3. 2 Выбор материала деталей сборочной единицы

Материалы для клапанов должны обеспечивать заданные механические качества при высоких температурах, а также устойчивость против износа и газовой коррозии (тарелка и седло).

Для изготовления клапана выпускного принята сталь жаростойкая и жаропрочная класса – Сталь 40Х9С2 ГОСТ 5632 – 72, химический состав которой приведен в таблице 1, механические свойства – в таблице 2.

Таблица 1 – Химический состав, % стали 40Х9С2

C	Si	Cr	Mn		S	P		Ti	Cu	Ni
			не более
0.35…0.45	2.0…3.0	8.0…10.0	0.8	0.025		0.03	0.2		0.3		0.6

Таблица 2 – Химические свойства стали 40Х9С2

						KCV, Дж/
МПа		%
не менее
440	740		15		35		70

Клапанная пружина изготавливается из стали 65Г ГОСТ 1495 – 79 холодной навивкой с последующей закалкой и отпуском (см. таблицы 3 и 4).

Таблица 3 – Химический состав, % стали 65Г

C	Mn	Si	Cr		P		S	Cu		Ni
			не более
0.62…0.70	0.90…1.20	0.17…0.37	0.25	0.035		0.035			0.20	0.025

Таблица 4 – Механические свойства стали 65Г (после закалки и отпуска)

						HR , не более
МПа		%
не менее
1220	1470		5		10		44…49

Фаску выпускного клапана и фаску седла с целью повышения износоустойчивости и антикоррозионности покрывают стеллитом (состав стеллита – вольфрам 4.5%; хром 30%; кобальт 60%; остальное – углерод, железо, кремний).

3.3 Расчёт на прочность деталей сборочной единицы

3.3.1 Расчёт гидропривода клапана выпускного

Открытие клапана обеспечено давлением масла на поршень гидропривода.

1. Рабочее давление масла Р=20 МПа;

2. Рабочая жидкость – моторное масло SAE30, кинематическая вязкость 25 сСт при 100 ;

3. Диаметр поршня гидроцилиндра

=0.032 м;

4. Действительное усилие на поршень гидроцилиндра

, МН (65)

, МН

5. Принимаем скорость посадки клапана на седло

=0.4 м/с ;

6. Производительность насоса для обеспечения заданной скорости движения

, (66)

где 1…0.98 – объёмный КПД привода

,

7. Для обеспечения ламинарного режима движения жидкости в трубопроводе принимаем критерий Рейнольда меньше критического, равного 2300

(67)

8. Определяем максимальную скорость движения масла в трубе

, м/с (68)

9. Подача насоса обеспечивает расход масла через сечение трубы диаметром

, (69)

откуда

, м/с (70)

10)Определяем диаметр трубы

(71)

, м (72)

, м

т. е. должен быть больше мм

11) Принимаем стандартное по ГОСТ 16516 – 80 значение =10 мм и проверяем скорость движения жидкости в трубе

, м/с (73)

, м/с

для нагнетательных трубопроводов 2…6 м/с

12) Проверяем режим движения масла в трубе

(74)

Режим ламинарный

13) Толщина стенки трубы

, м (75)

где: =130…180 МПа – для стальных труб,

a=(0.0005…0.0007) – добавка на коррозию;

=1.25 20 0.0005=0.0013 м

Принимаем =0.0015м=1.5 мм