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1、宝鸡理工学校液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算 液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定 液液 压缸内径和活塞杆直径的确定压缸内径和活塞杆直径的确定 缸筒壁缸筒壁厚厚的确定的确定 液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定 宝鸡理工学校4、2 液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算液压缸的主要尺寸包括：液压缸的主要尺寸包括： 液压缸内径液压缸内径D 活塞杆直径活塞杆直径d 液压缸缸体长度液压缸缸体长度L宝鸡理工学校液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定 见表见表4、2、1，4、2、2 宝鸡理工学校液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定（一）液压缸内径（一）液压缸内径D
2、 （二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d 宝鸡理工学校液压缸内径液压缸内径D 1 根据最大总负载和选取的工作压力来确定根据最大总负载和选取的工作压力来确定 2 根据执行机构速度要求和选定液压泵流量根据执行机构速度要求和选定液压泵流量 来确定来确定宝鸡理工学校根据最大总负载和选取的工作压力来确定根据最大总负载和选取的工作压力来确定 以单杆缸为例：以单杆缸为例：无杆腔进油时无杆腔进油时 D=4F1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有杆腔进油时有杆腔进油时D=4F2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步选取回油压力若初步选取回油压力p2=0，则上面两式简化为：，则上面两式简化为：无杆腔进油
3、时无杆腔进油时 D=4F1/p1 有杆腔进油时有杆腔进油时 D=4F2/p1+d2宝鸡理工学校根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定无杆腔进油时： D=4qv/v1 有杆腔进油时： D=4qv/v1+ d2 计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为标准值 宝鸡理工学校（二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d 原则：活塞杆直径可根据工作压力或设原则：活塞杆直径可根据工作压力或设 备类型选取液压缸的往复速度比备类型选取液压缸的往复速度比 有一定要求时有一定要求时 d = Dv-1/v 计算所得活塞杆直径计算所得活塞杆直径d亦应圆整亦应圆整 为标准系列值。为标准系列值。宝鸡理工学校（三）液压缸缸体长
4、度（三）液压缸缸体长度L 原则：由液压缸最大行程、活塞宽原则：由液压缸最大行程、活塞宽 度、活塞杆导向套长度、活塞杆导向套长 度、活度、活 塞杆密封塞杆密封 长度和特殊要求的长度和特殊要求的 其它长度确定其它长度确定, 为减小加工难为减小加工难 度，一般液压缸缸体长度不度，一般液压缸缸体长度不 应大于内径的应大于内径的2030倍。倍。 宝鸡理工学校三三 缸筒缸筒壁厚壁厚 中低压系统，无需校核中低压系统，无需校核 确定原则确定原则 高压大直径时，必须校核高压大直径时，必须校核 宝鸡理工学校缸筒壁厚缸筒壁厚校核方法校核方法薄壁缸体（无缝钢管）薄壁缸体（无缝钢管）: 当当/ D0.08时时 pmax
5、D/2 厚壁缸体（铸造缸体）厚壁缸体（铸造缸体）: 当当/ D=0.080.3时时 pmaxD/2.3 -3pmax 当当/ D0.3时时 D/2+ 0.4 py/ -1.3py-1宝鸡理工学校液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定 导向长度导向长度HL/20+D/2 （L为液压缸最大行程为液压缸最大行程） 活塞宽度活塞宽度B =（0、61、0）D； A =(0.610)D （D80mm） 导向套滑动面长度导向套滑动面长度A A =(0.61)d （D80mm） 如装有隔套如装有隔套K时，时， C = H -（A+B）/2 宝鸡理工学校液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定
