*(1-s/D);
Толщина стенки s = (D-d)/2 подставим это в выражение из ГОСТ и получим:
P2 = 2.65*R*( (D-d)/2D )*( 1 - (D-d)/2D );
P2 = 2.65*R*( (D-d)/2D )*( 2D/2D - (D-d)/2D );
P2 = 2.65*R*( (D-d)/2D )*( (2D-D+d)/2D );
P2 = 2.65*R*( (D-d)/2D )*( (D+d)/2D );
P2 = 2.65*R*( (D-d)(D+d)/(4*D*D);
P2 = 2.65*R*( D*D-d*d )/(4*D*D);
P2 = 1.325*R*( D*D-d*d )/(2*D*D);
Вспомним, что R это допускаемое напряжение в материале при испытании.
R = k*S; где S это предел текучести материала, а k коэффициент меньше единицы, на который согласно ГОСТ надо домножить предел текучести, чтобы получить допустимое напряжение. То есть давление начала разрушения по ГОСТ P будет:
P = 1.325*k*S*( D*D-d*d )/(2*D*D);
Подставим в место левой части этого выражения правую часть выражения (1) и получим:

1.1547*S*( D*D-d*d )/(2*D*D) = 1.325*k*S*( D*D-d*d )/(2*D*D);
1.1547 = 1.325*k;
0.871 = k;

То есть согласно нашим предположениям, если трубы рассчитывать по энергетической теории прочности, то ГОСТ рекомендует выбирать допускаемое напряжение 87% от предела текучести. Или испытательное давление 87% от давления при котором наступает текучесть внутренней поверхности трубы.
Это очень похоже на рекомендуемые в каком-то ГОСТе 90% предела текучести при проведении гидроиспытаний. Разница в 3% думаю не существенна, тем более, что в той рекомендации говорилось о том, что при испытательном давлении напряжение не должно превышать 90% от предела текучести. 87% не превышает 90%, но подходит достаточно близко. Даже если испытательные манометры будут врать на 2% в большую сторону, превышения не будет.

Вывод1: пользоваться энергетической теорией прочности для расчёта труб высокого давления допустимо. При этом внутреннее давление для предельного состояния внутренней стенки P, вычисленное по теории прочности Кулона-Мора, можно увеличить в 1.1547 раза и это не будет противоречить требованиям ГОСТ.

Вывод2: Для единичных или мелкосерийных изделий, просто исходя из здравого смысла, конструкторы на всякий случай закладывают большие запасы прочности, чем в серийных изделиях. Так что лучше считайте свои самоделки по теории прочности Кулона-Мора. Тем более, что в энергетической теории прочности для нашего случая, есть один неприятный фокус:
Если вы сожмёте резервуар в продольном направлении, т.е. уберёте меридианальные напряжения, как это, например, происходит в баллончиках СО2, после их стыковки с накопительной камерой, то эквивалентное напряжение на внутренней поверхности баллончика не уменьшится, а наоборот вырастет. Причём вырастет тем больше, чем меньше отношение s/D. Для баллончиков QUARTA до 111% от эквивалентного напряжения, рассчитанного по энергетической теории прочности.
Так что пользоваться энергетической теорией прочности нужно с осторожностью в зависимости от условий эксплуатации.

edit log

Petar Brzica
19-7-2017 10:18 Petar Brzica
quote:
Если вы сожмёте резервуар в продольном направлении, т.е. уберёте меридианальные напряжения, как это, например, происходит в баллончиках СО2, после их стыковки с накопительной камерой, то эквивалентное напряжение на внутренней поверхности баллончика не уменьшится, а наоборот вырастет. Причём вырастет тем больше, чем меньше отношение s/D. Для баллончиков QUARTA до 111% от эквивалентного напряжения, рассчитанного по энергетической теории прочности.

Т.е. если в 654-м вынуть иглу прокола и вставить целый баллончик, то теоретически его диаметр должен немного увеличиться?
Drozdovik
19-7-2017 11:01 Drozdovik
quote:
Изначально написано Petar Brzica:

Т.е. если в 654-м вынуть иглу прокола и вставить целый баллончик, то теоретически его диаметр должен немного увеличиться?

