Курсовая работа: Аппарат искусственной вентиляции легких

Е – модуль упругости (Е=8*10Па для резины) [],

h – толщина стенки меха,

n – число рабочих гофров,

– безразмерная жесткость, определяется по номограммам (по штриховым линиям, характеризующим относительную жесткость) и зависит от величин:

, , ; [1. C. 265] (5)

Пусть r= 3 мм, t = 15 мм, h= 1 мм, n = 7. Тогда:

, k = [1,5…1,7]; m = =0,1; ==0,03

По номограммам определяем для случая нагружения осевой силой при растяжении и сжатии (условие свободного хода 0, p = 0). Она равна 6,05.

Тогда K=6,05=8,6843 Н/м

К числу основыных рабочих свойств сильфона относятся циклическая прочность, под которой подразумевается число циклов, выдерживаемое сильфоном до разрушения, при переменных нагрузках.

Исследование циклической прочности проводят в основном эксперементальным путем. В ГОСТ 21482-76 и ГОСТ 21754-76 приведены номограммы для определения числа циклов до разрушения бесшовных и сварных сильфонов.

Традиционная оценка циклической прочности, принятая при расчете деталей машин, основанная на сопоставлении напряжений цикла в опасной точке детали с пределом выносливости материала, который определяют при испытании стандартных образцов. Однако изучение усталостных характеристик материалов, применяемых для изготовления сильфонов, на образцах практически невозможно из-за трудностей точного воспроизведения в образце механического состояния материала сильфона. Это связано с тем, что технология изготовления бесшовных сильфонов предопределяет существенный разброс велечины пластической деформации, а следовательно и механических свойств в разных точках сильфона. По этому следует считать целесообразным изучение циклопрочности не на образцах материала, а на самих сильфонах, которые испытывают при каком-нибудь определенном цикле нагружения.

В [1] приведены усредненные номограммы для определения циклической прочности сильфонов, выполненных из металлов. Известно, что полимерные изделия более пластичны и могут выдержать бóльшие относительные удлиннения, чем металлы. Так, выбранный тип резины выдерживает удлиннение в 400% без разрушения, и 600% с последующим разрушением, при этом остаточная деформация составляет не более 25%.

Для определения примерной циклической прочности необходимо знать отношение максимально допустимого удлиннения сильфона к рабочему. Наибольшее число циклов, которое можно определить по номограмме – 1'000'000 и более, при этом отношение удлиннений соответствует около 10. Далее будет вычеслен рабочий ход сильфона – 90 мм. Т.е. для обеспечения максимального ресурса, сильфон должен быть способен растягиваться до 900 мм., при этом не разрушаясь. Легко посчитать длину цилиндра – заготовки, из которой будет сделан сильфон, его длина составит 477 мм. Удлиннение до 900мм составит всего 188%. Этим можно показать, что сильфон получился очень надежным, и его ресурс будет определяться практически только естественным старением полимера.

Рис 3.

4. Кинематический расчет передачи зубчатым ремнем

Рис 4.

Кинематический расчет привода осуществляется в следующем виде:

Линейная скорость передвижения меха записывается в виде:

(6)

где:

– радиус зубчатого колеса 5;

– угловая скорость этого зубчатого колеса.

С другой стороны линейная скорость меха можно записать в виде:

(7)

где:

– закон движения крышки меха, который имеет следующий вид:

(8)