1.2. Расчет гидроцилиндра на прочность

Прочностными расчетами устанавливают значения толщины стенок цилиндра , толщины крышек (головок) _кр, диаметр шпилек (болтов) для крепления крышек d_б,ш. Корпус гидроцилиндров изготавливают в основном из стальных поковок и труб. При давлении жидкости выше 20 МПа применяют кованую сталь, при давлении до 20 МПа – стальные трубы. Иногда, в зависимости от назначения, для изготовления гидроцилиндров используют чугун, высокопрочный чугун, бронзу, алюминий. Штоки и поршни гидроцилиндров изготавливают из стальных поковок.

В зависимости от соотношения между наружным диаметром D_н и внутренним гидроцилиндры бывают толстостенными и тонкостенными . Так как эти соотношения неизвестны, то предварительно принимается любая из нижеприведенных формул, а затем проверяется соотношение.

Толщину стенки толстостенного цилиндра определяют по [1], с. 17:

(1.5)

а тонкостенного –

(1.6)

где p_у–условное давление, равное (1,2  1,3)p_д=1,25 ;  – коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона); [] – допустимое напряжение на растяжение; n – коэффициент запаса прочности (при прочностных расчетах при давлениях до 30 МПа принимается n = 3).

Значения [] и  принимаются в зависимости от материала цилиндра (табл. 2).

Таблица 2

Материал	Стальное литье	Легированная сталь	Чугун	Высокопрочный чугун	Бронза
[], МПа	80 – 100	150 – 180	25	40	42
	0,25 – 0,30	0,25 – 0,30	0	0	0,25

[]=90 МПа, =0

_δ=

К вычисленной толщине стенки необходимо добавлять припуск (0,5  1,0) мм, необходимый для обработки внутренней поверхности цилиндра.

D_н=D+2 =0,065+2 0,034=1.33 м.

D_н/D=1,33/0,065=2,04 исходя из соотношения диаметров принимаем цилиндр толстостенным, тогда:

Крышки (головки) цилиндров могут быть плоскими или сферическими. Толщину плоской крышки определяют по выражению [1], с. 17:

(1.7)

а сферической

(1.8)

Принимаем плоскую крышку.

δ_кр=

Т.к. толщина крышки должна быть не менее двойной толщины стенки, то принимаем крышку с толщиной δ_кр =0,07066 м

При креплении крышек цилиндров болтами или шпильками диаметр их определяется из условия прочности на разрыв. При этом для гидроцилиндров толкающего действия по [1], с. 18:

(1.9)

а гидроцилиндров тянущего действия

(1.10)

где 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность предварительной затяжки болтов или шпилек; n – количество болтов или шпилек, n=6 ; [_р] = (130 – 150) МПа – допустимое напряжение материала на разрыв, [_р] =140 МПа.

d_б,ш=0,065 = 0,0074м = 7,48мм.