Да. Конечно. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть в формулу для радиальных перемещений точек трубы.
https://www.tychina.pro/%D0%B1...D1%8F%D0%BC%D0% B5/

Как видно из формулы, уменьшая по модулю сигмаZ (меридианальное напряжение) мы будем увеличивать перемещения точек. Это даже к теории прочности отношения не имеет, просто задача Лямэ.

Кстати, получается, что в моей программе. Не верно рассчитывается давление не разрушающего испытания. Оно занижено по сравнению с ГОСТ. Надо было сразу заглянуть в ГОСТ (полгода назад). Считать испытательное давление надо по энергетической теории прочности. Буду исправлять программу. А пока в качестве не разрушающего испытательного давления берите давление начала разрушения, увеличенное на 1%.

Преобразовал большое выражение о котором писал выше. Действительно получается, что коэффициент на который надо повышать давление, рассчитанное по теории прочности Кулона-Мора 1.1547 есть ни что иное, как 2/√3.

clockot
21-7-2017 14:36 clockot
Вот тут можно прочитать

edit log

maksim-432
9-12-2017 22:11 maksim-432
Увеличение диаметра трубы, в программе, считается, или это примерное значение?
Drozdovik
8-2-2018 16:38 Drozdovik
Это значение вычисляется через уравнения совместности деформаций для точек внешней поверхности трубы. При этом значения напряжений на внешней поверхности трубы вычисляются по формулам задачи Лямэ.
Спасибо за замечание. Этот нюанс действительно был не столь очевидно документирован в программе.

edit log

Drozdovik
8-2-2018 17:27 Drozdovik
Предлагаю новую версию расчётной программы. Главные нововведения:
1. Усталостный расчёт (ресурс резервуара).
2. Расчёт различных конструкций пробок.
3. Развитая система помощи, позволяющая даже новичку спроектировать резервуар меньше чем за час.


Более подробный список новых функций, их описание, а также и внешний вид программы смотрите на первой странице темы.

edit log

Drozdovik
16-2-2018 16:55 Drozdovik
quote:
Изначально написано ADF:
...Не говоря о том, что все типовые резики (диаметры, толщины, пробки) уже 100500 раз посчитаны и работают: бери да повторяй.
Вопрос качества материала - отдельный...

А вы уверены, что повторять безопасно?
На некоторые элементы конструкции новичок может просто не догодаться обратить внимания при попытках скопировать.
Например: максимально допустимый зазор заправочного штуцера, радиус сопряжения у дна проточки заправочного клапана, длины фасок внутри трубы в местах изменения проходного сечения(проточка под уплотнительное кольцо).
Не соблюдение этих размеров на статическую прочность не повлияет (гидротест изъяна не покажет), а вот на циклическую (усталостную выносливость) это влияет сильно. По этому, на данные размеры есть ГОСТы.

В новой версии программы всё выше перечисленное учитывается.

edit log

maksim-432
1-3-2018 16:58 maksim-432
quote:
Originally posted by Drozdovik:

Этот нюанс действительно был не столь очевидно документирован в программе.

"Этот нюанс" не сходится с данными при гидротесте...

Drozdovik
6-3-2018 21:10 Drozdovik
quote:
Изначально написано maksim-432:

"Этот нюанс" не сходится с данными при гидротесте...


Скорее всего, материал трубы, использованный для гидравлического эксперимента, имеет не тот модуль Юнга и/или коэффициент Пуассона, что вы ввели в программе.
Для особо точных расчётов перемещений, эти константы сначало нужно экспериментально определить в лаборатории, на образцах материала специальной формы.

Опишите ситуацию как можно подробнее, а то опять безпочвенными претензиями попахивает.

edit log

Drozdovik
26-3-2018 11:49 Drozdovik
По просьбам участников прошлого семинара, добавлена функция подбора резьбы.
Теперь, если диаметр и/или шаг резьбы не соответствуют ГОСТ, программа советует пользователю ближайшие стандартные резьбы.

