Применение программного продукта "Компас" для прочностного анализа гидроцилиндров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение программного продукта компас для прочностного анализа гидроцилиндров

Киселев Вячеслав Валериевич

Аннотация

пожарный техника прочностный компас

Своевременное и качественное техническое обслуживание пожарной техники является важнейшим элементом ее эксплуатации и должно обеспечивать: постоянную готовность техники к использованию, безопасность ее применения. Надежность технических устройств определяется правильностью проводимых прочностных расчетов. Такие расчеты можно быстро и с высокой степенью точности выполнять при помощи программы Компас.

Своевременное и качественное техническое обслуживание пожарной техники является важнейшим элементом ее эксплуатации и должно обеспечивать: постоянную готовность техники к использованию; безопасность ее применения; устранение причин, вызывающих преждевременный износ, старение, разрушение, неисправности и поломки составных частей и механизмов; надежную работу техники в течение установленных межремонтных ресурсов и сроков их службы до ремонта и списания; минимальный расход горючего, смазочных и других эксплуатационных материалов.

Техническое обслуживание автомобилей должно проводиться по так называемой планово-предупредительной системе. Особенность этой системы заключается в том, что все автомобили проходят техническое обслуживание по плану-графику в обязательном порядке. Основная цель технического обслуживания -- предупреждение отказов и неисправностей, предотвращение преждевременного износа деталей, своевременное устранение повреждений, препятствующих нормальной работе автомобиля. Таким образом, техническое обслуживание является профилактическим мероприятием.

Как известно, ремонт представляет собой комплекс конкретных операций по восстановлению работоспособного состояния автомобилей и оборудования по обеспечению их безотказной работы. Он может выполняться по потребности или после определенного пробега. Ремонт, связанный с разборкой или заменой агрегатов и узлов выполняется по результатам предварительного диагностирования.

Во многих сферах деятельности, в том числе и для обеспечения пожарной безопасности, используются различная техника и оборудование, у которого основным механизмом является гидроцилиндр. Устройства, выполняющие возвратно-поступательные движения -- гидроцилиндры бывают, как одностороннего, двустороннего, так и телескопического действия.

Гидроцилиндры являются по своей сути элементарными гидродвигателями. Возвратно-поступательное движение осуществляется подвижным звеном, роль которого выполняет шток или плунжер, а также корпус самого гидроцилиндра. При этом такое движение может быть, как прямолинейное, так и поворотное.

Устройство гидроцилиндра при детальном рассмотрении является понятным и достаточно простым. Он состоит из корпуса и подвижного звена, и в принципе его работы нет ничего сверхсложного. Жидкость подаётся в поршневую полость, шток выдвигается, а возвратное движение производится пружиной, и здесь лишь одна рабочая плоскость. Это устройство гидроцилиндра одностороннего действия.

Посмотрим на устройство гидроцилиндра двухстороннего действия: отличие его в том, что поршень движется в обоих направлениях только за счет жидкости. Поступает она в правую полость -- поршень перемещается влево, в левую -- вправо, и у него две рабочие плоскости.

Телескопический гидроцилиндр -- один из распространенных видов гидродвигателя. Отличается тем, что устройство телескопического гидроцилиндра представляет собой вставленные друг в друга поршни, выдвигающиеся по очереди. Применяются в случае, когда необходимо максимальное перемещение, а размеры минимальные.

Рабочие камеры гидроцилиндра должны быть герметичны, поэтому между поршнем и гильзой должно быть установлено уплотнение (манжета), не позволяющее перетекать жидкости из поршневой полости в штоковую. В крышке гидроцилиндра также устанавливают манжету для уплотнения штока, и грязесъемник для предотвращения попадания частиц загрязнения в полость цилиндра.

Для того, чтобы манжеты могли выполнять свои функции (не допускать перетечки жидкости) наружная поверхность штока и внутренняя поверхность гильзы должны быть гладкими, без царапин и шероховатостей. Эти поверхности шлифуются и полируются при изготовлении.

Существует множество причин по которым гидроцилиндр может выйти из строя, однако некоторые из них встречаются чаще других, как правило это:

- износ штока цилиндра или повреждение его внутренних деталей;

- возникновение дефектов в гильзе механизма;

- изнашивание уплотнительных колец;

- повреждение запчастей регулирующей аппаратуры устройства.

Надо понимать, что ремонт гидроцилиндра следует произвести сразу, как только обнаружена хотя бы одна из проблем. Затягивание начала ремонта может привести капитальному износу, что как минимум приведет к более дорогому ремонту, либо замене гидроцилиндра, так как он не будет подлежать восстановлению.

При выполнении ремонта гидроцилиндров должен выполняться следующий перечень работ:

- диагностика гидроцилиндра на наличие повреждений;

- замены уплотнений штока гидроцилиндра;

- замены уплотнений гильзы гидроцилиндра;

- проведение испытаний гидроцилиндра на специализированном стенде;

- покраска и маркировка гидроцилиндра.

Сегодня одним из перспективных направлений повышения качества проведения ремонтных работ является составление чертежа детали, требующей замены, а также разработка 3D-модели гидравлического цилиндра. Пакет для проектирования позволяет рассчитать допустимые нагрузки на гидроцилиндр и провести корректировки размеров до начала ремонта с целью анализа требуемой жесткости или усилия, допустимых на узел.

С этими функциями вполне справляется конечно-элементный анализ в среде автоматического проектирования Компас-3D. Система APM FEM представляет собой интегрированный в КОМПАС-3D инструмент для подготовки и последующего конечно-элементного анализа трехмерной твердотельной модели (детали или сборки).

Подготовка геометрической 3D модели и задание материала осуществляется средствами системы КОМПАС-3D. С помощью APM FEM можно приложить нагрузки различных типов, указать граничные условия, создать конечно-элементную сетку и выполнить расчет. При этом процедура генерации конечных элементов проводится автоматически.

APM FEM позволяет провести следующие виды расчетов:

- статический расчет;

- расчет на устойчивость;

- расчет собственных частот и форм колебаний;

- тепловой расчет.

В результате выполненных системой APM FEM расчетов мы можем получить следующую информацию:

- карту распределения нагрузок, напряжений, деформаций в конструкции;

- коэффициент запаса устойчивости конструкции;

- частоты и формы собственных колебаний конструкции;

- карту распределения температур в конструкции;

- массу и момент инерции модели, координаты центра тяжести.

APM Studio позволяет выполнять расчет не только твердотельных, но и оболочечных деталей и сборок, к которым относятся ряд деталей гидроцилиндров. Расчет гидроцилиндров, используемых в пожарно-техническом вооружении, предваряющий его ремонт или восстановление, позволит существенно облегчить выполняемые ремонтные работы, а также спрогнозировать возможные неисправности в дальнейшем.

Список литературы

1. Киселев В.В., Пучков П.В., Топоров А.В. Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам. / Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2014. Т. 1. № 1 (5). С. 363-368.

2. Зарубин В.П., Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В., Мельников А.А. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике. / Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 5. С. 65-70.

3. Киселев В.В., Пучков П.В. Проведение экспресс оценки качества смазок, используемых в спасательной технике. / Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2015. № 12-1. С. 105-107.

Размещено на Allbest.ru