液压缸主要尺寸地确定

液压缸重要尺寸确实定液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联络，对于不一样的机种和机构，液压缸具有不一样的用途和工作规定。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力(详见第九章)，然后根据使用规定选择构造类型，按负载状况、运动规定、最大行程等确定其重要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最终再进行构造设计。1.液压缸的设计内容和环节(1)选择液压缸的类型和各部分构造形式。(2)确定液压缸的工作参数和构造尺寸。(3)构造强度、刚度的计算和校核。(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。(5)绘制装配图、零件图、编写设计阐明书。下面只着重简介几项设计工作。2.计算液压缸的构造尺寸液压缸的构造尺寸重要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。(1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或来回运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D，再从GB2348—80原则中选用近来的原则值作为所设计的缸筒内径。根据负载和工作压力的大小确定D：①以无杆腔作工作腔时(4-32)②以有杆腔作工作腔时(4-33)式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax为最大作用负载。(2)活塞杆外径d。活塞杆外径d一般先从满足速度或速度比的规定来选择，然后再校核其构造强度和稳定性。若速度比为λv，则该处应有一种带根号的式子：(4-34)也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。受压力作用时：pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7DpI＞7MPa时,d=0.7D(3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上多种构造需要来确定，即：L=l+B+A+M+C式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度。一般缸筒的长度最佳不超过内径的20倍。此外，液压缸的构造尺寸尚有最小导向长度H。(4)最小导向长度确实定。当活塞杆所有外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图4-19所示)。假如导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。图4-19油缸的导向长度K—隔套对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式：H≥L/20+D/2(4-35)式中：L为液压缸最大工作行程(m);D为缸筒内径(m)。一般导向套滑动面的长度A，在D＜80mm时取A=(0.6-1.0)D,在D＞80mm时取A=(0.6-1.0)d；活塞的宽度B则取B=(0.6-1.0)D。为保证最小导向长度，过度增大A和B都是不合适的，最佳在导向套与活塞之间装一隔套K，隔套宽度C由所需的最小导向长度决定，即：C=H-(4-36)采用隔套不仅能保证最小导向长度，还可以改善导向套及活塞的通用性。3.强度校核对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径，在高压系统中必须进行强度校核。(1)缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种状况，当D/δ≥10时为薄壁，壁厚按下式进行校核：δ＞=ptD/2［σ］(4-37)式中：D为缸筒内径；pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力pn≤16MPa时，取pt=1.5pn，pn为缸生产时的试验压力;当pn＞16MPa时，取pv=1.25pn;［σ］为缸筒材料的许用应力，［σ］=σb/n,σb为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。当D/σ＜10时为厚壁，壁厚按下式进行校核：δ≥(4-38)在使用式(4-37)、式(4-38)进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，δ应取缸筒壁厚最小处的值。(2)活塞杆直径校核。活塞杆的直径d按下式进行校核：d≥(4-39)式中：F为活塞杆上的作用力；［σ］为活塞杆材料的许用应力，［σ］=σb/1.4。(3)液压缸盖固定螺栓直径校核。液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：d≥(4-40)式中：F为液压缸负载；Z为固定螺栓个数；k为螺纹拧紧系数，k=1.12～1.5,［σ］=σs/(1.2-2.5),σs为材料的屈服极限。4.液压缸稳定性校核活塞杆受轴向压缩负载时，其直径d一般不不不小于长度L的1/15。当L/d≥15时，须进行稳定性校核，应使活塞杆承受的力F不能超过使它保持稳定工作所容许的临界负载Fk,以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。Fk的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及缸的安装方式等原因有关，验算可按材料力学有关公式进行。5.缓冲计算液压缸的缓冲计算重要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力，以便用来校核缸筒强度、制动距离与否符合规定。缓冲计算中如发现工作腔中的液压能和工作部件的动能不能所有被缓冲腔所吸取时，制动中就也许产生活塞和缸盖相碰现象。小编推荐水泵控制柜、自动供水设备、无负压给水设备、无负压供水设备、变频恒压供水设备、水泵变频控制柜、水泵变频控制箱、变频水泵控制箱首选上海市三星水泵厂上海意海耐腐蚀泵制造有限企业

