液壓缸的設(shè)計與計算

1、液壓缸的設(shè)計與計算液壓缸的設(shè)計與計算4、2 液壓缸的設(shè)計與計算液壓缸的設(shè)計與計算液壓缸的主要尺寸包括：液壓缸的主要尺寸包括： 液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑d 活塞桿直徑活塞桿直徑d 液壓缸缸體長度液壓缸缸體長度l液壓缸工作壓力的確定液壓缸工作壓力的確定 見表見表4、2、1，4、2、2 液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定（一）液壓缸內(nèi)徑（一）液壓缸內(nèi)徑d （二）活塞桿直徑（二）活塞桿直徑d 液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑d 1 根據(jù)最大總負載和選取的工作壓力來確定根據(jù)最大總負載和選取的工作壓力來確定 2 根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量 來確定來確定根

2、據(jù)最大總負載和選取的工作壓力來確定根據(jù)最大總負載和選取的工作壓力來確定 以單桿缸為例：以單桿缸為例：無桿腔進油時無桿腔進油時 d=4f1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有桿腔進油時有桿腔進油時d=4f2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步選取回油壓力若初步選取回油壓力p2=0，則上面兩式簡化為：，則上面兩式簡化為：無桿腔進油時無桿腔進油時 d=4f1/p1 有桿腔進油時有桿腔進油時 d=4f2/p1+d2根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量來確定無桿腔進油時： d=4qv/v1 有桿腔進油時： d=4qv/v1+ d2 計算所得液壓缸的內(nèi)徑（即活塞直徑）應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 （二）

3、活塞桿直徑（二）活塞桿直徑d 原則：活塞桿直徑可根據(jù)工作壓力或設(shè)原則：活塞桿直徑可根據(jù)工作壓力或設(shè) 備類型選取液壓缸的往復(fù)速度比備類型選取液壓缸的往復(fù)速度比 有一定要求時有一定要求時 d = dv-1/v 計算所得活塞桿直徑計算所得活塞桿直徑d亦應(yīng)圓整亦應(yīng)圓整 為標(biāo)準(zhǔn)系列值。為標(biāo)準(zhǔn)系列值。（三）液壓缸缸體長度（三）液壓缸缸體長度l 原則：由液壓缸最大行程、活塞寬原則：由液壓缸最大行程、活塞寬 度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿導(dǎo)向套長 度、活度、活 塞桿密封塞桿密封 長度和特殊要求的長度和特殊要求的 其它長度確定其它長度確定, 為減小加工難為減小加工難 度，一般液壓缸缸體長度不度，一般液壓缸缸體長度

4、不 應(yīng)大于內(nèi)徑的應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。倍。 三三 缸筒壁厚缸筒壁厚 中低壓系統(tǒng)，無需校核中低壓系統(tǒng)，無需校核 確定原則確定原則 高壓大直徑時，必須校核高壓大直徑時，必須校核 缸筒壁厚缸筒壁厚校核方法校核方法薄壁缸體（無縫鋼管）薄壁缸體（無縫鋼管）: 當(dāng)當(dāng)/ d0.08時時 pmaxd/2 厚壁缸體（鑄造缸體）厚壁缸體（鑄造缸體）: 當(dāng)當(dāng)/ d=0.080.3時時 pmaxd/2.3 -3pmax 當(dāng)當(dāng)/ d0.3時時 d/2+ 0.4 py/ -1.3py-1液壓缸其它部位尺寸的確定液壓缸其它部位尺寸的確定 導(dǎo)向長度導(dǎo)向長度hl/20+d/2 （l為液壓缸最大行程）為液壓缸最大行程） 活塞寬

5、度活塞寬度b =（0、61、0）d； a =(0.610)d （d80mm） 導(dǎo)向套滑動面長度導(dǎo)向套滑動面長度a a =(0.61)d （d80mm） 如裝有隔套如裝有隔套k時，時， c = h -（a+b）/2 液壓缸其它部位尺寸的確定液壓缸其它部位尺寸的確定活塞桿長度由活塞桿長度由l確定，必要時需進行穩(wěn)定性驗算。確定，必要時需進行穩(wěn)定性驗算。 當(dāng)液壓缸承受軸向壓縮載荷時：當(dāng)液壓缸承受軸向壓縮載荷時： 若若l/d15時，無須驗算時，無須驗算 驗算驗算 l/d15時，可按材料力學(xué)有關(guān)公式進行時，可按材料力學(xué)有關(guān)公式進行4、3 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、3、1 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例

