液压缸地计算.doc

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1、3液压缸的设计及计算3.1液压缸的负载力分析和计算本课题任务要求设备的主要系统性能参数为：铝合金板材的横截面积为铝合金板材的强度极限为型材长度（1）工作载荷常见的工作载荷为活塞杆上所受的挤压力，弹力，拉力等，在这里我们可得铝合金板材所受的最大外力为：(3-1)式中----强度极限，；-----截面面积，。由上式得液压缸所受工作载荷约为48KN（2）单活塞杆双作用缸液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示，其阻力或所需提供的液压力可表示为（3-2）式中-----作用在活塞上的工作阻力，；-----液压缸起动

2、（或制动）时的惯性力，；-----运动部件处的摩擦阻力，；-----运动部件的自重（含活塞和活塞杆自重），；-----液压缸活塞及活塞杆处的密封摩擦阻力，；通常以液压缸的机械效率来反映，一般取机械效率；-----回油管背压阻力，。在上述诸阻力中，在不同条件下是不同的，因此液压缸的工作阻力往往是变化的。因为此处液压缸只是作拉伸板材变形作用，故其运动速度较小，惯性力和摩擦阻力都较小，得（3-3）3.2液压缸的液压力计算和工作压力选择根据表4-3根据负载选择压力，初选系统压力为根据表4-5液压缸速比与工作压力的关

3、系，得出速比=1.33(3-4)式中-----活塞杆直径，；-----液压缸径，。根据表4-4液压缸输出液压力，选择液压缸的径，活塞杆直径(3-5)(3-6)式中-----作用在活塞上的液压力（推力），；-----作用爱活塞杆侧环形面积上的液压力（拉力），；-----进液腔压力（产生推力时液压缸无杆腔进液；产生拉力时有杆腔进液），；-----活塞（无杆腔）面积，；-----有杆腔面积（活塞杆侧环形面积），，；-----液压缸径（活塞外径），；-----活塞杆直径，；-----被推动的负载阻力（与反向），；-

4、----被拉动的负载阻（与反向），。因为本课题主要是拉力作用，所以用公式（3-5）得：3.3液压缸综合结构参数及安全系数的选择活塞外径D和活塞杆直径d是液压缸的基本结构参数，D与d的选择与液压缸的负载和速度要求相关；选择出适当的工作压力和供液流量满足负载和速度要求后，D和d可初步确定下来。除D和d外，液压缸的结构参数尚有活塞行程S、导向距离H和油口直径d等。液压缸的行程应根据工作需要设定，为简化制造工艺和节约制造成本，应采用标准化行程尺寸系列参数。为减小活塞杆伸出时与缸体轴线的偏斜，液压缸应有合理的导向长度

5、。3.4缸筒设计与计算3.4.1缸筒与缸盖的连接方式端盖分为前端盖和后端盖。前端盖将活塞杆（柱塞）腔封闭，并起着为活塞杆导向、密封和防尘之作用。后端盖即缸底一端封闭，通常起着将液压缸与其他机件的作用。缸筒与端盖常见的连接方式有8种：拉杆式、法兰式、焊接式、螺纹式、外螺纹式、卡环式、外卡环式和钢丝挡圈式，其中焊接式只适应缸筒与后端盖的连接。3.4.2对缸筒的要求缸筒是液压缸的主要零件，有时还是液压缸的直接做功部件（活塞杆或柱塞固定时）；它与端盖、活塞（柱塞）构成密封容腔，用以容纳压力油液、驱动负载而做功，因而

6、对其有强度、刚度、密封等方面的要求。3.4.3缸筒的材料选择缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或热轧的无缝钢管，市场上已有孔经过珩磨或孔经过精加工的半成品，只需要按所要求的长度切割无缝钢管，材料有20、35、45号钢和27SiMn合金钢。3.4.4缸筒的计算本课题中液压缸承受压力负载，缸筒径可根据下式求出：（3-7）式中-----拉力负载（取最大值），；-----供液压力（假定回液压力为大气压），；-----活塞杆直径，。由于该式中活塞杆直径为未定值，可根据确定的速度比及将代入可求D值，再进一步确定活塞杆直径d。

7、D和d应圆整到标准系列尺寸值。圆整取在初步确定缸筒径D后，下一步的工作是确定液压缸的壁厚。当液压缸为薄壁液压缸（）,可按下式计算：（3-8）式中-----液压缸最高（或设计或额定）工作压力，；-----液压缸筒径（活塞外径），；-----缸筒材料的许用应力，。对于脆性材料，许用应力可表示为（3-9）式中-----材料的抗拉强度或断裂强度（表4-13）；-----安全系数，通常可取n=5，见表4-14。因为所以通过上述计算，可得液压缸缸筒外径为（3-10）3.4.5缸筒壁厚的验算计算求得缸筒壁厚值后，还应进行

8、一下4个方面的验算，以保证液压缸安全可靠的工作。（1）液压缸的额定工作压力应低于一定的极限值，以保证工作安全，即(3-11)式中-----液压缸外径和径，或；-----缸筒材料的屈服强度，。所以（2）为了避免缸筒工作时发生塑性变形，液压缸的额定工作压力应与塑性变形压力有一定的比例关系：(3-12)(3-13)因为（3）缸筒的径向变形量值应该在允许围，而不能超过密封件允许的围：（3-14）式中-----液压缸耐压试