720 x 476

edit log

nFelix
5-4-2018 09:12 nFelix
quote:
Изначально написано Drozdovik:
2. Достоинства и недостатки резервуаров с различными вариантами крепления пробок, а также пробок с различными типами уплотнений (уплотнение на торце или уплотнение в середине пробки). Особенности испытаний резервуаров с уплотнением в середине пробки. Ситуации, когда делать уплотнение по середине пробки не целесообразно.

Можете поподробнее об этом? Когда и для чего следует выбирать тот или иной вариант установки уплотнений?
Drozdovik
5-4-2018 11:03 Drozdovik
Это довольно обширный вопрос, единого мнения по которому, до сих пор нет , по мнению некоторых ветеранов см. сообщения выше.
У меня в процессе написания программы и анализа различных конструкций сформировалось мнение что оба эти варианта с точки зрения безопасности имеют право на жизнь, если они грамотно реализованы.

О том в каких случаях следует предпочесть тот или иной вариант уплотнения и как грамотно рассчитать я и рассказываю на семинаре.
Если здесь развёрнуто ответить на ваш вопрос, то что же я буду рассказывать на семинаре? :-)

edit log

nFelix
5-4-2018 13:44 nFelix
Хорошо, тогда вкратце, какие преимущества у схемы с расположением уплотнения ближе к центру резервуара?
Drozdovik
5-4-2018 13:56 Drozdovik
Резервуар с уплотнительными кольцами на торцах пробок, проще рассчитать и изготовить.

edit log

nFelix
6-4-2018 06:22 nFelix
Недавно скинули ссылку на осушители для насосов. http://газоваяпружина.рф/index...&product_id=171
Можно ли такую конструкцию считать безопасной и каким может быть ее рабочее давление?
Drozdovik
9-4-2018 15:39 Drozdovik
По данному резервуару маловато информации и обосновать его непригодность в двух словах непросто.

1. Первое что настораживает это подход человека, который делает обзор:
13:01 резервуар накачивается до 200 атмосфер, после чего накачивающий говорит, что резервуар не прошёл опрессовку и качать до 300 атмосфер он не будет!
Думаю и так понятно, что если резервуар не прошёл гидротест, то его заправлять воздухом нельзя совсем, так как может иметь место не выявленный скрытый дефект.

2. 7:13 заявляется, что резервуар выдерживает гидротест на 450 атмосфер, но при этом не указывается давление окончания разрушения, а это так же обязательно, если резервуар делается впервые или из новой партии материала.
Скорее всего разрушающего гидротеста не было совсем.

3. 14:00 заявляется максимальное рабочее давление 300 атмосфер.
Вот тут уже есть над чем подумать с технической точки зрения и сопоставить данные которыми мы уже располагаем.

Согласно ГОСТ Р 52857.1-2007 запас прочности при гидротесте должен составлять для пластичных материалов 1.1 от давления начала разрушения (давление при котором начнутся необратимые деформации). Т.е. если при разработке было правильно выбранно испытательное давление, то давление начала разрушения должно быть 450 * 1.1 = 495 атмосфер.
Тогда получается, что запас прочности для рабочего давления по текучести должен быть 495 / 300 = 1.65.
Достаточно этого или нет сказать трудно, потому, как материал, из которого изготовлен резервуар не озвучен в видео.

Зато есть размеры. Внешний диаметр 22. Внутренний 16.
Какая применялась резьба сказать по картинке трудно. Но видно, что она вроде как меньше резьбы нормальной высоты 0.8! Это настораживает. При малой длине свинчивания на пробку начинают действовать значительные изгибающие нагрузки, кроме того несущая способность резьбы при этом оказывается сниженной.

Чтобы обеспечить минимальное ослабление стенки под уплотнительное кольцо можно использовать резьбу второго ряда М18x1. В этом случаи напряжения на отрыв передней пробки и срез примерно равны. Диаметр проточки под уплотнительное кольцо даже в этом случаи придётся сделать не менее 18.19 мм. Примем этот диаметр равным 18.19 мм.