上海市新三星给排水设备有限企业转自：国际泵阀贸易网液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能E1和工作部件产生的机械能E2分别为：E1=pcAclc(4-41)E2=ppAplc+mV2-Fflc(4-42)式中：pc为缓冲腔中的平均缓冲压力；pp为高压腔中的油液压力；Ac、Ap为缓冲腔、高压腔的有效工作面积；Lc为缓冲行程长度；m为工作部件质量；v0为工作部件运动速度；Ff为摩擦力。式(4-42)中等号右边第一项为高压腔中的液压能，第二项为工作部件的动能，第三项为摩擦能。当E1=E2时，工作部件的机械能所有被缓冲腔液体所吸取，由上两式得：Pc=E2/Aclc(4-43)如缓冲装置为节流口可调式缓冲装置，在缓冲过程中的缓冲压力逐渐减少，假定缓冲压力线性地减少，则最大缓冲压力即冲击压力为：Pcmax=Pc+mυ02/2Aclc(4-44)如缓冲装置为节流口变化式缓冲装置，则由于缓冲压力Pc一直不变，最大缓冲压力的值如式(4-43)所示。6.液压缸设计中应注意的问题液压缸的设计和使用对的与否，直接影响到它的性能和易否发生故障。在这方面，常常碰到的是液压缸安装不妥、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。因此，在设计液压缸时，必须注意如下几点：(1)尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的稳定性(2)考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有对应的措施，不过并非所有的液压缸都要考虑这些问题。(3)对的确定液压缸的安装、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接，要用止口连接。液压缸不能在两端用键或销定位。只能在一端定位，为的是不致阻碍它在受热时的膨胀。如冲击载荷使活塞杆压缩。定位件须设置在活塞杆端，如为拉伸则设置在缸盖端。(4)液压缸各部分的构造需根据推荐的构造形式和设计原则进行设计，尽量做到构造简朴、紧凑、加工、装配和维修以便。(5)在保证能满足运动行程和负载力的条件下，应尽量地缩小液压缸的轮廓尺寸。(6)要保证密封可靠，防尘良好。液压缸可靠的密封是其正常工作的重要原因。如泄漏严重，不仅减少液压缸的工作效率，甚至会使其不能正常工作(如满足不了负载力和运动速度规定等)。良好的防尘措施，有助于提高液压缸的工作寿命。总之，液压缸的设计内容不是一成不变的，根据详细的状况有些设计内容可不做或少做，也可增大某些新的内容。设计环节也许要通过多次反复修改，才能得到对的、合理的设计成果。在设计液压缸时，对的选择液压缸的类型是所有设计计算的前提。在选择液压缸的类型时，要从机器设备的动作特点、行程长短、运动性能等规定出发，同步还要考虑到主机的构造特性给液压缸提供的安装空间和详细位置。如：机器的往复直线运动直接采用液压缸来实现是最简朴又以便的。对于规定来回运动速度一致的场所，可采用双活塞杆式液压缸；若有迅速返回的规定，则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接。行程较长时，可采用柱塞缸，以减少加工的困难；行程较长但负载不大时，也可考虑采用某些传动装置来扩大行程。往复摆动运动既可用摆动式液压缸，也可用直线式液压缸加连杆机构或齿轮——齿条机构来实现。液压缸的设计计算由于液压执行元件与主机构造有着直接关系，因此所需要的液压缸和气缸在构造上千变万化。尽管有某些原则件可供选用，但有时还必须根据实际需要自行设计。下面简介液压缸和气缸的设计计算。（一）重要尺寸的计算液压缸的重要尺寸包括缸筒内径D、活塞杆直径d和缸筒长度L。根据负载大小和液压缸的工作压力确定活塞的有效工作面积，再根据液压缸的不一样构造形式计算出缸筒的内径。活塞杆直径是按受力状况决定的，可按表4.1初步选用。缸筒长度确实定要考虑活塞最大行程、活塞厚度、导向和密封所需长度等原因。一般状况L≤(20~30)d。计算成果要圆整成国标中的推荐值。重要尺寸初步确定后，还要按速度规定进行验证。同步满足力和速度的规定后才可以确定下来。表4.1

