某型液压作动筒活塞杆和耳环的强度分析与计算

某型液压作动筒活塞杆和耳环的强度分析与计算 某型液压作动筒活塞杆和耳环的强度分析 与计算 《庆安科技情报》 某型液压作动筒活塞杆和耳环的 强度分析与计算 航空设备研究所韩退霞 摘要某型液压作动筒在唐合试验后进行分解时.发现活塞轩和耳环的配告定位面有握伤.经 返修后局部仍有凹坑,本文对起差零件进行了静强度和疲劳强度较枉. 关蕾词强度计算:静强度;疲劳强度 l问的提出 某型液压作动筒的活塞杆和耳环在磨合后分解时,发现活塞杆和耳环的配合定位面有不 同程度的划伤.活塞杆(如图1所示)中45外圆靠近螺纹一端宽约5mm范围内和耳环(如图2 如示)中45内L端口宽约4ram范围内均有不同程度的划伤,返修后发现局部仍有凹坑(深0, 0,3ram),影响零件的强度,且两零件均为重要零件,它的损坏直接影响飞机安全,因此必须对 返修后的零件进行强度(静强度和疲劳强度)校棱,通过分析计算为返修件的最终处理提供可 靠的依据. a.产品设计中提高"系列化,化,通用化" 将不同零组件按相似形分类成组,发挥计算 机在产品设计中的优越性.提高产品集成特 点,为制造过程采用成组加工提供条件,减少 设计量; b制造过程以减少人,财,物,时间,提高工作 效率为目标.利用零件几何形状,加工方法, 精度,光洁度,毛坯材料的相似性充分发挥数 控机床和成组加工单元的效率; c.工艺编排上以长工序,复杂零件为主线安 排设备和进度,短工序简单零件的安排充分 利用通用设备加工,避免在制黑的积压,降低 生产成本: d.生产汁划和管理上实施计算机动态管理库 存资源和在制品,减少多余管理层次,进一步 加强生产信息和生产指挥系统的职能.开展 动作研究和基准工时,提高工作效率; e管理思路进一步招展,在全厂乃至全国范 围内进行企业生产成本研究,充分利用外部 加工优势和闲置加工能力为我厂成本大幅降 低服务.影响关键件加工的简单件和小零件 可请托加工. 6结论 在企业通过产品设计,制造,销售来实现 目标利润的过程中,如何降低资本风险和成 本.实现资产最大限度的增值是企业家的核 心工作.在这一过程中流动资产的利用尤为 关键,而流动资产的大多数是产成品,半成 品,辅料,包装物,要实现企业经营目标就必 须对制造过程流动资产合理利用. 正如以上分析,JIT生产方式不但在大 批量生产中发挥着巨大的经济作用,在多品 种小批量生产模式中也有极大的实用价值, 它的基本思想和主要方法在我们企业的生产 管理括动中有较大的实用价值. 7.参考资料(略) 31 2001年第2期 囤1活塞杆 划伤处 2当量载荷的计算 囤2耳环 对某型液压作动简进行100小时的保证寿命试验时,活塞杆的负载P,及运动的次 数N 分别为: 两个液压系统工作时: P.=19000?5%kgf =14000?5%kgf P:9500?5%kgf 32一 N.=I.6×10×60=960 N2:3x5×60=900 N=4×20×60=4800 《庆安科技情报》 P=70005%kgf IJ'=5000=5%kgf 一 个液压系统工作时: 1=7000?5%kgf N=12×25×601800 N=30×30×60=54000 N=6×10×60=3600 总循环次数为N=?=82260 在保证寿命试验中,活塞杆处在几何中间位置时为中立位置,当活塞杆离开中立位置运动 时,活塞杆上的负载为线性增大的逆向负载;当活塞杆向中立位置运动时,活塞杆上的负载为 线性减小的顺向负载;当m=6(m一疲劳强度幂指数,一般取m=6,9)时,活塞杆的当量载荷 为: 由公式 '1b P-tM?三(一F一) ==b?(960×19950+900×14700+3600×73506+4踟0×9975+18000×7350'+54000×5250) :9930kgf 3活塞杆的强度校核 活塞杆材料为:18CrzNiWA 强度极限为::113kgf/ram 持久极限为:d=38kgf/mm. 活塞杆的I—I截面(如图1所示为划伤所在处)既受拉力,又受压力,属于拉压交变载荷, 现对活塞杆的I—I截面进行强度校核. 3.1静强度校核 由于怕取截面非危险截面,且I—I截面积是危险截面(螺纹遏刀槽处)面积的1.4倍,因 此I一1截面静强度能满足产品要求,静强度校核略 3.2疲劳强度校核 由公式:ii-k .一——一交变循环应力 其中F=[(萼)一(莩)] 14×f(萼(萼 =1099m 所以d一=下Pk一 _ 而 9930 =9.035kgf/mmz 一 33— 2001年第2期 再由公式[]d—L日×p×e K×n 【.一]——交变循环许用应力 口——粗糙度系数取=0.65(a~lOOkgf/mm,~NXv3,5) '——尺寸系数取e=0.9(d>40) n——安全系数取n=14(一般取n=1.3,16)K——应力集中系数 K.=1.20.2___Ia~-40 =ll2+I)_2×里 :13 即[.]=12.21kgf/mm: 所以有d一<[d.] 4耳环的强度校核 耳环材料为:18Cr,NWA 强度极限为:-_100kgf/mm 持久擞限为:6_?=36kg[A~ 耳环的I_I截面(如图2所示为划伤所在处)不受拉力.仅受压力,属于脉动载荷,现对 耳 环的I—I截面进行强度校核 41静强度校核【压应力) 静强度的最大载荷计算 由公式P2=f×P 式中I——液压系统工作时,活塞杆所受的最大力 r:2——裕度系数 一一 活塞杆的输出力为21760::要 P!:2I760+0l×21760:23940kgf 所以=2×23940:47880kgi 活塞杆的应力计算 由公式:单 式中.一一拉压应力 F——所取I—I截面的面积 F=[(辈)一()] , 34, 《庆安科技情报》 [(一(萼 =872.135m【l1 .=549kgf/mm: 考虑巾45面仍有凹坑,根据《机械零件》中~100kgf/mm!,粗糙度为v3,5v时, 取折 合系数0.65 实际安全系数n==%堕 4.2疲劳强度校核(脉动循环): 由公式= 一 脉动循环应力 —— 9930 872135 18>l =I1.386kgf/mm 鼬猷— K1,×l1××(#=jf [.].——脉动循环许用应力 0——粗糙度系数口=065(o~100kgf/mm:,粗糙度3,"75) e——尺寸系数取=09(d>40) n——安全系数取I1=l4(一艇取n=1.3,16) —— 循环敞感系数取=02(?100kgf/mm时取02) K—一垃力集中系数 1.2l =ll? 2×36×0.65×0.9 13xI.4×Il0.2 所有.<L].. 5结论 ,o65×0.9 ,1.3 由上的分析计算可知,返修后活塞和耳子的强度仍能满足产品性能要求,两零件可 超差 使用.