Конструирование кабелей управления специального применения

Конструирование кабелей управления, предназначенных для работы при внутреннем избыточном давлении
Сочетание требования повышенной гибкости с необходимостью осуществления надежного герметичного уплотнения в разъемы определило, что для кабелей управления, предназначенных для эксплуатации при внутреннем избыточном давлении, наиболее целесообразным является применение в качестве материала оболочки резины. Это позволяет осуществлять надежную герметизацию ввода кабеля в герметичные разъемы и блоки путем широко распространенного метода при вулканизации к наружной оболочке кабеля металлической конструкции (втулки) с последующим применением стандартных уплотнительных резиновых колец.
Опыт проектирования кабелей управления, предназначенных для работы при внутреннем избыточном давлении, показывает, что возможны два пути конструктивного решения защитной оболочки таких кабелей: 1) при давлении до 0,2—0,4 МПа (2—4 кгс/см2 и внутреннем диаметре оболочки (диаметре сердечника) до 12—15 мм наиболее целесообразным является применение однослойной оболочки из резины; 2) при давлении выше 0,4 МПа (4 кгс/см2), независимо от диаметра сердечника, единственным конструктивным решением, обеспечивающим надежную работу кабеля, является применение двухслойной армированной оболочки.
Основные теоретические соображения' по конструированию кабелей с однослойными резиновыми оболочками, предназначенных для работы при внутреннем давлении, сводятся к следующему.
Материалы, обладающие упругой высоко эластичной деформацией (резины, некоторые пластмассы) имеют линейную зависимость предела прочности от удлинения лишь при весьма небольших начальных деформациях.
В целом для таких материалов, несмотря на большую обратимость деформаций, зависимость не линейна и обычно немонотонна. Следовательно, эти материалы, как не отвечающие известному положению Гука, нельзя охарактеризовать одним постоянным значением модуля продольной упругости, рассчитанного по условному напряжению.
Применяемый иногда «местный модуль» (модуль по хорде), как отношение, не дает конструктивно значащей оценки материала.
Принимая во внимание условия эксплуатации кабелей, требования минимальных габаритов, предъявляемые к современным изделиям, а также ограниченные монтажные объемы, отводимые для прокладки кабелей, и допуская, что деформации защитных резиновых оболочек кабелей при воздействии внутреннего давления не превышают 10—25%, можно с достаточной степенью приближенности считать, что в этих пределах резина по условным напряжениям отвечает закону Гука. Приняв такое допущение, можно воспользоваться уравнением Л я ме.
Рассмотрим случай, когда толстостенный цилиндр подвержен действию внутреннего избыточного давления.
Опуская вывод напряжений в толстостенном цилиндре методом, главные напряжения в опасной точке можно выразить.
Подставляя полученные выражения в формулу теории прочности, получим необходимую расчетную формулу. Вопрос о выборе той или иной теории прочности для расчета зависит от свойств материала. Для пластических материалов, у которых допустимое напряжение при сжатии приблизительно равно допустимому напряжению при растяжении, рекомендуется применение третьей или энергетической теории прочности, как наиболее совпадающей с экспериментом. Последняя ближе оценивает действительную картину, но имеет более сложное аналитическое выражение. Энергетическая теория прочности принимает за критерий прочности потенциальную энергию деформации, причем вводит в расчет лишь часть энергии, затрачиваемой на изменение формы напряженного тела, и имеет следующее аналитическое выражение: получим а + а—в/4=0; решив и взяв только положительный корень, получим, где [ар] — допустимое напряжение при разрыве.

Яндекс.Метрика