液壓缸設(shè)計規(guī)范

1、液壓缸的設(shè)計計算規(guī)范目錄:一、 液壓缸的基本參數(shù)1、2、液壓缸內(nèi)徑及活塞桿外徑尺寸系列液壓缸行程系列(GB2349-1980)二、液壓缸類型及安裝方式1、液壓缸類型2、液壓缸安裝方式三、液壓缸的主要零件的結(jié)構(gòu)、材料、及技術(shù)要求1、缸體2、缸蓋(導(dǎo)向套)3、缸體及聯(lián)接形式4、活塞頭5、活寒桿6、活塞桿的密封和防塵7、緩沖裝置8、排氣裝置9、液壓缸的安裝聯(lián)接部分(GB/T2878)四、液壓缸的設(shè)計計算1、液壓缸的設(shè)計計算部驟2、液壓缸性能參數(shù)計算3、液壓缸幾何尺寸計算4、液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)計算5、液壓缸的聯(lián)接計算一、液壓缸的基本參數(shù)1.1液壓缸內(nèi)徑及活塞桿外徑尺寸系列810121620 2532405

2、06380（90）100（110）125140）160（180）200220（250）（280）320（360）400 450 500括號內(nèi)為優(yōu)先選取尺寸4 5 6 8 10 12 14 16 1820 22 25 28 32 36 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360活塞桿連接螺紋型式按細(xì)牙，規(guī)格和長度查有關(guān)資料。1.2液壓缸的行程系列（GB23491980）25 50 80 100 125 160 200 250 320 400500 630 800 1000 1250 1600 2000

3、 2500 3200 400040 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3600二、液壓缸的類型和安裝辦法2.1液壓缸的類型對江東機(jī)械公司而言2.2液壓缸的安裝方式對江東機(jī)械公司而言三、液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求3.1缸體A焊接缸頭缸底等，采用35鋼 粗加工后調(diào)質(zhì)（T =IIOMPaB般情況采用45鋼HB241285(T=120MPaC鑄鋼采用ZG310- 57(T=100MPaD球墨鑄鐵（江東廠采用）QT50- 7 (T=8090MPaE無縫綱管調(diào)質(zhì)（35號45號）(T=110M

4、Pa/A內(nèi)徑H8 H9精度粗糙度（垳磨）B內(nèi)徑圓度-9-11級圓柱度-8級3.2缸蓋（導(dǎo)向套）A可選35,45號鍛鋼B可選用ZG35,ZG45鑄鋼C可選用HT200 HT300 HT350鑄鐵D當(dāng)缸蓋又是導(dǎo)向?qū)r選鑄鐵A直徑d（同缸內(nèi)徑）等各種回轉(zhuǎn)面（不含密封圈）圓柱度按910、11級精度B內(nèi)外圓同軸度 公差0.03mmC與油缸的配合端面丄按7級i.eg /D導(dǎo)向面表面粗糙度A材料灰鑄鐵HT200 HT300鋼35、45B技術(shù)要求外徑D（缸內(nèi)徑）與內(nèi)孔D1/按7、8級外徑D的圓柱度9、10、11級端面與內(nèi)孔D1的丄按7級C活塞頭與活塞桿的聯(lián)接方式按圖3形式D活塞頭與缸內(nèi)徑的密封方式柱寒缸40M

5、Pa以下V型組合活塞缸32MPa以下用Yx型靜止部分32MPa以下用“O“型325活塞桿A端部結(jié)構(gòu)按江東廠常用結(jié)構(gòu)圖17、18B活塞桿結(jié)構(gòu)空心桿 實(shí)心桿C材料實(shí)心桿35、45鋼空心桿35、45無縫缸管D技術(shù)要求粗加工后調(diào)質(zhì)HB229- 285可高頻淬火HRC4牛55外圓圓度- 公差按9、10、11級精度圓柱度按8級 兩外圓/為0.01mm移動部分移動部分端面丄按7級渡后拋光A導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)圖9（江東常用）導(dǎo)向桿材料可用鑄鐵、球鐵導(dǎo)向套技術(shù)要求內(nèi)徑H8/f8、H8/f9表面粗糙度B活塞桿的密封與防塵柱塞缸V型組合移動部分活塞缸Yx（靜止密封）防塵，毛氈圈（江東常用）327液壓缸緩沖裝置多路節(jié)流形式緩

