液压缸设计11页

1、液压缸设计液压缸一般来说是标准件，但有时也需要自行设计。本节主要介绍液压缸主要尺寸的计算及强度，刚度的验算方法。 液压缸的设计是在对所设计的液压系统进行工况分析、负载计算和确定了其工作压力的基础上进行的。首先根据使用要求确定液压缸的类型，再按负载和运动要求确定液压缸的主要结构尺寸，必要时需进行强度验算，最后进行结构设计。 液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D、缸的长度L、活塞杆直径d。主要根据液压缸的负载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。液压缸工作压力确定液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。液压缸的工作压力按负载确定。对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，采用的压

2、力范围也不同。设计时，液压缸的工作压力可按负载大小及液压设备类型参考表3.2、表3.3来确定。表3.2 液压缸的公称压力（单位：MPa,GB7938-87）0.631.01.62.54.06.310.016.025.031.540.0表3.3 各类液压设备常用的工作压力(单位：MPa)设备类型 一般机床 一般冶金设备农业机械、小型工程机械液压机、重型机械、轧机压下、起重运输机械工作压力(MPa)16.36.31610162032液压缸主要尺寸的确定液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，无杆腔进油并不考虑机械效率时，由式（3.4） (3.14)有杆腔进油并

3、不考虑机械效率时，由式（3.6）可得 (3.15)一般情况下，选取回油背压 ，这时，上面两式便可简化，即无杆腔进油时（3.16）有杆腔进油时： (3.17)式（3.17）中的杆径d可根据工作压力选取，见表3.4；当液压缸的往复速度比有一定要求时，由式（3.7）得杆径为 (3.18)推荐液压缸的速度比如表3.5所示。表3.4 液压缸工作压力与活塞杆直径液压缸工作压力P（MPa）5577推荐活塞杆直径(0.50.55)D(0.60.7)D0.7D表3.5 液压缸往复速度比推荐值液压缸工作压力P（MPa）101.252020往复速度比y1.331.4622计算所得的液压缸内经D和活塞杆直经d应圆整为

4、标准系列参见新编液压工程手册。液压缸的缸筒长度由活塞最大行程，活塞长度，活塞杆导向套长度，活塞杆密封长度和特殊要求的长度确定。其中活塞长度为（0.61.0）D；导向套长度为（0.61.5）d。为减少加工难度，一般液压缸缸筒长度不应大于内径的2030倍。液压缸的校核1.缸筒壁厚的验算中、高压液压缸一般用无缝钢管做缸筒，大多属薄壁筒，即d/D0.08，此时，可根据材料力学中薄壁圆筒的计算公式验算缸筒的壁厚，即（3.19）当d/D0.3时，可用下式校核缸筒壁厚 (3.20)当液压缸采用铸造缸筒时，壁厚由铸造工艺确定，这时应按厚壁圆筒计算公式验算壁厚。当d/D=0.080.3时，可用下式校核缸筒的壁厚

5、 (3.21)式中: -缸筒内的最高工作压力 s缸筒材料的许允应力2.液压缸稳定性验算 活塞杆长度根据液压缸最大行程L而定。对于工作行程中受压的活塞杆，当活塞杆长度L与其直径d之比大于15时，应对活塞杆进行稳定性验算，关于稳定性验算的内容可查阅液压设计手册。冶金设备标准液压缸型号选择HSG-L-01-D/d100-E2501 HSG-双作用单杆活塞式液压缸L-缸盖连接方式/：L=threaded（bore80）；K=卡键式（缸径80） 01Designingcode D/dboreDia.mm/rodDia.mm 100-Stroke E-Pressuregrade16MPa 2缸头、缸筒连接

6、方式/End&tubeconnection：1=缸头耳环带衬套/Endandtrunnionwithbushing；2=缸头耻环带关节轴承/End,ringwithoscillatingbearings；3=铰轴/hingeshaft（forcylinderswithbore80卡键式连接）；4=端部法兰/Endflange（forcylinderswithbore80卡键式连接/pin&keyconnection）；5=middleflange（forcylindersbore80卡键式连接/pin&keyconnection） 5活塞杆端连接方式代号/Pistonrodconnection