Теперь попробуем предположить материал:

Тут надо что-то крепкое и пластичное с пределом текучести не ниже 282 МПа.
В принципе из прутка Д16 изготовить можно.
На картинке видно, что резервуар выточен из цельного прутка и если пытаться точить его из стали, то сверление прутка до диаметра 16мм обойдётся в копеечку.

Другое дело Д16, она хорошо обрабатывается и наверное действительно можно уложиться в малую стоимость. Текстура поверхности на картинке похожа на Д16. Попробуем рассмотреть этот вариант.

Подойдёт пруток закалённый, естественно состаренный ф20-ф80 мм. Предел текучести 370 МПа. Предел прочности 530 МПа.
Но итоговый запас прочности по текучести для данного материала согласно ГОСТ Р 52857.1-2007 нужно делать: 370 / ( min( 370/1.5 ; 530/3.0 ) ) =
370 / 176.6 = 2.09 и более. Примем его равным 2.10.

Исходя из задачи Лямэ и энергетической теории прочности, для участка трубы, не испытывающего растягивающих нагрузок (проточка под уплотнительное кольцо), труба с диаметрами D = 22.00 и d = 18.19, вычислим давление начала разрушения.

P = S02 * 0.5 * (D*D - d*d)/(D*D) * 2/sqrt(3+(d/D)^4) =
370 * 0.5 * (22*22 - 18.19*18.19)/ (22*22) * 2/sqrt(3+ (18.19/22)^4) =
370 * 0.5 * (484 - 330.876)/ 484 * 2/sqrt(3+0.8268^4) =
370 * 0.5 * 153.124 / 484 * 2/sqrt(3+0.4673) =
370 * 0.5 * 0.3164 * 2/sqrt(3.467) =
370 * 0.1582 * 2/1.862 =
58.529 * 1.074 =
62.9 МПа.

Давление не разрушающего гидротеста согласно ГОСТ Р 52857.1-2007 при этом должно быть
62.9 / 1.1 = 57.1 МПа = 582.8 ат

Рабочее давление
62.9 / 2.10 = 29.95 МПа = 305.3 ат. Вот оно, заявленное производителем давление. Тут расчёты сошлись, но испытательное давление как видим выбрано производителем не достаточно большим.

Надо 583 ат , а у него всего 450 ат ?!

Вот главная причина, почему это изделие я бы не рекомендовал покупать. Впрочем интересно что скажет на это сам производитель.


P.S. Фильтр склонен к частой сборке и разборке, что не добавляет здоровья резьбе, особенно учитывая, что она довольно мелкая для нашего предположения (1 мм), была бы она стальной, ещё куда не шло.

edit log

nFelix
10-4-2018 04:07 nFelix
Спасибо, очень доступно и понятно изложили. Просто нам в институте к сожалению сопромат не преподавали.
Если можно, еще вопрос. Как изменятся прочностные характеристики, если уплотнение на этом же резервуаре сделать с другой стороны пробки?

P.S. Наверное осушитель делать стальным не целесообразно виду того, что это место сосредоточения влажности. Вряд ли пользователь будет менять наполнитель после каждой закачки.

edit log

pnevmatika.moscow
10-4-2018 10:30 pnevmatika.moscow
Здравствуйте, помогите пожалуйста рассчитать резервуар , труба внешний диаметр 18 стенка 1,5.
Предполагается резать резьбу М16х1 резьбы 5 миллиметров
И куда лучше уплотнение к торцу или до резьбы. т
Труба сталь для гидравлики используется на тракторах.
Заранее благодарен.
kuente
10-4-2018 10:32 kuente
quote:
Originally posted by Drozdovik:

Вот главная причина, почему это изделие я бы не рекомендовал покупать. Впрочем интересно что скажет на это сам производитель.



