液压缸设计常用结构参数及计算表

1、液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 材 料 厚 度0.1-1616-3045T6504414304559033532535510305295203902452351033520519540Cr98078527SiMm98083542CrMo108093035CrMo1000850材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度20500400450835600500550645700600650427SiMm900800伸长率 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(mm) 缸缸筒筒长长一般缸筒长不

2、超过内径20倍1.11.1 已已知知推推力力、压压力力求求缸缸径径(效率0.9-0.98)1.21.2 已已知知推推力力、缸缸径径求求压压力力(效率0.9-0.98)推力（T）压力(MPa)缸径(mm)推力（T）缸径(mm)350234 45 51 1. .7 72 24 43 32 20 04 4132320500255 53 32 2. .0 05 57 79 92 23 31102506.3633265 55 5. .8 83 36 66 69 94 40 06 66.36331604.3293265 55 5. .0 04 47 75 59 91 10 03 34.3293160182

3、01 10 07 7. .0 07 74 45 59 91 15 5302001.31.3 已已知知缸缸径径、速速比比求求杆杆径径缸径(mm) 速 比1001.251.331.462杆径(mm)4 45 55 50 05 56 67 70 0. .7 71 10 06 67 78 81 12 2 据据受受力力情情况况确确定定杆杆径径 受受拉拉力力杆杆径径等等于于0.3-0.50.3-0.5缸缸径径受拉力杆径为：3030至5050 受受压压力力时时： P5MPa：5050至55555P7时：6060至7070P7时：7070最最小小导导向向长长度度 HL/20+D/2HL/20+D/2导导向向套

4、套滑滑动动面面长长度度缸缸径径(mm)(mm)行行程程（mmmm）缸缸径径8080时时按按缸缸径径取取：1003003006 60 0至至100100最小导向长度6565缸缸径径8080时时按按杆杆径径取取：3 30 0至至5050 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式）弹性模数 安装及导向系数 KE=MPa自由+固定双铰+导向固固定定+ +铰铰+ +导导向向双双固固定定+ +导导向向210000210.7070.5缸缸径径(mm)(mm)杆杆径径(mm)(mm) 心心部部(mm)(mm)行行程程(mm)(mm)安安装装(mm)(mm)1 18 80 01 16

5、 60 01 13 30 07 73 30 00 04 45 50 0推力(N)拉力(N)速度比/面积比两两腔腔同同时时相相进进同同压压力力惯性矩（mm)47 76 63 30 02 20 01 16 60 01 14 40 04 4. .7 76 64 47 70 05 58 88 82 26 60 02 28 88 80 018140859.38结 论ONON , , 稳稳定定性性不不足足负载率结结论论 缸缸筒筒各各设设计计参参数数的的确确定定及及验验算算 一一、缸缸筒筒的的初初步步确确定定及及验验算算初定壁厚安全系数 313.33333333 安全系数522.22222222缸径外外径径

6、/D屈服强度抗拉强度2002 24 40 00.1800900条件 计 算 条 件计算壁厚0.08 NO, 右边计算结果不考虑20.6250.0817.5MPA,S=4;)(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;) 材料屈服强度抗拉强度安全系数压力 20号245410525 35号315530 材材 料料 45号355600 2020号号已已知知内内径径求求壁壁厚厚壁壁厚厚(mm)(mm)2 2. .7 74 43 39 90 02 24 43 39 9油管内径1 18 8应应力力82外外径径2 23 3. .4 48 87 78 80 04 48 88 8

7、已已知知外外径径求求壁壁厚厚 2020号号油管外径1 14 4内内径径(mm)(mm)1 10 0. .7 72 28 89 97 71 19 96 6壁壁厚厚(mm)(mm)1 1. .6 63 35 55 51 14 40 01 19 9 外径受压极限弹性模数泊松数工作压力25当钢管长度除平均半径较大时,近似计算如下E=MPaM2060000.3杆径(mm)内径(mm)平均半径(mm)壁厚(mm)零零界界压压力力2 28 82 22 21 12 2. .5 53 37 70 0. .4 41 11 12 25 52 27 75 5结论 OK,OK, 油油管管尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确

