柱塞缸设计步骤

1、2、数据、 执行元件：液压柱塞缸；、 主要设计参数：缸工作行程400mm；推力载荷-280KN；移动速度1mm/s；安装方式-前法兰。3、设计提要、液压柱塞缸主要参数给定缸内径：D=125mm；缸外径：D1 =194mm；壁厚：=34mm；活塞杆直径：=120mm；法兰厚：h=8mm；二、设计计算步骤1根据机构运动和结构要求，选择液压缸的安装类型和安装方式。2 确定液压缸的性能参数，如输出力，速度，作用时间，内径和行程。3根据选定的工作压力，确定液压缸的缸径，活塞杆直径，并按标准尺寸系列选择尺寸，根据工作压力及材料进行结构设计，如缸壁厚度，缸盖，密封形式，排气与缓冲等。4液压缸性能的验算。5选

2、择合适的密封结构三、液压缸主要几何尺寸的设计计算1公称压力的确定因为推力载荷为280KN所以选公称压力为31.5MP，见表2活塞杆直径的确定当F1=280KN，P=31.5MP 算出d=106mm查下表选d=120mm3、液压缸行程行程400mm属于国标4、液压缸内径D1的确定当F1=280KN，P=31.5MP D1=110.1mm查下表选用D1=125mm5缸筒壁厚=24.61mm根据外径和内经的差选=34.5mm6液压缸外径D2的确定D2=174.1mm查表选用194mm7缸底壁厚代入计算的d11=31.08mm去32mm8缸头壁厚算出缸头厚度h=30mm9缸筒法兰连接螺栓10、法兰安装

3、方式11密封环一般取O型密封环12防尘圈13各种主要零件名称和材料四、各零部件的校核及验算1、缸筒设计、缸筒结构的选择连接方式如下图：选取法兰式连接，并且法兰和缸筒用焊接方式连接。其优点是结构简单，易选取、易装卸；缺点是外径较大，比螺纹连接的重量大。、缸筒的要求有足够强度，能够承受动态工作压力，长时间工作不会变形；有足够刚度，承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲；内表面和导向件与密封件之间摩擦少，可以保证长期使用；缸筒和法兰要良好焊接，不产生裂纹。、缸筒材料的选取及强度给定部分材料的机械性能如下表：本次设计选取20号钢从表中可以得到：缸筒材料的屈服强度=250MP；缸筒材料的抗拉强度=420

4、MP；现在利用屈服强度来引申出：缸筒材料的许用应力=/n=250/5=50MP。其中n=5是选取的安全系数，来源于下表：2、液压缸的效率液压缸的效率由以下三种效率组成：=0.9 =1 =0.9所以总效率为0.8。3.缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算：根据式23.37得到：31.5MP满足条件4、法兰设计、法兰厚度计算法兰厚度根据下式进行计算：式中：h法兰厚度（mm）F法兰受力总和（N），法兰外径（370mm）螺栓直径（24mm）法兰材料的许用应力（Pa）mm 螺钉孔分布圆直径（320mm）密封环外径（250mm）带入数据得h=47.6mm. 圆整取h=48mm首先来计算法兰在

5、最大内压的情况下受到的压力F：在流量的计算中已经得柱塞的面积是：=113.04缸壁厚度计算中得出最大压强：=2.252MP所以法兰承受的最大压力为：F=25452.45N接下来选取其它参数：=115mm =20mm b=13mm许用应力在选取材料的时候给出：=/n=250/5=50MP将以上各量带入式23.316得到：h=30mm5法兰连接螺栓的强度计算连接图如下：螺栓强度根据下式计算：最大推力为：F=280KN使用8个螺栓紧固缸盖，即：Z=8螺纹外径和底径的选择：=20mm =18.376mm系数选择：考虑到载荷可能有变化，为了安全，选取：K=3，=0.12最大推力理论F=P*A=31.5MP*=356.076KN但实际F1=F*0.8=284.8608KN根据式23.320得到螺纹处的拉应力为：=401.9MP根据式23.321得到螺纹处的剪应力为：=192.3MP根据式23.322得到合成应力为：=522.5MP由以上运算结果知，应选择螺栓等级为12.9级：查表的得：抗拉强度极限=1200MP屈服极限强度=1080MP不妨取安全系数n=2可以得到许用应力值：=/n=1100/2=540MP再次使用式23.322得到： 成立证明选用螺栓等级合适。四、参考文献1