sciencetalk

Ik ben bezig een stoommachine te tekenen en door te rekenen. Wellicht ga ik namelijk ooit zo'n ding bouwen. De bedoeling is dat ik alles zelf bouw, dus ook de zuiger en de cylinder. Heel veel kan ik zelf berekenen omdat ik een opleiding werktuigbouw gedaan heb. Echter, er is 1 ding waar ik niet uit kom: wat moet de dikte zijn van de zuiger ?

De gegevens:

Diameter zuiger: 75mm

Werkdruk: 2 Mpa (2 newton/mm²)

Kracht op de zuiger: 4415,625 mm² x 2 Mpa = 8831,25 N (uitgaan van 26493,75 N (vermenigvuldigingsfactor 3) omdat de kracht afwisselend in tegenovergestelde richting werkt)

Vloeigrens staal: 215N/mm² (trek)

Elasticiteitsmodulus: 210000N/mm²

Afschuivingmodulus: 81000N/mm²

Overigens wil ik er in mijn berekeningen van uit gaan dat de zuiger exact in het midden op 1 punt belast wordt, dan hoef ik geen rekening te houden met de dikte van de zuigerstang.

En ja, ik heb half Wikipedia en half google al uitgespit, maar niets relevants kunnen vinden. Ook mijn tabellenboek + het topic over de RVS schijf helpen mij niet verder.

Niemand ?

Ik denk dat je geen reacties hebt omdat dit soort sommen minstens uitdagend te noemen is (lastige mechanica en wiskunde waarmee ik je waarschijnlijk ook niet kan helpen). Als de kop van de zuiger vlak en voldoende dun is, dan kun je misschien iets doen met de theorie betreffende vlakke platen die loodrecht op hun vlak worden belast. Daarvoor heb ik misschien nog wel een dictaat die je via pb wel kan krijgen.

Als de kop van de zuiger echter bolvormig is, dan wordt die platentheorie nog moeilijker. Als de randen van de zuigerkop voldoende steun bieden, dan kun je misschien iets doen met belasting op holle bollen. Dat is gelijk een stuk minder moeilijk, maar het lijkt me niet erg nauwkeurig. Aan de randen van de zuigerkop gelden namelijk andere voorwaarden dan wanneer het een volledige holle bol zou zijn. Dit zal dan weer resulteren in een hele andere spanningsverdeling waarvan ik niet zal doen alsof ik dat begrijp.

Algebraïsch een bolle zuigerkop doorrekenen lijkt me echt een kansloze bedoeling. Pak daarvoor alsjeblieft een computerprogramma.

Niemand ?

Zoals gesteld door Sjakko is het zeer lastig uit te rekenen, ook omdat het gedeelte waar de piston pen in vast zit ook nog extra sterkte aan de cylinder geeft. Je kan eventueel proberen door aannames je berekeningen te vereenvoudigen.

Verdere tip: kijk hoe de zuigers er bij vergelijkbare machines uit zien en wat voor wanddiktes zij hebben: beter goed gepikt dan slecht verzonnen

Ik had al het vermoeden dat mijn vraag nogal (ahum) ingewikkeld zou zijn. Maarja, niet geschoten ...

De zuiger is gewoon een platte schijf. Niets meer. niets minder. Dus geen 'rare' bolle vormen (of nog erger).

Een tabel die ook gebruikt wordt door ontwerpers/calculators van zuigers voor cylinders vind ik overigens ook prima ! Het gaat mij er om dat ik kan onderbouwen wat de afmetingen (minimaal) moeten zijn.

Sjakko, ik zou dat dictaat graag van je ontvangen !