液压缸的设计与计算

宝 鸡 理 工 学 校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 缸筒壁厚的确定 液压缸其它部位尺寸的确定 宝 鸡 理 工 学 校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 校液压缸工作压力的确定 见表4、2、1，4、2、2 宝 鸡 理 工 学 校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/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有杆腔进油时D=4F2/(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/p1 有杆腔进油时 D=4F2/p1+d2 宝 鸡 理 工 学 校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/v1 有杆腔进油时： D=4qv/v1+ 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（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 = Dv-1/v 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（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2030倍。 宝 鸡 理 工 学 校三 缸筒壁厚 中低压系统，无需校核 确定原则 高压大直径时，必须校核 宝 鸡 理 工 学 校缸筒壁厚校核方法薄壁缸体（无缝钢管）: 当/ D0.08时 pmaxD/2 厚壁缸体（铸造缸体）: 当/ D=0.080.3时 pmaxD/2.3 -3pmax 当/ D0.3时 D/2+ 0.4 py/ -1.3py-1 宝 鸡 理 工 学 校液压缸其它部位尺寸的确定 导向长度HL/20+D/2 （L为液压缸最大行程） 活塞宽度B =（0、61、0）D； A =(0.610)D （D80mm） 导向套滑动面长度A A =(0.61)d （D80mm） 如装有隔套K时， C = H -（A+B）/2 宝 鸡 理 工 学 校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/d15时，无须验算 验算 l/d15时，可按材料力学有关公式进行 宝 鸡 理 工 学 校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 校缓冲的必要性 在质量较大、速度较高(v12m/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 校液压缸的排气装置 必要性排气方法 宝 鸡 理 工 学 校排气的必要性 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