8、二二十十二二、支支承承环环长长度度计计算算支支承承部部分分外外径径杆杆 径径支支承承环环长长度度活活塞塞杆杆悬悬伸伸长长度度（米米）侧侧向向力力75705.1760100支支承承环环许许用用应应力力侧侧向向力力矩矩支支承承环环面面积积支支承承环环受受应应力力结结论论83.33333333760000569.125261.8398556缸径（mm）杆径(mm)心部（mm）行程（mm）安装距（mm）6050012501485 全全伸伸长长度度L L 活活塞塞杆杆断断面面回回转转半半径径 k k全伸长度（mm）实心杆空心杆273512.512.542.5L/K实心218.8空心218.8实实心心用用

9、欧欧拉拉公公式式计计算算空空心心用用欧欧拉拉公公式式计计算算欧欧 拉拉 公公 式式工作压力安全系数203.5杆受力截面转动惯量安全系数拉力推力227813752.485652017270拉拉 金金 公公 式式材料强度试验值nm560杆受力截面面积安全系数20.686669431962.52732.19压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计一一、设设计计要要求求及及参参数数安装载荷（N） 安装高度（N） 工作载荷（N） 工作行程(mm） 弹簧中径(mm） 200564201032二二、材材料料参参数数材料名称切变模量弹性模量抗拉强度许用切应力7900021000015205

10、32三三、计计算算结结果果要求刚度计计算算钢钢丝丝直直径径旋绕比有有效效圈圈数数224.374.3785.62四四、校校核核与与分分析析取取钢钢丝丝直直径径取取有有效效圈圈数数总圈数实际刚度安安装装变变形形量量4.54.55.55.57.522.478.9工作载荷(N)自由高度（mm）压并高度压并变形量试验载荷(N)427427656533.7533.753131714714螺旋角 查查表表值值展开长度最小切应力 最大切应力0.105104886.16.1754754213213451451OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合OKOK，安安装装载

11、载荷荷基基本本符符合合OKOK，试试验验切切应应力力符符合合OKOK，试试验验载载荷荷符符合合OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80%之之间间OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足表表A A、表表C C表表A A: :普普通通圆圆柱柱螺螺旋旋压压缩缩及及拉拉伸伸弹弹簧簧的的结结构构尺尺寸寸(mm)(mm)计计算算公公式式参参数数名名称称及及代代号号计计算算公公式式备备注注压压缩缩弹弹簧簧拉拉伸伸弹弹簧簧中中径径D D2D D2=C=Cd按按表表C C取取标标准准值值内内径径D D1D

12、D1=D=D2-d-d外外径径D DD=DD=D2+d+d旋旋绕绕比比C CC=DC=D2/d/d弹弹簧簧细细长长比比b bb=Hb=H0/D/D2b b在在1 15.35.3的的范范围围内内选选取取自自有有高高度度或或长长度度H H0H H0pn+(1.5pn+(1.52)d2)d( (两两端端并并紧紧、磨磨平平) )H H0pn+(33.5)d(两段并紧、不磨平)H0=nd+H0=nd+钩钩环环轴轴向向长长度度工工作作高高度度或或长长度度H H1，H H2，.，H HnHnHnH H0ln nHnHnH H0+ +ln nlnn工工作作变变形形量量有有效效圈圈数数n nn n2 2总总圈圈

13、数数n n1n1=n+(22.5)(n1=n+(22.5)(冷冷卷卷) ) n1=n+(1.52)n1=n+(1.52)(YII(YII型型热热卷卷) )n n1=n=n拉拉伸伸弹弹簧簧n1n1尾尾数数为为1/41/4、1/21/2、3/43/4、整整圈圈。推推荐荐用用1/21/2圈圈节节距距p pp=(0.28p=(0.280.5)D0.5)D2p=dp=d轴轴向向间间距距dd=p-d=p-d展展开开长长度度L LL=L=pD D2n n1/cos/cosaL LpD2n+钩环展开长度螺螺旋旋角角aa=arctg(p/=arctg(p/pD2) )对对压压缩缩螺螺旋旋弹弹簧簧，推推荐荐a55

14、99质质量量msmspd d2L Lg/4/4g为为材材料料的的密密度度，对对各各种种钢钢，g7700kg/m7700kg/m3；对对铍铍青青铜铜，g8100kg/m8100kg/m3尺尺寸寸系系列列表表表表C C: : 普普通通圆圆柱柱螺螺旋旋弹弹簧簧尺尺寸寸系系列列 （摘摘自自GB1358-78GB1358-78）弹弹簧簧丝丝直直径径d(mm)d(mm)第第一一系系列列0.10.10.150.150.20.21.21.21.61.62 2121216162020第第二二系系列列0.70.70.90.91.41.49 914141818第第一一系系列列0.40.40.50.50.60.63.

