液压缸设计计算

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1、第一部分总体计算1、压力油液作用在单位面积上的压强PFPaA式中：F——作用在活塞上的载荷，N2A——活塞的有效工作面积，m从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。额定压力（公称压力）PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。最高允许压力Pmax，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为：Pmax1.5PMPa。耐压实验压力Pr，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：P

2、r1.5PNMPa。液压缸压力等级见表1。表1液压缸压力等级单位MPa压力范围0～2.5＞2.5～8＞8～16＞16～32＞32级别低压中压中高压高压超高压2、流量单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积：QVL/mint323由于VAt10L则QAD10L/min4对于单活塞杆液压缸：23当活塞杆伸出时QD104223当活塞杆缩回时Q(Dd)104式中：V——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L；t——液压缸活塞一次行程所需的时间，min；D——液压缸缸径，m；d——活塞杆直径，m；——活塞运动速度，m/min。3、速比液压缸活塞往复运动时

3、的速度之比：2v2D22v1Dd式中：v——活塞杆的伸出速度，m/min；1v——活塞杆的缩回速度，m/min；2D——液压缸缸径，m；d——活塞杆直径，m。计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。4、液压缸的理论推力和拉力626活塞杆伸出时的理推力：FAp10Dp10N1146226活塞杆缩回时的理论拉力：FFp10(Dd)p10N224式中：2A——活塞无杆腔有效面积，m；12A——活塞有杆腔有效面积，m；2P——工作压力，MPa；D——液压缸缸径，m；d——活塞杆

4、直径，m。5、液压缸的最大允许行程活塞行程S，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出：2EILmmkFk式中：F——活塞杆弯曲失临界压缩力，N；k5E——材料的弹性模量。钢材的E=2.1X10MPa；44d4I——活塞杆横截面惯性矩，mm；圆截面I0.049d。642d将上式简化后L320mmkFk由于旋挖钻机液压缸基本上是一端耳环、一端缸底安装，所以油缸的最大计算长度（安全系数取3）2dL208.4kDP式中：P——油

5、缸的工作压力；油缸安装形式如图1。图1液压缸安装形式2dL=L208.4kDP1行程S(Lll)1l26、液压缸主要参数A.液压缸产品启动压力起动时，记录下的油缸起动压力为最低起动压力.判断基准起动：压力<0.6MPa。B.内泄漏输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟,测定经活塞泄至未加压腔的泄漏量。C.外泄漏全程往复运行多次,观察焊接各处及活塞杆密封处及各结合面处的漏油、挂油、带油。D.耐压输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟.所有零件均无松动、异常磨损、破坏或永久变形异常现金蝉脱壳的外渗漏现象。E.缓冲调整溢流阀使其试验压力为公称压力的50%，使液压缸作

6、全行程动作，同时，观看缓冲效果和缓冲长度。第二部分缸筒计算1、缸筒结构缸筒结构见表2。表2缸筒结构缸头法兰连接缸头内螺纹连接优点：结构简单，易加工，易拆装。优点：重量轻，外径较小缺点：重量比螺纹连接的大缺点：装卸时要用专用的工具，拧端部时，有可能把O形圈拧扭曲。缸筒跟缸底采用焊接连接2、缸筒材料缸筒材料要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接缸筒还要求有良好的焊接性能，缸筒主要材料有，45、27SiMn。缸筒毛坯采用退火的冷拔或热扎无缝钢管。缸筒材料无缝钢管的机械性能见表3。表3缸筒材料无缝钢管的机械性能材料/MPa/MPa/%bs456103601427SiMn1000850

7、123、缸筒计算缸筒要有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形；有足够的刚度，能承受侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲；内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少。A、缸筒内径当油缸的作用力F(F推力、F拉力)及工作压力p压力为已知时，12则无杆腔的缸筒内径D为4F13D10mp有杆腔的缸筒内径D为4F22Ddm6p10最后将以上各式所求得的D值，选择其中最大者，圆整到标准值。B、缸筒壁厚