液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計 液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它和主機工作液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它和主機工作機構(gòu)有直接的聯(lián)系，對于不同的機種和機構(gòu)，液機構(gòu)有直接的聯(lián)系，對于不同的機種和機構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。設(shè)計液壓缸需壓缸具有不同的用途和工作要求。設(shè)計液壓缸需要根據(jù)具體使用要求要根據(jù)具體使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型選擇結(jié)構(gòu)類型，按負載情況、，按負載情況、

2、運動要求、最大行程等運動要求、最大行程等確定其主要工作尺寸確定其主要工作尺寸，進，進行強度、穩(wěn)定性和緩沖行強度、穩(wěn)定性和緩沖驗算驗算，最后再進行，最后再進行結(jié)構(gòu)設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計計。3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院 負載負載/KN/KN5 55 510101010202020203030303050505050工作壓工作壓力力/MPa/MPa0.0.8 81 11.51.52 2 2

3、.52.53 33 34 44 45 55 53.2.1 3.2.1 工作壓力的確定工作壓力的確定3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計表表 不同負載下的工作壓力不同負載下的工作壓力 根據(jù)工況要求、加工條件及液壓元件來源等因素根據(jù)工況要求、加工條件及液壓元件來源等因素綜合考慮。綜合考慮。第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院（一）（一）缸筒內(nèi)徑缸筒內(nèi)徑D3.2.2 3.2.2 液壓缸主要尺寸的計算液壓缸主要尺寸

4、的計算單桿缸無桿腔進油單桿缸無桿腔進油11122Fp Ap A22122()44Ddppp21211212144()Fd pFDppppp根據(jù)最大負載和工作壓力根據(jù)最大負載和工作壓力3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院222121212144()Fd pFDdppppp單桿缸有桿腔進油單桿缸有桿腔進油22121()44Ddppp21221Fp Ap A按國標圓整為標準尺寸

5、按國標圓整為標準尺寸液壓缸內(nèi)徑標準系列液壓缸內(nèi)徑標準系列 8、10、12、16、20、25、32、40、50、63、80、（、（90）、）、100、（、（110）、）、125、（、（140）、）、160、（、（180）、）、200、220、250、320、400、500、6303.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計1 1、按工作壓力或設(shè)備類型確定、按工作壓力或設(shè)備類型確定（2 2）活塞桿直徑活塞桿直徑d d表表3-1 3-1 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力與活塞桿直徑工作壓力工作壓力(MPa(MPa) )5 55 57 77 7活塞桿直徑活塞桿直徑d d(0.5(0.50.55)D

6、0.55)D （0.60.60.70.7）D D0.7D0.7D表表3-2 3-2 設(shè)備類型與活塞桿直徑設(shè)備類型與活塞桿直徑設(shè)備類型設(shè)備類型 磨床、珩磨、磨床、珩磨、 研磨機研磨機插、拉、刨床插、拉、刨床鉆、鏜、銑床鉆、鏜、銑床d d(0.2(0.20.3)D0.3)D0.5D0.5D0.7D0.7D3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院2、依據(jù)單桿缸往復(fù)運動的速度比、依據(jù)

7、單桿缸往復(fù)運動的速度比222222214)41(vvvvvqDDdqDdDdD 活活塞塞桿桿直直徑徑表表3-3 3-3 液壓缸往復(fù)速度比推薦值液壓缸往復(fù)速度比推薦值工作壓力工作壓力MPaMPa101012.512.520202020V V1.331.331.461.46、2 22 2 活塞桿標準系列活塞桿標準系列: 4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、55、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360、400 3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章

8、章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院2. 缸筒長度缸筒長度 缸筒長度由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需缸筒長度由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定，即：要來確定，即： 缸筒長度缸筒長度=最大工作行程最大工作行程+活塞寬度活塞寬度+活塞桿導(dǎo)活塞桿導(dǎo)向長度向長度+活塞桿密封長度活塞桿密封長度+其他長度其他長度活塞寬度活塞寬度:B=(0.6-1)D;活塞桿導(dǎo)向套長度活塞桿導(dǎo)向套長度: 當當D80mm,C=(0.6-1.0)

