4.4 Вибір способу герметизації сильфона
Багатошарові сильфони можуть бути встановлені в складальних одиницях за допомогою додаткових деталей у вигляді втулок, кілець та дисків, які попередньо з'єднують за допомогою паяння з циліндричними бортиками сильфонів. Втулки та кільця виготовляють із тих же марок сталей, що й сильфони, а також зі сталі марки 12Х18Н9Т.
У проектованому сильфоні герметизація здійснюється завдяки двом дискам 3 припаяним до зовнішніх і внутрішніх поверхонь зовнішнього 2 і внутрішнього сильфона 1 відповідно (рисунок 5.2).
Малюнок 4.4 - Спосіб герметизації сильфона
Розрахунки на міцність, жорсткість та стійкість основних силових деталей та вузлів.
Після розрахунку силової та кінематичної схем та розрахунку силового елемента подальше проектування пов'язане з одночасним конструюванням та розрахунками на міцність, жорсткість та стійкість основних деталей та вузлів. Розрахунки потрібні як вибору стандартизованих деталей і вузлів, так розробки оригінальних, потребують нових конструкторських рішень.
4.5.1 Розрахунок валу на розтяг.
На вал діє сила 2,3 кН, що виникає у вакуумній установці під час розширення сильфонів.
Розмір 18 мм – це посадкове місце під стопорне кільце.
Розрахуємо величини напруги на валу.
Вал складається із 3 ділянок.
На першій та третій ділянці
На другій ділянці
Малюнок 4.1.1. - Епюра напруги валу
Сила, що розтягує вал F = 2314 Н.
Можемо знайти напруги на кожній із ділянок за формулою
Величина напруги на першій та третій ділянках рівні
Величина напруги на другій ділянці
Як видно з епюри напруги валу (рис. 4.1.1.) найбільш небезпечним перетином є друга ділянка валу.
Вал виготовлений з матеріалу 12Х18Н10Т межа плинності якого дорівнює
σв=610 МПа, що у багато разів більше, ніж напруга на другій ділянці. Отже, умова міцності виконується.
4.5.2 Розрахунок виробу на зріз та розтягування
Щоб підібрати товщину стопорного кільця, потрібно розрахувати її на зріз.
Умова, що має виконуватися, ніж зрізало кільце:
,
де P - осьове зусилля, що діє на сильфон, Н
-Діаметр зрізної частини, мм
-товщина кільця, мм
-Допустима напруга сталі 12Х18Н10Т дорівнює 184 МПа.
Як бачимо, умова міцності на зріз виконується.
4.5 Опис роботи обладнання, що проектується.
Проектований пристрій для зварювання кільцевих швів (1407.561.010.000 СБ) оснащений системою сильфонів. Пристосування призначене для зварювання кришки та втулки кільцевим швом.
У корпус 1 вставляється вал. Далі, зі зворотного боку корпусу на вал вставляється розтискний пристрій 5, вставляється кільце 6 і закручується гайкою 11. З верхньої частини валу вставляється кришка з втулкою, фіксується втулкою 7 і стопорним кільцем (скобою) 8. З нижньої частини корпусу встановлюється, гвинтами 10. До планшайби 3 прикріплюється втулка 4, з'єднання здійснюється гвинтами 10. Пристрій готовий до експлуатації.