Зависимость эмпирических коэффициентов k1(Fн.Max), k2(Fн.Max) для приближённого определения наружного и внутреннего диаметра штока гидроцилиндра.

В этом выражении k1(Fmax) - эмпирический коэффициент, полученный на основе статистического обобщения опыта конструирования гидроприводов в авиационной промышленности с техническим ресурсом 10000 - 20000 часов. Этот коэффициент учитывает необходимые запасы прочности конструкции штока, изготовленного из стали типа 30ХГСА, в том числе, и на выносливость при знакопеременных нагрузках. Эти приближённые зависимости приведены на рис.2.11.

Внутренний диаметр штока из условия прочности его конструкции при указанной максимальной силе Fрmax также определяем по указанной выше методике:

(2.25)

Следует отметить, что во многих типовых конструкциях рулевых приводов внутри штока располагается датчик поступательных перемещений штока. Поэтому при выборе внутреннего и наружного диаметров штока необходимо проверять соответствие размеры штока и внешний диаметр датчика перемещения штока.

3. Определение диаметра поршня симметричного гидроцилиндра (Dп), который оценивается по формуле:

(2.28)

Полученное значение округляется до большей величины из ряда размеров вала. Затем снова оценивается эффективная площадь поршня:

(2.29)

4. Приближённая оценка толщины стенки гидроцилиндра производится по следующему известному соотношению [2.1]:

(2.30)

В приведенном выражении:

Рmax – максимальное давление рабочей жидкости в гидроцилиндре;

_-1 – допустимое напряжение материала гидроцилиндра при его циклическом нагружении. Например, для конструкции гидроцилиндра из стали 30ХГСА рекомендуется принять

_-1=55 кгс/мм²;

 = 1.5-2 - запас прочности;

С – прибавка к минимальной толщине стенки учитывающей допуск на обработку детали: с =0.7 – 0.8 мм.

Примерная компоновка гидроцилиндров привода может быть выполнена так, как это показано на рис.2.12.

4. Оценка толщины поршня гидроцилиндра производится по эмпирической формуле, которая учитывает возможность размещения на поршне уплотнительного узла с П–образной фторопластовой манжетой и двумя кольцами, которые препятствуют выдавливанию упругого кольца в зазор между поршнем и цилиндром. Материал сталь типа 30ХГСА или 13Х11Н2ВМФ-Ш (ЭИ-961-Ш).

Рис.2.12

Возможный вариант конструктивной схемы силового гидроцилиндра со стягивающимися передней и задней крышками и трубчатым гидроцилиндром (применяется для длиноходовых гидроцилиндров).

5. Приближённая оценка осевого размера гильзы гидроцилиндра.

Для авиационных рулевых приводов, работающих при давлении подачи 28МПа и выше, длина буксы с тремя уплотнительными манжетами LБ приближённо составляет

LБ =(1.2-1.3)dнар.шт (2.31)

Общая длина гильзы гидроцилиндра приближённо равна сумме осевых размеров следующих составляющих:

• Двух букс с учётом длины резьбы их крепления (2 LБ).

• Поршня (п).

• Удвоенного максимального хода поршня от нейтрального положения (2Хп).

• Резерв для перемещения поршня: по 2 мм с каждой стороны (=4мм).

Таким образом, общая оценка длины гильзы составляет:

. (2.32)

6. Осевой размер штока с поршнем гидроцилиндра (Lшт) состоит из следующих составляющих:

• Длина гильзы гидроцилиндра (Lг).

• Удвоенный максимальный ход поршня от нейтрального положения до упора (2Хп.max).

• Резерв на перемещение в крайнее втянутое положение (х=2 мм).

Таким образом, приближённая оценка общей длины штока составляет:

. (2.33)

8. Длина хвостовика гидроцилиндра, ко дну которого крепится датчик позиционной обратной связи ДОС и узел регулировки датчика, составляет величину:

(2.34)

9. Проверка на устойчивость штока осуществляется по следующим выражениям, приведенным в книге [2.1]:

(2.35)

Здесь приняты следующие обозначения:

Fэ.доп – эксплуатационная допустимая сила;

Fкрит – критическая сила, прикоторой теряется устойчивость штока;

Fа – оценка критической силы по Эйлеру.

 - коэффициент, учитывающий переменность сечения штока (0.7-1), выбираем худшую оценку – =0.7. В рулевых гидроприводах самолётов в большинстве случаев используются односторонние короткоходовые гидроцилиндры с максимальным ходом поршня 40 – 80 мм. Для таких приводов указанный коэффициент лежит в пределах =0.5-0.8;

nу – запас прочности по устойчивости для стальных конструкций лежит в пределах nу =1.5 - 3, для алюминиевых сплавов – 2 – 4 [2.1];

Ем - модуль упругости, (Ем = 20 10³ кгс/мм²);

k- коэффициент, учитывающий повышение давления, k=1.15.

lшт – полная длина привода от заднего узла крепления до переднего шарнира крепления штока к рычагу рулевой поверхности;

С - коэффициент, учитывающий способ заделки штока.

Этот коэффициент зависит от способа заделки переднего и заднего узлов крепления привода. Выбор этого коэффициента можно осуществлять в соответствии с рис.2.13 [2.1].

Рис 2.13