15、53.54 44.54.5252530303535110110120120130130300300320320360360弹弹簧簧中中径径D D2(mm)第第二二系系列列1.41.41.81.82.22.29.59.514141818757585859595250250270270290290有有效效圈圈数数n(n(圈圈) )压压缩缩弹弹簧簧2 22.252.252.52.55 55.55.56 611.511.512.512.513.513.5拉拉伸伸弹弹簧簧2 23 34 4141415151616404045455050自自由由高高度度H H0（mmmm） 压压缩缩弹弹簧簧（推推荐荐选选

16、用用）4 45 56 6161617171818383840404242757580808585150150160160170170340340360360380380620620650650680680注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。0缸径杆径1351350已知等于求得直径已知是求得的2倍18025434直径127.279220612717502530-延伸率收缩率31528522510185屈服强度1401

17、50170180210220硬度（HV）1002000压力(MPa)机械效率1 17 7. .2 28 85 54 45 50 08 89 90.952 24 4. .9 91 11 15 53 35 57 74 40.93 3. .1 16 66 64 45 51 10 03 35 513 3. .0 07 77 75 58 84 47 73 36 60.79 9. .5 55 54 41 14 40 01 12 27 71输入速比杆径2.5607 77 7. .4 45 59 96 66 66 69 92 29 99 9. .1 16 63 31 16 65 52 2活活塞塞长长度度隔隔套

18、套长长度度的的计计算算缸缸径径0.60.61.01.0缸缸径径最最小小导导向向长长度度： 65100100导导向向滑滑动动面面长长： 25杆杆径径活活塞塞长长： 305050隔隔套套长长度度：37.537.5空空杆杆拉拉应应力力计计算算液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(mm) 缸缸筒筒长长1.21.2 已已知知推推力力、缸缸径径求求压压力力(效率0.9-0.98)1.31.3 已已知知缸缸径径、速速比比求求杆杆径径 速 比 据据受受力力情情况

19、况确确定定杆杆径径 受受拉拉力力杆杆径径等等于于0.3-0.50.3-0.5缸缸径径 受受压压力力时时： 导导向向套套滑滑动动面面长长度度 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式）抗抗拉拉强强度度安全系数590 K Nk许许用用应应力力0.53.5118压压力力(MPa)(MPa)有有杆杆腔腔压压力力活活塞塞杆杆拉拉应应力力3 30 03 30 0111.7241379允许力（N）系数N3.5结结论论2501456.9553 3. .2 27 78 83 36 63 35 54 49 9实实际际使使用用力力理理论论使使用用力力OKOK，拉拉应应力力满满足足5000

20、005000007536007536000.6634819530.663481953通常取0.450.75 OKOK， 负负载载满满足足采用拉杆连接时，当液压缸行程大于内径的20倍时，须加装中间支承或分段连接安全系数835.55555556工作压力保险系数403.3 计算外径 外径结论2 24 41 1. .2 25 52 24 49 9. .0 07 70 06 63 32 22 24 43 3. .2 23 34 46 67 77 77 72 24 49 9. .4 45 59 97 76 64 4轴向应力z90.90909091缸底抗拉590要求安全系数 2-2.52-2.5要求安全系数

21、 2-2.52-2.52 22 25 5. .9 94 49 90 03 37 73 3 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式） 缸缸筒筒各各设设计计参参数数的的确确定定及及验验算算 一一、缸缸筒筒的的初初步步确确定定及及验验算算 二二、一一 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 A A (35,45,20MnMo,许用应力110-150MPa) OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确, ,进进入入下下一一代代验验算算 二二、二二 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 B B1.液压缸的工作压力应低于一定的极限值Pm以确保工作安全 OK,