7、code： 1=杆端外螺纹； 2=杆端内螺纹（bore63）； 3=杆端外螺纹杆头耳环带衬套;4=杆端内螺纹杆头耳环带衬套;（bore63）； 5=杆端外螺纹杆头耳环带关节轴承； 6=杆端内螺纹杆头耳环带关节轴承（bore63）；7=整体式活塞杆耳环带衬套（bores=40、50）； 8=整体式活塞杆耳环带关节轴承（bore=40、50） 0-缓冲部位代号：0=不带缓冲；1=两端带缓冲；2=缸头端带缓冲；3=杆头端带缓冲1油口连接方式代号：1=内螺纹L1-活塞杆端连接方式代号：L1=杆端外螺纹；L2=杆端外螺纹 O工作介质代号：O=机油、液压油,；W=高水基（乳化液）(emulsifiedmi

8、xture) 注：型号说明中凡标有的目前均按非标处理。 Model公称压力/Working pressurePMaBore Dia.D(mm)=1.33=1.46=2Minimum StrokeS(mm)=1.46Rod Diameterd(mm) Max. Stroke S(mm) Rod Diameterd(mm) Max. StrokeS(mm)Rod Diameterd(mm) Max. StrokeS(mm)Push（N） Pull（N） HSGL01-40/dE1640203202240025480-2009014020HSGL01-50/dE50254002850032600-3

9、140021550HSGL01-63/dE63325003563045750-4987034480HSGL01-80/dE80406404580055950-4987054980HSGL01-80/dE804064045800-308042054980HSGL01-90/dE9045720509006310804010179070360HSGL01-100/dE100508005510007012004012566087650HSGL01-110/dE1105588063110080132045152050102180HSGL01-125/dE1256310007012509015003519

10、6350134770HSGL01-140/dE140701120801400100168050246300165880HSGL01-150/dE150751200851500105180055282600191850HSGL01-160/dE160801280901600110190045321700219910HSGL01-180/dE1809014501001800125215045407150281500HSGL01-200/dE20010016001102000140240050502660350600HSGL01-220/dE22011017601252200160264060608

11、200411860HSGL01-250/dE25012520001402500180300060785600539100注：1.速比为活塞腔有效面积与活塞杆腔有效面积之比。2.最大行程原则上是：=1.33时，S=8D；=1.45时，S=10D；=2时，S=12D；（D为缸径）。3.最小行程不包括缸头、缸筒连接方式为铰轴及中部法兰型外形安装连接尺寸图（活塞杆端为内螺纹连接）Bored=1.33 d=1.46d=2d1RbL6M2L8L5L7L12-M1H11405720 222520or GE20ES2530M161.5303065225M141.51565506825 283230or GE3

12、0ES3540M221.5354065243M181.51575638332 354530or GE30ES3540M271.5404065258M181.515908010240 455540orGE40ES4550M331.5455075 65 300M221.5181109011445 506340orGE40ES4550M362455066 76305 325M221.518-10012750 557050orGE50ES6065M422506072 82340 360M27220-11014055 638050orGE50ES6065M482556077 87360 380M2722

13、0-12515263 709050orGE50ES6065M522606078370M27220-14016870 8010060orGE60ES7075M601.52657085 95405 425M27220-15018075 8510560orGE60ES7075M642707592 102420 440M33222-16019480 9011060orGE60ES7075M6827570100435M33222-18021990 10012570orGE70ES8085M7638589107480M42224-200245100 11014080or GE80ES9095M85395100110510M42224-220273110 12516090or GE90ES100105M953105110120560M42224-250299125 170180100or GE100ES110120M1053115122135614M42225-BoreL15L16L12L17345H3L22n-6L33L