液压缸的设计与计算

液压缸的设计与计算

液压缸工作压力的确定

液压缸内径和活塞杆直径的确定

缸筒壁厚δ的确定

液压缸其它部位尺寸的确定宝鸡理工学校第1页，共33页。4、2液压缸的设计与计算液压缸的主要尺寸包括：液压缸内径D活塞杆直径d液压缸缸体长度L宝鸡理工学校第2页，共33页。液压缸工作压力的确定

见表4、2、1，4、2、2宝鸡理工学校第3页，共33页。液压缸内径和活塞杆直径的确定（一）液压缸内径D

（二）活塞杆直径d

宝鸡理工学校第4页，共33页。液压缸内径D

1根据最大总负载和选取的工作压力来确定

2根据执行机构速度要求和选定液压泵流量

来确定宝鸡理工学校第5页，共33页。根据最大总负载和选取的工作压力来确定

以单杆缸为例：无杆腔进油时D=√4F1/π(p1-p2)-d2p2/p1-p2

有杆腔进油时D=√4F2/π(p1-p2)+d2p1/p1-p2若初步选取回油压力p2=0，则上面两式简化为：无杆腔进油时D=√4F1/πp1有杆腔进油时D=√4F2/πp1+d2宝鸡理工学校第6页，共33页。根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定无杆腔进油时：D=√4qv/πv1

有杆腔进油时：

D=√4qv/πv1+d2

计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为标准值

宝鸡理工学校第7页，共33页。（二）活塞杆直径d

原则：活塞杆直径可根据工作压力或设备类型选取液压缸的往复速度比有一定要求时d=D√λv-1/λv

计算所得活塞杆直径d亦应圆整为标准系列值。宝鸡理工学校第8页，共33页。（三）液压缸缸体长度L

原则：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其它长度确定,为减小加工难度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的20—30倍。宝鸡理工学校第9页，共33页。三缸筒壁厚δ中低压系统，无需校核

确定原则<高压大直径时，必须校核δ宝鸡理工学校第10页，共33页。缸筒壁厚δ校核方法薄壁缸体（无缝钢管）:当δ/D≤0.08时δ≥pmaxD/2[б]

厚壁缸体（铸造缸体）:

当δ/D=0.08——0.3时

δ≥pmaxD/2.3[б]-3pmax

当δ/D≥0.3时

δ≥D/2[√[б]+0.4py/[б]-1.3py-1]宝鸡理工学校第11页，共33页。液压缸其它部位尺寸的确定导向长度H≥L/20+D/2（L为液压缸最大行程）活塞宽度B=（0、6——1、0）D；A=(0.6—10)D（D<80mm）导向套滑动面长度AA=(0.6—1)d（D≥80mm）如装有隔套K时，C=H-（A+B）/2宝鸡理工学校第12页，共33页。液压缸其它部位尺寸的确定活塞杆长度由L确定，必要时需进行稳定性验算。

当液压缸承受轴向压缩载荷时：

若l/d≤15时，无须验算验算l/d≥15时，可按材料力学有关公式进行宝鸡理工学校第13页，共33页。4、3液压缸结构设计

4、3、1液压缸的典型结构举例4、3、2缸体与端盖的结构设计

宝鸡理工学校第14页，共33页。4、3、1液压缸的典型结构举例典型结构设计依据宝鸡理工学校第15页，共33页。典型结构缸体组件、活塞组件、密封件、连接件、缓冲装置、排气装置等。宝鸡理工学校第16页，共33页。设计依据缸工作压力、运动速度、工作条件、加工工艺及拆装检修等。宝鸡理工学校第17页，共33页。4、3、2缸体与端盖的结构设计

缸体与端盖的连接

活塞和活塞杆结构

活塞杆头部的连接

液压缸的缓冲装置

液压缸的排气装置宝鸡理工学校第18页，共33页。缸体与端盖的连接

法兰连接半环连接

螺纹连接

拉杆连接

焊接连接

宝鸡理工学校第19页，共33页。缸体与端盖的连接∵工作压力、缸体材料、工作条件不同∴连接形式很多低压，铸铁缸体，外形尺寸大宝鸡理工学校第20页，共33页。缸体与端盖的连接形式法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。内半环—结构简单、紧凑、装卸半环连接<方便（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）

外半环内螺纹螺纹连接<>重量轻，外径小，但端部复杂，外螺纹装卸不便，需专用工具

焊接连接宝鸡理工学校第21页，共33页。拉杆连接通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉

杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压.宝鸡理工学校第22页，共33页。活塞和活塞杆的连接

∵工作压力、安装方式、工作条件的不同。∴活塞组件有多种结构形式。整体式：常用于小直径液压缸，结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换宝鸡理工学校第23页，共33页。活塞和活塞杆的连接焊接式：同上锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单，但承载能力小。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但需防止螺母松动。半环式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，强度高，但结构复杂，装拆方便。宝鸡理工学校第24页，共33页。活塞杆头部结构活塞杆：是连接活塞和工作部件的传力零件，必须具有足够的强度和刚度，一般用钢料制成,且需镀铬。宝鸡理工学校第25页，共33页。液压缸的缓冲装置

必要性缓冲原理缓冲装置类型宝鸡理工学校第26页，共33页。缓冲的必要性∵在质量较大、速度较高(v>12m/min），由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至使液压缸损坏。∴常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。宝鸡理工学校第27页，共33页。缓冲原理利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。宝鸡理工学校第28页，共33页。缓冲装置类型（1）

圆柱形环隙式缓冲装置（2）

圆锥形环隙式缓冲装置（3）

可变节流槽式缓冲装置（4）可调节流孔式缓冲装置宝鸡理工学校第29页，共33页。液压缸的排气装置

必要性排气方法宝鸡理工学校第30页，共33页。排气的必要性∵系统在安装或停止工作后常会渗入空气∴使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。

故必须设置排气装置。宝鸡理工学校第31页，共33页。排气方法1排气孔油口设置在液压缸最高处2排气塞象螺钉（如暖气包上的放气阀）3排气阀使液压缸两腔经该阀与油箱相通启动时，拧开排气阀使液压缸空载往复运动几次即可宝鸡理工学校第32页，共33页。内容梗概液压缸的设计与计算。宝鸡理工学校。4、2液压缸的设计与计算。1根据最大总负载和选取的工作压力来确定。2根据执行机构速度要求和选定液压泵流量。无杆腔进油时D=√4F1/π(p1-p2)-d2p2/p1-p2。有杆腔进油时D=√4F2/π(p1-p2)+d2p1/p1-p2。d=D√λv-1/λv。度、活塞杆导向套长度、活。厚壁缸体（铸造缸体）:。当δ/D=0.08——0.3时。导向长度H≥L/20+D/2（L为液压缸最大行程）。活塞宽度B=（0、6——1、0）D。A=(0.6—1)d（D≥80mm）。连接件、缓冲装置、排气装置等。∴连接形式很多低压，。法兰连接：高压，需焊接