22、 满足安全要求 OK, 满足安全要求2.为避免缸体在工作时发生塑性变形,工作压力应低于0.42Ps OK, 满足朔性要求 OK, 满足朔性要求密封压缩量0.5mm 缸缸径径(mm)(mm)220220外外径径(mm)(mm)270270压压力力(MPa)(MPa)2626缸径(mm)80压力(MPa)16杆径(mm)55杆尾(mm)30中心(mm)0槽径(mm)0最最小小杆杆尾尾最最小小杆杆尾尾50.2823653148.69888672保险系数知焊径求拉力578 缸底油口3008952101 13 3. .9 97 7保险系数3螺孔2中心螺孔2径3 34 40 01 19 9大法兰厚度4 4

23、5 5. .5 53 31 10 02 24 48 88 8另法兰厚度导套法兰应力79.6681550331.53.缸体在耐压试验时的径向变形量不得大于孔用密封圈的最大压缩量 OK, 满足弹性变形要求4.缸体在耐压试验时缸筒的爆破压力Pe远大于液压缸的耐压试验压力Pt OK, 满足爆破安全要求 OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确 三三、一一 缸缸筒筒及及活活塞塞杆杆抗抗拉拉强强度度的的验验算算缸缸筒筒的的参参数数活活塞塞杆杆的的参参数数 三三、二二 缸缸底底参参数数确确定定及及验验算算 四四、缸缸筒筒法法兰兰、缸缸底底法法兰兰、导导向向套套法法兰兰厚厚度度的的验验算算 1.

24、1. 法法兰兰强强度度的的计计算算导向套法兰厚度7 79 9. .6 66 68 81 15 55 50 03 3 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 2.2. 螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度的的计计算算安全系数1.25-2.5回程压力保险系数255 OK,挤压强度足够#DIV/0!焊接效率焊接强度0.7700 OK,焊缝强度足够焊接效率焊接强度0.7700 NO,需重定设计参数 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,需重新确定参数 NO,需重新确定参数 拧紧系数 OK,OK, 螺螺栓栓设设计计参参数数正正确确 五五、缸缸筒筒法法兰兰抗抗压压强强度度及及受受拉拉螺螺栓栓的

25、的验验算算 1.1. 法法兰兰挤挤压压强强度度的的计计算算( (铸铸钢钢件件许许用用挤挤压压应应力力=80MPa)=80MPa) 2.2. 法法兰兰受受拉拉螺螺栓栓强强度度的的计计算算#DIV/0!#DIV/0! 六六、缸缸筒筒焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 4 4、L*LL*L角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 NO,NO, 需需重重新新

26、确确定定参参数数 七七、缸缸筒筒外外螺螺纹纹的的强强度度验验算算静载荷动载荷1.251.251.51.5螺纹底径螺螺纹纹底底径径安安全全系系数数2 27 74 4. .5 58 87 73 34 41 12 25.744001947有效长度螺纹外径验证7 79 9. .6 65 57 71 15 51 18 85 51 11 19 9. .5 55 56 61 13 31 13 3螺纹合应力安全系数272.69372493 3. .0 06 62 20 04 43 33 32 25 5挤压应力安全系数372.98587635 5. .2 25 54 48 89 90 06 66 67 7 拧紧

27、系数静载荷动载荷1.251.251.51.5螺纹底径螺螺纹纹底底径径安安全全系系数数1 16 66 6. .7 75 52 24 40 04 47 73.100857028有效长度螺纹外径验证6 62 2. .7 70 00 04 44 40 05 58 81 10 06 6. .5 52 23 34 47 78 87 7安全系数5键抗拉强度650650 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) NO,NO, 需需重重新新确确定定牙牙型型各各设设计计参参数数7.17.1 外外螺螺帽帽强强度度的的计计算算 N

28、O,NO, 需需重重新新确确定定螺螺帽帽各各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定导导向向套套各各设设计计参参数数 八八、缸缸筒筒内内螺螺纹纹的的强强度度验验算算 OK,OK, 内内螺螺纹纹尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) NO,NO, 需需重重新新确确定定螺螺纹纹牙牙型型各各设设计计参参数数 九九、缸缸筒筒内内卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算安全系数8 8. .8 82 21 14 42 28 85 57 71 1安全系数6 6. .

