简述活塞套劳累裂开无效研究及优化方案

　　根据已知设计尺寸及材料，可计算出载荷系数V=0161.并将已知数据代入式（2）得到螺纹轴向预紧力T=2.418@104N。活塞套凸肩受力分析压缩机工作时，活塞套可看作与活塞杆固紧成一体。活塞套凸肩受到由活塞传递的气体力和螺纹预紧力的双重作用。活塞套凸肩静强度（凸肩比压）校核活塞与活塞套之间的凸肩为圆柱凸肩连接时，支承面上的比压为q=4PP（d21-d2）=12.3MPa<=2025MPa（铝活塞）式中：d2、d1为活塞套凸肩内外直径；P为*大活塞力。计算表明，活塞套凸肩不会发生静强度破坏。

　 活塞套凸肩疲劳强度校核活塞套凸肩受交变活塞力作用，应对其进行疲劳强度校核。活塞套凸肩根部*大弯曲应力的计算在理想状况下，活塞套固紧在活塞杆上，凸肩受均布载荷。圆环形平板内周边固支、环面受均布载荷时*大弯曲应力的计算式为Rmax=K6qR2h2（5）式中：K6为圆环形平板系数；r、R为环板内、外径；h为环板厚度；q为均布载荷。

　　代入已知数据得到活塞套凸肩分别受*大、*小轴向力时根部的*大弯曲应力分别为Rmax=60.63MPaRcmax=7.41MPa应力幅为Ra=Rmax-Rcmax2=26.61MPa平均应力为Rm=Rmax+Rcmax2=34.02MPa。等效对称循环应力幅（Ra）d的计算综合考虑应力集中、疲劳尺寸和零件表面加工质量的影响，等效对称循环应力幅（Ra）d为（Ra）d=KREBRa+WRRm（6）式中：WR是不对称循环系数，表面状态为弯曲、加工方法为车削时，WR=0.34；尺寸系数E=0.82；表面加工系数B=0188；有效应力集中系数KR=1+q（Kt-1），其中材料的敏感性系数q与零件尺寸和材质有关，此处q=0.4；理论应力集中系数Kt与零件尺寸和受力情况有关，参考阶梯轴弯曲应力集中系数和压力容器垂直接管应力集中系数的选取办法，取为Kt=5.8，则KR=2.92。将有关数据代入式（6）得（Ra）d=119.25MPa。

　　活塞套许用应力幅许用应力幅=R-1（7）式中：材料的对称弯曲疲劳强度R-1=300MPa；参考压缩机螺纹许用安全系数的取值范围取活塞套许用安全系数=2.5。将数值代入式（7）得=120MPa。计算表明（Ra）d=119.25MPa虽然没有超过许用应力=120MPa，但已经非常接近，活塞套不安全。