液压缸工作压力与活塞杆直径液压缸工作压力p/MPa

<5

5～7

>7推荐活塞杆直径d

(0.5～0.55)D

(0.6～0.7)D

0.7D您的位置：＜第4章执行元件＜4.1液压缸＜本节内容：类型及基本参数计算、经典构造、设计计算、特殊液压缸工作原理（二）强度校核强度校核的项目包括缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径ds。1.

缸筒壁厚1.

缸筒壁厚δ在中、低压系统中，缸筒壁厚由构造工艺决定，一般不做校核。在高压系统中需按下列状况进行校核。当D/δ>10时为薄壁，δ按下式校核

式中，D-缸筒内径；

[σ]—缸筒材料的许用应力，[σ]=σb/n，σb是材料的抗拉强度，一般取安全系数n=5；

py—试验压力，当缸的额定压力pn≤16MPa时，py=1.5pn；pn>16MPa时，py=1.25pn。当D/δ<10时为厚壁，δ按下式校核2.

活塞杆直径d式中，F—活塞杆上的作用力；

[σ]—活塞杆材料的许用应力，[σ]=σb/1.4。3.

缸盖固定螺栓直径ds式中，F—活塞杆上的作用力；k—螺纹拧紧系数，k=1.12~1.5；z—固定螺栓个数；

[σ]—螺栓材料的许用应力，[σ]=σs/（1.22~2.5），σs为材料的屈服点。Δ（三）活塞杆稳定性校核当活塞杆受轴向压缩负载时有压杆稳定性问题，即压缩力F超过某一临界Fk值时活塞杆就会失去稳定性。活塞杆稳定性按下式进行校核

式中，nk—安全系数，一般取nk=2~4。当活塞杆的细长比时，

当活塞杆的细长比，且时，

式中，l—安装长度，见表4.2；

rk—活塞杆截面最小回转半径，；

ψ1—柔性系数，见表4.3；

ψ2—由液压缸支承方式决定的末端系数，见表4.2；

E—活塞杆材料的弹性模量，钢材：；

J—活塞杆横截面惯性矩；

A—活塞杆横截面积；

f—由材料强度决定的试验值，见表4.3；

α—系数，见表4.3。液压缸的缓冲计算缓冲计算是估计缓冲时液压缸内出现的最大冲击力，以便校核缸筒强度。同步，还应校核制动距离与否符合规定。液压缸缓冲时，背压腔内的液压能E1和工作部件的机械能E2分别为

式中，pc-缓冲腔中平均缓冲压力；

pp—高压腔中的压力；

Ac、Ap—缓冲腔、高压腔的有效工作面积；

lc—缓冲行程长度；

m—工作部件质量；

v—工作部件速度；

Ff—摩擦力。当E1=E2时，工作部件的机械能所有被缓冲腔液体吸取，即

您的位置：＜第9章系统的设计计算＜9.2明确设计规定、进行工况分析＜本节内容：明确设计规定、执行元件的工况分析您的位置：＜第9章系统的设计计算＜9.1概述9.1

概述液压传动系统的设计环节液压传动系统的种类诸多，用途和设计规定也不尽相似，因此设计环节没有固定格式。下图是液压传动系统设计的基本内容和一般流程，不是设计准则。在实际设计过程中，这些环节互相关联，交替进行，甚至要通过多次反复才能完毕。9.2

明确设计规定、进行工况分析设计规定是做任何设计的根据。液压传动系统的设计一般要考虑如下几方面的问题：（一）理解主机的基本状况液压传动系统设计一般是主机设计的一部分，设计规定重要是由主机根据工艺过程提出的。因此要理解下列基本状况。

主机的工艺流程、作业环境和重要技术参数；

主机的总体布局和对