видел это изделие, резьба в нем 18х1,5 материал д16т
при толщине стенки 3мм и очень малом внешнем диаметре 22мм, по моему, запаса прочности в нем будет поболее чем в эдгановских резервуарах... даже не смотря на огрехи с расположением резинки

quote:
Originally posted by nFelix:

P.S. Наверное осушитель делать стальным не целесообразно виду того, что это место сосредоточения влажности. Вряд ли пользователь будет менять наполнитель после каждой закачки.



можно использовать нержавейку

edit log

pnevmatika.moscow
10-4-2018 10:50 pnevmatika.moscow
quote:
Originally posted by kuente:

эдгановских резервуарах


Так все плохо в Эдганах? На ютюбе хайп подняли тоже про его изделия
Drozdovik
10-4-2018 10:50 Drozdovik
В существующей конструкции впадины резьбы трубы находятся под давлением (сжатый воздух попав в зазоры между витками резьбы распирает трубу) и расчётная толщина стенки трубы в этом месте естественно получается меньше, чем в случаи, если бы уплотнительная прокладка выполненная на торце не пустила бы сжатый воздух в витки резьбы. Соответственно резервуар получился бы крепче, но при этом появляется значительный риск при каждой сборке/разборке, повредить уплотнительную прокладку об витки резьбы трубы.

Так что этому осушителю такая мера не поможет, ему поможет гидротест давлением 57.1 МПа = 571 бар. Разрушающий гидротест. И тест на усталостную выносливость. Чтобы подтвердить заявленное рабочее давление почти в 300 бар.


Делать осушитель стальным как раз целесообразно с точки зрения безопасности, особенно если выбрать сталь аустенитного класса (нержавеющею). Трубы из этих сталей применяют в химической промышленности и они способны работать даже в азотной кислоте, разрушаясь годами.

Кроме того, для сталей хорошо изучены усталостные характеристики и существуют ГОСТы для расчёта на усталостную выносливость, но этим как я вижу почти никто из производителей заниматься не хочет. Почти все делают из Д16, не смотря на то, что для этого материала в ГОСТах нет данных для расчёта на усталостную выносливость, во всяком случаи я найти не смог.

Ни разу не видел на этом форуме расчёта на усталостную выносливость. ГОСТ конечно допускает расчёт не проводить, если есть экспериментальные данные по резервуару, но подобных данных тоже почти никто не предоставляет. Оно и не удивительно, ведь для этого надо строить испытательные стенды, что увеличивает стоимость продукции. Какая там проверка на малоцикловую усталость, когда провести разрушающий гидротест и то некоторых жаба душит...

Думаю не будет большим преувеличением сказать, что большинство мелких производителей сознательно игнорируют ГОСТы, делая деньги на чрезмерной доверчивости пользователей.

nFelix
10-4-2018 11:21 nFelix
В свете услышанного у меня возникает только одно предположение. Резать Д16Т много проще, чем сталь. Поэтому можно посчитать свой резервуар и добавить "мяса" на всякий случай, чтобы не рвануло. Вместо того, чтобы проводить все виды испытаний, особенно разрушающие. Это я про не очень добросовестных производителей.

Не встречал способов окрашивания нержавейки (по аналогии с воронением обычных сталей). Единственное, что можно с ней сделать - затянуть в термоусадку. В отличие от Д16Т, который анодируют.

edit log

kuente
10-4-2018 11:35 kuente
quote:
Originally posted by pnevmatika.moscow:

Так все плохо в Эдганах? На ютюбе хайп подняли тоже про его изделия


чего не знаю, того не знаю
изделия эдгана я привел в пример только по тому, что автор темы их считает эталоном прочности

quote:
Originally posted by Drozdovik:

В существующей конструкции впадины резьбы трубы находятся под давлением (сжатый воздух попав в зазоры между витками резьбы распирает трубу) и расчётная толщина стенки трубы в этом месте естественно получается меньше, чем в случаи, если бы уплотнительная прокладка выполненная на торце не пустила бы сжатый воздух в витки резьбы. Соответственно резервуар получился бы крепче, но при этом появляется значительный риск при каждой сборке/разборке, повредить уплотнительную прокладку об витки резьбы трубы.
Так что этому осушителю такая мера не поможет, ему поможет гидротест давлением 57.1 МПа = 571 бар. Разрушающий гидротест. И тест на усталостную выносливость. Чтобы подтвердить заявленное рабочее давление почти в 300 бар.


