В дополнение к нашему исх. № 1092 от 19.11.2015 приводим расчет предлагаемого полого штока гидроцилиндра FS М06-107841 СБ на сжатие-растяжение, продольный изгиб и срез резьбы концевиков штока.
Предлагаемый полый шток будет изготовлен из зарубежного аналога стали 45 с термообработкой (улучшением), наружный диаметр штока - 110 мм, внутренний - 80 мм. Учитывая вид нагрузки штока ГЦ (переменная, действующая от нуля до максимума, от максимума до нуля (пульсирующая)), допустимое напряжение при растяжении-сжатии для данного материала составляет [σсж-рст]= 170 МПа.
Из условия прочности на сжатие-растяжение имеем:
Максимальная нагрузка на шток ГЦ Nmax действует во время его рабочего хода и рассчитана при номинальном давлении 25 МПа и диаметре поршня 160 мм:
Площадь сечения штока составляет:
Максимальное напряжение, возникающее в сечении штока составляет:
Запас прочности при максимальной нагрузке (сжатии) штока составляет:
Учитывая большую относительную длину штока ГЦ приводим расчет прочности штока при продольном изгибе из условия:
Критическое напряжение в сечении штока при его продольном изгибе определяем по формуле:
где, с - коэффициент, учитывающий тип заделки концов штока ГЦ, принимаем равный 1;
Е - модуль упругости, для стали 45 равен 2*105 МПа;
l - длина штока, принимаем по чертежу 3,06 м.
Запас прочности при продольном изгибе штока составляет:
Из условия прочности резьбы концевиков штока (М80х2) на срез определяем минимальную длину свинчивания резьбы:
Нагрузка, действующая на шток при растяжении
kп - коэффициент полноты резьбы, показывающий отношение высоты прямоугольника, представляющего собой поверхность среза, к шагу резьбы.
Для метрической резьбы болта kп = 0,75;
d- наружный диаметр резьбы концевиков штока d=84 мм;
[τср]= 0,15σт = 0,15*355 = 53,25 МПа.
Учитывая предлагаемую длину резьбы концевиков штока 75 мм, запас прочности резьбы на срез при данной нагрузке будет троекратным.
Обращаем Ваше внимание на то, что расчеты проведены с учетом номинального давления 25 МПа. Во время работы ГЦ при указанном рабочем давлении 16 МПа все рассчитанные коэффициенты запаса прочности следует умножить дополнительно на 1,56.