29、7 72 27 75 5工作压力安全系数293键屈服强度键抗拉强度835835980980安全系数8 8. .0 05 51 16 66 65 53 33 3安全系数5 5. .3 34 40 03 39 90 02 27 7 拧紧系数静载荷动载荷1.25-1.52.5-41.2肩甲压应力安全系数180.7851247 7. .1 19 90 08 85 57 71 14 43 3退刀槽应力安全系数209.16196873 3. .1 10 07 76 63 39 95 52 21 1有效长度螺纹外径验证2 22 21 1. .3 30 07 71 17 76 63 31 14 42 2. .

30、4 42 26 67 73 38 84 4 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2. 卡键槽挤压、抗拉、剪切强度的计算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 十十、活活塞塞杆杆卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2.2. 卡卡键键槽槽挤挤压压、抗抗拉拉、剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 3.3. 活活塞塞杆杆肩肩甲甲部部挤挤压压强强度度的的计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定杆杆尾尾各各设设计计参

31、参数数 十十一一、一一、活活塞塞杆杆外外螺螺纹纹的的强强度度验验算算( (安安全全系系数数1=1=静静3 3；动动5-85-8；1212；系系数数2=1.2-2.5)2=1.2-2.5) OK,OK, 螺螺纹纹尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5)缸径(mm)250压力(MPa)35杆径(mm)110杆尾(mm)100中心(mm)0槽径(mm)16最最小小杆杆尾尾最最小小杆杆尾尾50.2823653148.69888672 OK,OK,螺螺母母参参数数正正确确 OK,OK,螺螺母母参参数数正正确确回程压力保险系数165OK,O

32、K,螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度足足够够焊接效率焊接强度0.7500 OK,焊缝强度足够焊接效率焊接强度0.7500 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数活活塞塞杆杆的的参参数数 十十二二、二二、活活塞塞杆杆用用螺螺母母外外径径的的强强度度验验算算 十十三三、活活塞塞杆杆用用螺螺栓栓结结构构的的强强度度验验算算 OK,OK, 活活塞塞杆杆螺螺栓栓设设计计正正确确 十十四四、活活塞塞杆杆焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计

33、算算 2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确耳环孔至底面有球铰 2.8d 1.2d耳耳环环孔孔至至底底面面2 22 24 49 96 6工作压力有杆腔压力1919三角变形四面凹陷34安全系数安全系数 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 十十五五、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算 耳耳环环宽宽度度、外外径径、耳耳环环孔孔中中心心至至底底面面尺尺寸寸推推荐荐 耳 环

34、 外 径 耳耳 环环 外外 径径 十十六六、空空心心活活塞塞杆杆抗抗拉拉及及抗抗压压强强度度验验算算 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十七七、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算变形系数四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十八八、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算耳环孔至底面有球铰 2.8d 1.2d耳耳环环孔孔至至底底面面2 22 24 49 96 6三角变形四面凹陷34安全系数安全系数回程压力保险系数335 NO,NO,需需重重新新确确定定设设计计参参数数

35、铜管25MPA 3535号号 4545号号2 2. .1 12 22 26 64 41 15 50 09 91 1. .8 87 75 51061202 22 2. .2 24 45 52 28 83 30 02 22 21 1. .7 75 5 3535号号 4545号号1 11 1. .3 32 28 82 24 44 42 27 71 11 1. .5 58 86 62 20 06 69 91 1. .3 33 35 58 87 77 78 86 63 31 1. .2 20 06 68 89 96 65 55 52 2 耳耳环环宽宽度度、外外径径、耳耳环环孔孔中中心心至至底底面面尺尺寸

36、寸推推荐荐 耳 环 外 径 耳耳 环环 外外 径径 十十九九、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算变形系数四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 二二十十、隔隔套套的的抗抗压压强强度度验验算算二二十十一一、油油管管的的计计算算(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;)(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;) 材材 料料安安全全系系数数经经验验零零界界压压力力2 2. .8 81 16 64 45 50 01 11 17 70 0. .4 41 11 1