Делать осушитель стальным как раз целесообразно с точки зрения безопасности, особенно если выбрать сталь аустенитного класса (нержавеющею). Трубы из этих сталей применяют в химической промышленности и они способны работать даже в азотной кислоте, разрушаясь годами.

Кроме того, для сталей хорошо изучены усталостные характеристики и существуют ГОСТы для расчёта на усталостную выносливость, но этим как я вижу почти никто из производителей заниматься не хочет. Почти все делают из Д16, не смотря на то, что для этого материала в ГОСТах нет данных для расчёта на усталостную выносливость, во всяком случаи я найти не смог.

Ни разу не видел на этом форуме расчёта на усталостную выносливость. ГОСТ конечно допускает расчёт не проводить, если есть экспериментальные данные по резервуару, но подобных данных тоже почти никто не предоставляет. Оно и не удивительно, ведь для этого надо строить испытательные стенды, что увеличивает стоимость продукции. Какая там проверка на малоцикловую усталость, когда провести разрушающий гидротест и то некоторых жаба душит...

Думаю не будет большим преувеличением сказать, что большинство мелких производителей сознательно игнорируют ГОСТы, делая деньги на чрезмерной доверчивости пользователей.


хорошо, сделайте расчет исходя из данных - материал д16т, внешний диаметр 22мм, внутренний 16мм, толщина стенки 3мм, резьба 18х1,5
покажите разницу между расположением резинки по феншую и так как сделано

ЗЫ так же интересны ваши комментарии по трубе 40х4 из того же материала, с уплотнением пробок выполненым по феншую и без оного

edit log

kuente
10-4-2018 11:59 kuente
quote:
[quote]Originally posted by nFelix:

В свете услышанного у меня возникает только одно предположение. Резать Д16Т много проще, чем сталь. Поэтому можно посчитать свой резервуар и добавить "мяса" на всякий случай, чтобы не рвануло. Вместо того, чтобы проводить все виды испытаний, особенно разрушающие. Это я про не очень добросовестных производителей.

Резать да, но дюраль еще используют из за веса, который значительно меньше чем у железа, и конечно толщина дюралевой стенки делается больше чем железной
к примеру хатсановские стальные резервуары имеют толщину стенки до 2мм, имеют неправильное уплотнение, бочкуются на давлениях чуть больше 200 атм, но все же допущены к использованию... Наверное для автора темы, любой импортный резервуар будет являть собой Когнити́вный диссона́нс...
По поводу испытаний не нагоняйте истерию, никто из производителей не будет проводить испытание каждого резервуара на разрушение, так как после испытаний, этот резервуар выкидывается на помойку, его нельзя использовать после этого... он разрушен... 
Поэтому На разрушение испытываются образцы материала - к примеру купил я партию трубы, отобрал образцы и испытал их, делая вывод о пригодности или не пригодности использования данной партии, исходя из полученных результатов
И несмотря на слова дроздовика, никаких сложностей и огромных затрат с испытанием на разрушение нет, стоимость такой конструкции врядли превысит несколько тысяч рублей
quote:
Originally posted by nFelix:

Не встречал способов окрашивания нержавейки (по аналогии с воронением обычных сталей). Единственное, что можно с ней сделать - затянуть в термоусадку. В отличие от Д16Т, который анодируют.

http://xn----ptbocaabxd.xn--p1...D1%8C%20407.htm
кроме этого можно просто покрасить или можно вообще не красить, так как покраска в данном случае не является вещью первой необходимости...[/quote]

edit log


Guns.ru Talks
апгрейд и ремонт пневматики
Научу рассчитывать резервуары высокого давления. Москва. ( 3 )