6、沖參考教科書3.2.8排氣裝置采用排氣螺釘可用螺紋聯(lián)接（細(xì)牙）油口部位可用法蘭壓板聯(lián)接油口部位液壓缸安裝可按圖86.3工作表面粗糙度（江東鍍鉻深度0.05mm）移動部分O型4液壓缸的設(shè)計計算4.1液壓缸的設(shè)計計算部驟 注：負(fù)載決定了壓力。速度決定流量。41.4液壓缸的性能驗(yàn)算液壓缸性能參數(shù)的計算A液壓缸單桿、活塞和柱塞缸推力Fi（液壓缸的輸出按負(fù)載F決定）Fi二RAX103Pi-工作壓力（MPa（按工作母機(jī)選定液壓機(jī)選25MPaFi推力（kN）Ai活塞與柱塞的作用面積（川）A1= nD/4 D活塞直徑（m）B）單桿活塞缸的拉力F23F2=P2A2Xi0P2工作壓力（MPa）液壓缸的拉力按拉F2

7、液壓拉力（kN）負(fù)載F決定A2有桿腔面積（川）A2= n （D2d2）/4D活塞直徑（m）d活塞桿直徑（m）4 2.2 液壓缸的輸出速度 速度按主機(jī)要求決定再選擇流量imes New Roman單桿活塞缸或柱塞缸外伸時速度 =60 /A2活塞外伸速度（m/min）進(jìn)入液壓缸流量（m3/s）有時流量用 L/min 表示A1活塞的作用面積（m2）imes New Roman單桿活塞桿縮入時的速度=6042活塞的縮小速度。（m/min）流量。進(jìn)入液壓缸的流量（ m3/s）可用A2=n（D2-d2）/4D 活塞直徑（nr）d 活塞桿直徑（mimes New Roman液壓缸的作用時間 tt= / =A

8、s/t 液壓缸的作用時間（s）液壓缸的容積（m3）A 液壓缸的作用面積（m2）探 活塞桿伸出時 A=（n/4）D2探 活塞桿縮入時 A=n（D2 - d2）/4S 進(jìn)入液壓缸的流量（m3/s）4.3 液壓缸主要幾何尺寸的計算。（D,d,S ）A .根據(jù)負(fù)載大小選定系統(tǒng)壓力表計算DD 液壓缸內(nèi)徑（m）F 液壓缸的推力（kN）P選定的工作壓力（MPa根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度要求和選定的液壓泵流量來計算DD液壓缸內(nèi)徑（m）進(jìn)入液壓缸的流量（m3/s）液壓缸輸出的速度 （m/min）432 活塞桿直徑 d 的計算A .根據(jù)速度比的要求來計算dd=Dd活塞桿直徑（m）D油缸直徑（內(nèi)）（m）$ 速度比$ =V2

9、/vi=D2/ （D2 d2）.活塞桿縮入速度m/min.活塞桿伸出速度 m/min速度比關(guān)系：$ 1.151.251.331.462D 0.36D 0.45D 0.5D 0.56D 0.71D探 選用速度比的方法。（也可以是工作機(jī)要求）工作壓力 p/MPa 208速度比$1.331.4622B.活塞直徑 d 按強(qiáng)度要求計算按簡單的拉壓強(qiáng)度計算d3.57Xa為許用應(yīng)力 100-120MPa （碳鋼）F 活塞桿輸出力另一確定活塞桿的方法：當(dāng)桿受拉力：d=（0.30.5）D當(dāng)桿受壓力：d=（0.5 0.55）D （P 5MPa）d=（0.60.7）D （5MPvp 7MPa）必要時活塞桿的直徑 d

10、 按下式進(jìn)行強(qiáng)度校核：F 液壓缸的負(fù)載a活塞桿材料許用應(yīng)力a=ab（抗拉強(qiáng)度）/n（數(shù)= 1.4）4.3.3液壓缸行程 S 的確定：根據(jù)工作機(jī)運(yùn)動要求確定4.4液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算：缸壁、油口直徑、缸底、度等。安全系缸頭厚8A.當(dāng) D/8 16 時，按薄壁筒計算：8 PyD/2a8缸壁厚度（m）Py試驗(yàn)壓力（MPa當(dāng)工作壓力w16MPa 時 Py=1.5p當(dāng)工作壓力16MPa 時 丫丫y=1.25pa缸體材料的許用應(yīng)力（ MPa按抗拉強(qiáng)度：aba=/=3.55 一般取 5鍛鋼a=100 120MPa鑄鋼a=100 110MPa球墨鑄鐵a=8090MPa鑄鐵a=60MPa鋼管a=100 110