37、1 16 61 16 6抗抗拉拉强强度度支支承承环环全全全全系系数数2503ON , 支承环长度不足3125柔性系数m材料铸铁锻钢低碳钢中碳钢材料强度试验值560250340490试验常数1/16001/90001/75001/5000柔性系数m801109085末端条件系数弹性模数 安装及导向系数 KE=MPa自由+固定双铰固固定定+ +铰铰接接双双固固定定2100000.25124直直径径旋旋绕绕比比0.20.20.40.47 714140.50.51.01.05 51212 外径受压极限当钢管长度除平均半径较大时,近似计算如下 OK,OK, 油油管管尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确二二十

38、十二二、支支承承环环长长度度计计算算1.11.12.22.25 510102.52.56.06.04 49 97.07.016164 48 818184 46 6曲度系数（查表）支承圈数假设钢丝直径1.1824最大切应力试验切应力载荷作用次数836638.4100000弹簧自振频率 n强迫机械振动频率共振要求28423.2512.21505376取取安安装装变变形形量量安装载荷工作变形量9 920220219试验变形量节 距3232696.57696.5710.610.6切应力特性系数 最大切应力比抗拉强度查表对应作用次数0.470.470.2970.29710000001000000圆圆柱柱

39、形形压压缩缩螺螺旋旋弹弹簧簧及及其其特特性性曲曲压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计一一、设设计计要要求求及及参参数数二二、材材料料参参数数三三、计计算算结结果果四四、校校核核与与分分析析OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合OKOK，安安装装载载荷荷基基本本符符合合OKOK，试试验验切切应应力力符符合合OKOK，试试验验载载荷荷符符合合OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80%之之间间OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足0.250.250.

40、30.30.350.350.40.40.450.452.52.53 33.53.54 44.54.525253030353540404545-1.5-1.51.81.82.22.22.82.83.23.22222-27-2728283232-36-360.70.70.80.80.90.91 11.21.25 56 67 78 89 9404045455050555560601401401501501601601801802002004004002.82.83.23.23.83.84.24.24.84.82222282832323838424210510511511512512513513514

41、51453403403803804504502.752.753 33.253.253.53.53.753.756.56.57 77.57.58 88.58.514.514.515151616181820205 56 67 78 89 917171818191920202222555560606565707080807 78 89 91010111119192020222224242626454548485050525255559090959510010010510511011018018019019020020022022024024040040042042045045048048050050

42、0700700720720750750780780800800g为为材材料料的的密密度度，对对各各种种钢钢，g7700kg/m7700kg/m3；对对铍铍青青铜铜，g8100kg/m8100kg/m3注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。采用拉杆连接时，当液压缸行程大于内径的20倍时，须加装中间支承或分段连接m850.25末端条件系数0.50.50.60.60.80.81 15 56 68 8101050506060

43、707080803.83.84.24.25.55.57 738384242555565651.61.62 22.52.53 310101212161620207070808090901001002202202402402602602802805.55.56.56.57.57.58.58.548485252585865651701701901902102102302304 44.254.254.54.54.754.759 99.59.5101010.510.5222225252828303010101111121213132525282830303535909010010012121313141

44、415152828303032323535585860606565707011511512012013013014014026026028028030030032032052052055055058058060060085085090090095095010001000注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。计计算算螺纹大径螺纹中径螺纹小径牙根宽螺距dd2d1bp螺纹理论高度H=(3/2)0.5*P普通螺纹参数缸径杆径

45、(mm)屈服强度工作压力推力(N)20020012012078578540401256000螺纹大径螺距旋合圈数Kz2102103 39 90.56普通螺纹螺纹大径螺纹中径螺纹小径牙根宽螺距dd2d1bpd-0.54*pd-1.0825*p0.75*p210208.38206.75252.253螺螺纹纹强强度度校校验验1螺纹抗剪强度校验()=F/(Kz*3.14*d1*b*Z)F轴向负荷(N)Kz螺纹各圈牙的受力不均匀系数Z旋合圈数Z=L/PL:旋合长度()螺纹牙的许用剪切应力钢()=(0.12-0.2)s94.2安全系数s屈服强度Mpa157结论2螺纹抗弯强度校验(w)w=3FH1/(Kz*