9、D， 當當D80mm,C=(0.6-1.0)d；活塞桿密封長度，由密封方式定?；钊麠U密封長度，由密封方式定。3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院10D/ 時，為薄壁筒（無縫鋼管時，為薄壁筒（無縫鋼管）式中：式中：py 實驗壓力實驗壓力1.1.缸筒壁厚缸筒壁厚2Dpy3. 3. 強度校核強度校核bn n 安全系數(shù)安全系數(shù) n = 3.551.25ypp 1.5ypp (16

10、)pMPa (16)pMPa p 缸的額定壓力缸的額定壓力 許用應(yīng)力，許用應(yīng)力，b 抗拉強度抗拉強度3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院 0.412 1.3yypDp 注意：圓整為標準壁厚注意：圓整為標準壁厚 10D / 時時，為厚壁筒為厚壁筒（鑄造鑄造）3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計2.2.活塞桿強度校核活塞桿強度校核 Fd4 1 4b. 第第3章章 液壓缸液

11、壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院 式中：式中： d1螺栓底徑螺栓底徑 F 為液壓缸負載；為液壓缸負載； Z 為固定螺栓個數(shù)；為固定螺栓個數(shù)； k 為螺紋擰緊系數(shù)，為螺紋擰緊系數(shù)，k=1.251.5為螺栓材料許用應(yīng)力為螺栓材料許用應(yīng)力 =s/(1.2-2.5),s為材料的屈服極限。為材料的屈服極限。3 3、液壓缸蓋固定螺栓校核、液壓缸蓋固定螺栓校核液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算： 15.2KFdZ3

12、.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院3.2.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院1. 缸筒與缸蓋缸筒與缸蓋法蘭式：

13、法蘭式：結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，也容易裝容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。鐵制的缸筒上。 3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院半環(huán)連接式半環(huán)連接式：它的缸筒壁部因它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強度，為開了環(huán)形槽而削弱了強度，為此有時要加厚缸壁，它容易加此有時要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕

14、，常用于工和裝拆，重量較輕，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。 螺紋連接式：螺紋連接式：缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具，徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。筒上。 3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護

15、中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院拉桿連接式：拉桿連接式：結(jié)構(gòu)的通用性大，結(jié)構(gòu)的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。較大，且較重。 焊接連接式：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，焊接連接式：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，但易出現(xiàn)焊接變形。但易出現(xiàn)焊接變形。 3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院2. 活塞與活塞桿活塞與活塞桿 活塞一般用耐磨鑄鐵制成，活塞桿則不論活塞一

16、般用耐磨鑄鐵制成，活塞桿則不論是實心的還是空心的是實心的還是空心的,大多用鋼料制成。大多用鋼料制成。3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置3. 緩沖裝置緩沖裝置 液壓缸中的緩沖裝置是利用活塞或缸筒在其行程終液壓缸中的緩沖裝置是利用活塞或缸筒在其行程終端時在活塞和缸蓋之間封住一部分油液端時在活塞和

17、缸蓋之間封住一部分油液, ,強迫它從小孔強迫它從小孔或細縫中擠出或細縫中擠出, ,以產(chǎn)生很大的阻力以產(chǎn)生很大的阻力, ,逐漸減慢運動速度逐漸減慢運動速度, ,達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院可變節(jié)流槽式可變節(jié)流槽式 緩沖裝置緩沖裝置 可調(diào)節(jié)流孔式可調(diào)節(jié)流孔式 緩沖裝置緩沖裝置3.2 3.2 液壓缸的設(shè)

18、計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院4. 排氣裝置排氣裝置 液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出?？諝馀懦?。3.2 3.2 液壓缸的設(shè)計液壓缸的設(shè)計第第3章章 液壓缸液壓缸與液壓馬達與液壓馬達 液 壓 缸液 壓 缸類型類型液 壓 缸液 壓 缸設(shè)計設(shè)計液 壓 馬液 壓 馬達達液 壓 缸液 壓 缸維護維護液 壓 馬液 壓 馬達 維 護達 維 護中北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院5.6.1 5.6.1 間隙密封間隙密封：它依靠運動件間的微小間隙來防它依靠運動件間的微小間隙來防止泄漏。它的結(jié)構(gòu)簡單