11、MPa推薦再校核按工程機(jī)械 PW16MPa 無縫管 20 號，P 16MPa 無縫管 45 號缸徑PW16MPa20MPa25MPa31.5MPa40505050545060606063.5637676838380959510210290108108108114100121121121127110133133133140125146146146152140168168168168160194194194194180219219219219200245245245245重型機(jī)械無縫管 45 號 P 16MPa缸內(nèi)徑 32 40 50 60 80 100 125 150 180 200缸外徑 52

12、 60 75 85 105 120 150 180 215 240按中等壁厚當(dāng) 3.2 D/8 v168= ( PyD/(2.3a-Py)書)+C書：強(qiáng)度系數(shù)對無縫管書=1C：計入壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值按厚壁筒計算對中、高壓 D/8 v3.2探當(dāng)材料為塑性材料時，按第四強(qiáng)度理論塑性材料常用第四強(qiáng)度理論-)或如果知道缸外圓 D1,內(nèi)圓 D。校核按第四強(qiáng)度理論_ (（以能量為判據(jù) ）第三強(qiáng)度（以最大切應(yīng)力為判據(jù)）暫不使用當(dāng)材料為脆性材料時（江東廠）按第二強(qiáng)度理論（以應(yīng)變?yōu)榕袚?jù)）第一強(qiáng)度理論（以最大拉應(yīng)力）暫不使用脆性材料常用第二強(qiáng)度理論)為試驗(yàn)壓力當(dāng)缸的額定壓力時，= 1.

13、5當(dāng)缸的額定壓力16時，= 1.25當(dāng)選用無縫鋼管時，計算的壁厚值應(yīng)圓整為符合標(biāo)準(zhǔn)的壁厚值（GB8713-1988）缸體外徑的計算Di=D+28442 液壓缸油口的直徑計算應(yīng)根據(jù)活塞的最高運(yùn)動速度和油口最高流速而定油口流速（m/min）液壓缸口直徑（m活塞輸出速度（m/min）D 液壓缸內(nèi)徑（m）液壓缸最大輸出速度（m/min）443 缸底厚度計算無孔底h=0.433D有孔底h=0.433Ddo油口直徑4.4.4 缸頭厚度計算A.螺釘連接法蘭，如圖h=圖 13 號h法蘭厚度（mF法蘭受力總和（N）F=nd2p/4 +n（d2h- d2）q /4d 密圭寸環(huán)內(nèi)徑（m）dH密封環(huán)外徑（mP系統(tǒng)工作

14、壓力（Pa）q附加密封力（Pa）D0螺孔分布圓直徑（m密封環(huán)平均直徑（ma法蘭材料許用應(yīng)力（Pa）缸頭聯(lián)接形式多種，可按不同方法計算參考機(jī)械設(shè)計手冊第4 卷23193 頁4.5 液壓缸的聯(lián)接計算4.5.1 缸蓋連接計算有多種缸底連接形式，常用焊接和螺栓聯(lián)接兩種A.焊接聯(lián)接計算采用對焊，焊縫拉應(yīng)力為a=4F/n （D2-D22） nF液壓缸輸出最大推力（F=nD2P/4D缸內(nèi)徑（mp 系統(tǒng)最大工作壓力（Pa）Di缸外徑（m）D2焊縫底徑（mN)IUn焊接效率n=0.7如用角焊F/ hh焊角寬度（mB.螺栓聯(lián)接的計算螺紋處的拉應(yīng)力為a=4kF/n2d2iz螺紋的切應(yīng)力T=KiKFc0/O.2d3iz合成應(yīng)力z 為螺栓的個數(shù)K 為螺紋擰緊系數(shù)靜載荷時 K=1.251.5動載荷時 K=2.54Ki為螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)Ki=0.12di為螺紋內(nèi)徑（m）當(dāng)采用普通螺紋時 di= do-1.O825tdo螺紋外徑（m）t 螺紋的螺距（m）F缸體螺絲處所受拉力Z螺栓數(shù)T螺紋處的切應(yīng)力4.5.2活塞與活塞桿的聯(lián)接計算A .采用螺紋聯(lián)接其危險截面（螺紋的退刀槽）處拉應(yīng)力為a=4KFi/ndi2如圖切應(yīng)力為T=KKFido/O.2di3合成應(yīng)力為Fi液壓缸輸出拉力（N）Fi=n