46、3.14*d1*b*b*Z)K2=0.56(w)螺纹牙的许用弯曲应力188.4安全系数钢(w)=(0.24-0.4)s314结论3螺纹面抗挤压校验(p)p=F/(Kz*3.14*d2*H1*Z)(p)=螺纹牙的许用挤压应力392.5安全系数钢(p)=(0.5-0.62)s486.7结论4螺纹抗拉效验压校验(ca)ca=4F/(3.14*dc*dc)dc螺纹计算直径196.25dc=(d+d1-H/6)/2314安全系数(ca)=螺纹牙的许用拉应力钢(ca)=s/(2.5-4)=(0.25-0.4)s结论牌 号抗拉强度屈服强度20390225牙型角 螺纹实际高度螺纹计算直径35510285aH1

47、dc455903155/8*H20冷拔510QT500-7500320拉力(N)调调 质质 状状 态态正正火火80384035530 315260有效长度45600 441290272740Cr980 78527SiMn980 835牙型角 螺纹实际高度螺纹计算直径aH1dc600.54*pd-0.94*p1.62207.18液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 材 料 厚 度0.1-1616-3030-延伸率收缩率45T650441430=109.19455903353253151.440.8635510305295285 OKOK， 螺螺纹纹抗抗剪剪强强度度满满足足203902

48、452352251010335205195185实际采样140MPa40Cr980785w=235.8527SiMm98083542CrMo 10809301.330.8035CrMo 1000850 OKOK， 螺螺纹纹抗抗弯弯强强度度满满足足材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度屈服强度p=150.473.232.61 OKOK， 螺螺纹纹抗抗挤挤压压强强度度满满足足106ca=23.8613.168.23 OKOK， 螺螺纹纹抗抗弯弯强强度度满满足足计计算算普通螺纹参数普通螺纹螺螺纹纹强强度度校校验验螺纹抗剪强度校验()螺纹抗弯强度校验(w)螺纹面抗挤压校验(p)螺纹抗拉效验压校验(ca)油油

49、缸缸设设计计销销轴轴强强度度验验算算2009.12.28油缸伸出（受压） 油缸缩回（受拉）注：销轴材料选用42CrMo，抗拉强度b=900MPa,屈服强度s=650MPa，许用应力=427MPa，许用剪切应力=246MPa，许用挤压应力j=597MPa参数单位数值实际取销轴直径安装长度mm2918单耳厚度全伸长度mm54185418销轴剪切应力最大行程mm2500销轴挤压应力缸筒内径Dmm160销轴安全系数缸筒外径D1mm180 NO,NO, 需需重重新新确确定定参参数数活塞杆直径dmm100活塞杆内径d1mm0速度/时间/流量计算速度比缩/伸1.641.64缸径最大受力t3560288060

50、2880125工作压力pMPa30流流量量（伸伸）L/minL/min容积效率1流流量量（缩缩）L/minL/min工作压力pMPa17.117.1速速度度（伸伸）m/sm/s缸筒壁厚mm10.010.0速速度度（缩缩）m/sm/s缸筒抗拉强度bMPa980时时间间（伸伸）s s安全系数5时时间间（缩缩）s s材料许用应力MPa196冲冲击击压压力力 试验压力系数1.25油油管管内内径径 mmmm试验压力PyMPa21.321.3缸筒爆破压力MPa115.3115.3缸底抗拉强度b590.0590.0参 数缸底壁厚mm26.326.3活塞杆应力MPa43.743.7尺寸值导向套支撑带外径mm1

51、15导向套支撑带长mm3.63.6250缸缸径径外外径径杆杆径径心心部部行行程程1802051601307300活活塞塞杆杆稳稳定定性性校校核核油缸计算长度mm77507750l/d54.254.260mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考虑满足强度要求的情况下，外径尽力小对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费十十二二、油油缸缸常常用用材材料料、压压力力、外外径径尺尺寸寸、及及常常用用无无缝缝管管尺尺寸寸二二，调调质质处处理理4545号号及及27SiMn27SiMn管管缸径工作压力 25MPa工作压力