6、 4、3、2 缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、3、1 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)缸體組件、活塞組件、密封件、缸體組件、活塞組件、密封件、 連接件、緩沖裝置、排氣裝置等。連接件、緩沖裝置、排氣裝置等。 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)缸工作壓力、運動速度、工作條件、缸工作壓力、運動速度、工作條件、加工工藝及加工工藝及拆 裝檢修等。 4、3、2 缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計 缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 活塞和活塞桿結(jié)構(gòu)活塞和活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿頭部的連接活塞桿頭部的連接 液壓缸的緩沖裝置液壓缸的緩沖裝置 液壓缸的排氣裝置液壓缸的排氣裝置 缸體

7、與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 法蘭連接法蘭連接 半環(huán)連接半環(huán)連接 螺紋連接螺紋連接 拉桿連接拉桿連接 焊接連接焊接連接 缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 工作壓力、缸體材料、工作壓力、缸體材料、 工作條件不同工作條件不同 連接形式很多低壓，連接形式很多低壓， 鑄鐵缸體，外形尺寸大鑄鐵缸體，外形尺寸大 缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤，較雜。法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤，較雜。 內(nèi)半環(huán)內(nèi)半環(huán) 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、裝卸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、裝卸半環(huán)連接半環(huán)連接 方便方便（但因缸體上開了環(huán)行槽，強度削弱）（但因缸體上開了環(huán)行槽，強度削弱） 外半環(huán)外半環(huán) 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋 螺紋連

8、接螺紋連接 重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜，重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜， 外螺紋外螺紋 裝卸不便，需專用工具裝卸不便，需專用工具 焊接連接焊接連接拉桿連接拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方通用性好，缸體加工方便，裝拆方便，但端蓋體積大，重量也大，拉便，但端蓋體積大，重量也大，拉桿受力后會拉伸變形，影響端部密桿受力后會拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓封效果，只適于低壓. 活塞和活塞桿的連接活塞和活塞桿的連接 工作壓力、安裝方式、工作壓力、安裝方式、 工作條件的不同。工作條件的不同。 活塞組件有多種結(jié)構(gòu)形式。活塞組件有多種結(jié)構(gòu)形式。 整體式：常用于小直徑液壓缸，整體式：常用于小直徑液壓缸，

9、結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊， 但損壞后需整體更換但損壞后需整體更換 活塞和活塞桿的連接活塞和活塞桿的連接焊接式：同上焊接式：同上 錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配 簡單，但承簡單，但承 載能力小。載能力小。 螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆 方便，但需方便，但需 防止螺母松動。防止螺母松動。 半環(huán)式：常用于高壓大負載或振動比較大半環(huán)式：常用于高壓大負載或振動比較大 的場合，強的場合，強 度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 裝拆方便。裝拆方便。 活塞桿頭部結(jié)構(gòu)活塞桿頭部結(jié)構(gòu)活塞桿：是連接活塞和工

10、作部件的傳活塞桿：是連接活塞和工作部件的傳 力零件，必須具有足力零件，必須具有足 夠的強夠的強 度和剛度，一般用鋼料制成度和剛度，一般用鋼料制成, 且需鍍鉻。且需鍍鉻。液壓缸的緩沖裝置液壓缸的緩沖裝置 必要性必要性緩沖原理緩沖原理緩沖裝置類型緩沖裝置類型緩沖的必要性緩沖的必要性 在質(zhì)量較大、速度較高在質(zhì)量較大、速度較高(v12m/min），）， 由于慣性力較大，活塞運動到終端時會撞由于慣性力較大，活塞運動到終端時會撞 擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴重影響加工擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴重影響加工 精度，甚至使液壓缸損壞。精度，甚至使液壓缸損壞。 常在大型、高速、或高精度液壓缸中設(shè)置常在大型、高速、或

11、高精度液壓缸中設(shè)置 緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。緩沖原理緩沖原理利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)生阻力，減小速度，避免撞擊。生阻力，減小速度，避免撞擊。 緩沖裝置類型緩沖裝置類型 （1） 圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置 （2） 圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置 （3） 可變節(jié)流槽式緩沖裝置可變節(jié)流槽式緩沖裝置 （4） 可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置 液壓缸的排氣裝置液壓缸的排氣裝置 必要性必要性排氣方法排氣方法排氣的必要性排氣的必要性 系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會滲入空氣系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會滲入空氣 使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動和前沖，換向精度降低等。使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動和前沖，換向精度降低等。 故故 必須設(shè)置排氣