52、 31.5MPa单位：mm45号钢调质处理27SiMn调质处理45号钢调质处理27SiMn调质处理最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸2529 30*2.527 30*2.530 30*2.528 30*2.53237 38*335 38*338 38*336 38*34046 48*443 48*448 48*444 48*45058 60*6.554 57*3.560 60*555 57*3.56373 73*565 68*2.575 76*6.569 70*3.58092 95*7.586 89*4.595 95*7.588 89*4.590104 1

53、08*1297 102*9107 108*1299 102*9100115 114*10108 114*10119 121*14110 114*10110126 127*12119 121*9131 133*15121 121*9125144 146*14135 140*11149 152*17137 140*11140161 168*17151 159*13166 168*17154 159*13160184 194*20172 180*13190 194*20176 180*13180207 219*24194 203*15215 219*24197 203*15200229 245*26

54、217 219*13240 245*26221 245*26220252 273*30241 245*16262 273*30246 273*30250287 299*28276 299*28298 299*28284 299*28280322 325*26313 325*26332 340*34323 325*26320367 377*32364 377*32380 402*45377 377*32360416 426*36416 426*36433 450*50433 450*50380443 450*38443 450*38462 480*55462 480*55400470 480*4

55、5470 480*45492 500*55492 500*55420498 500*45498 500*45522 530*60522 530*60460555 560*55555 560*55585 610*80585 610*80480584 610*70584 610*70618 630*80618 630*80500614 630*70614 630*70651 660*85651 660*85注:为了统一液压缸外径,同时减少无缝管的采购规格,25MPa以上外径及无缝管规格统一如下45号无缝管缸径324050638090100110外径384860759510611913145无缝管3

56、8*3冷拔管 48*4冷拔管 60*5冷拔管75*7.575*7.5冷冷拔拔95*7.595*7.5冷冷拔拔108*13121*14133*15缸径125140160180200220250280外径14916619221724227029833645无缝管152*17168*17194*20219*24245*26273*30299*28340*3427SiMn无缝管缸径324050638090100110外径384857709510011012127SiMn27SiMn无无缝缝管管38*3冷拔管 48*4冷拔管 57*3.5冷拔70*3.570*3.5冷冷拔拔95*7.595*7.5冷冷拔

57、拔102*9114*10121*9缸径125140160180200200220220外径13815517820021724024227027SiMn27SiMn无无缝缝管管140*11159*13180*13203*15219*13245*26245*16273*30 其余厚壁管未列出,壁厚60mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考虑满足强度要求的情况下，外径尽力小对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费 但应该注意的是,除非为了减轻重量,因受无缝管规格限制,有些液压缸采用27SiMn后可以减小壁厚,

58、但材料浪费很大,注意加强成本核算后进行材料的取舍十十三三、1 1 液液压压缸缸在在常常用用速速比比下下的的杆杆径径及及各各压压力力下下的的杆杆尾尾螺螺纹纹尺尺寸寸( (一一) )单位：mm缸径杆径杆尾尺寸16MPa25MPa31.5MPa螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹长度402013M14*1.520-2215M16*1.516M14*1.525-2820M18*1.59M18*1.514M18*1.518502518M18*1.521-2820M20*1.517M20*1.5273528M22*1.511M22*1.518M22*1.523633226M24*225-

59、3528M27*220M27*232-4532M30*213M30*220M30*225804030M27*2354532M30*229M30*346-5640M36*219M36*229M36*236904532M30*240-5035M33*233M33*353-6345M42*220M42*230M42*2381005035M33*346-5640M36*238M36*360-7050M48*221M48*233M48*2411105640M36*350-6345M42*238M42*3608060M56*220M56*231M56*2401256345M42*355-7050M48*2

60、43-9070M64*223M64*236M64*3451407050M48*360-8060M56*346-10080M72*226M72*240M72*2501608060-9070M64*353-11090M80*233M80*351-1809070-10080M76*357-125100M90*336M90*356M95*25620010080-11090M85*364-140110M125*332M125*349M125*361十三、2 液压缸在常用速比下的杆径及各压力下的杆尾螺纹尺寸(二)单位：mm缸径杆径杆尾尺寸16MPa25MPa31.5MPa螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