6、活塞杆长度由活塞杆长度由L确定，必要时需进行稳定性验算。确定，必要时需进行稳定性验算。 当液压缸承受轴向压缩载荷时：当液压缸承受轴向压缩载荷时： 若若l/d15时，无须验算时，无须验算 验算验算 l/d15时，可按材料力学有关公式进行时，可按材料力学有关公式进行宝鸡理工学校4、3 液压缸结构设计 4、3、1 液压缸的典型结构举例液压缸的典型结构举例 4、3、2 缸体与端盖的结构设计缸体与端盖的结构设计 宝鸡理工学校4、3、1 液压缸的典型结构举液压缸的典型结构举例例典型结构典型结构设计依据设计依据宝鸡理工学校典型结构典型结构缸体组件、活塞组件、密封件、缸体组件、活塞组件、密封件、 连接件、缓冲
7、装置、排气装置等。连接件、缓冲装置、排气装置等。 宝鸡理工学校设计依据设计依据缸工作压力、运动速度、工作条件、缸工作压力、运动速度、工作条件、加工工艺及加工工艺及拆 装检修等。 宝鸡理工学校4、3、2 缸体与端盖的结构设计 缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 活塞和活塞杆结构活塞和活塞杆结构 活塞杆头部的连接活塞杆头部的连接 液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置 液压缸的排气装置液压缸的排气装置 宝鸡理工学校缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 法兰连接法兰连接 半环连接半环连接 螺纹连接螺纹连接 拉杆连接拉杆连接 焊接连接焊接连接 宝鸡理工学校缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 工作压力、缸体材料、工作
8、压力、缸体材料、 工作条件不同工作条件不同 连接形式很多低压，连接形式很多低压， 铸铁缸体，外形尺寸铸铁缸体，外形尺寸大大 宝鸡理工学校缸体与端盖的连接形式缸体与端盖的连接形式法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。 内半环内半环 结构简单、紧凑、装卸结构简单、紧凑、装卸半环连接半环连接 方便方便（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）（但因缸体上开了环行槽，强度削弱） 外半环外半环 内螺纹内螺纹 螺纹连接螺纹连接 重量轻，外径小，但端部复杂，重量轻，外径小，但端部复杂， 外螺纹外螺纹 装卸不便，需专用工具装卸不便，需专用工具 焊接连接焊接连接宝鸡理工学校拉杆连接拉杆
9、连接通用性好，缸体加工方便，装拆方通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压封效果，只适于低压. 宝鸡理工学校活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接 工作压力、安装方式、工作压力、安装方式、 工作条件的不同。工作条件的不同。 活塞组件有多种结构形式。活塞组件有多种结构形式。 整体式：常用于小直径液压缸，整体式：常用于小直径液压缸， 结构简单，轴向尺寸紧凑，结构简单，轴向尺寸紧凑， 但损坏后需整体更换但损坏后需整体更换 宝鸡理工学校活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接焊接式
10、：同上焊接式：同上 锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配 简单，但承简单，但承 载能力小。载能力小。 螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆 方便，但需方便，但需 防止螺母松动防止螺母松动。 半环式：常用于高压大负载或振动比较大半环式：常用于高压大负载或振动比较大 的场合，强的场合，强 度高，但结构复杂，度高，但结构复杂， 装拆方便。装拆方便。 宝鸡理工学校活塞杆头部结构活塞杆头部结构活塞杆：是连接活塞和工作部件的传活塞杆：是连接活塞和工作部件的传 力零件，必须具有足力零件，必须具有足 够的强够的强 度和刚度，一般用钢料制成
11、度和刚度，一般用钢料制成, 且需镀铬。且需镀铬。宝鸡理工学校液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置 必要性必要性缓冲原理缓冲原理缓冲装置类型缓冲装置类型宝鸡理工学校缓冲的必要性缓冲的必要性 在质量较大、速度较高在质量较大、速度较高(v12m/min），）， 由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞 击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工 精度，甚至使液压缸损坏。精度，甚至使液压缸损坏。 常在大型、高速、或高精度液压缸中设置常在大型、高速、或高精度液压缸中设置 缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。宝鸡理工学校
12、缓冲原理缓冲原理利用节流方法在液压缸的回油腔产利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。生阻力，减小速度，避免撞击。 宝鸡理工学校缓冲装置类型缓冲装置类型 （1） 圆柱形环隙式缓冲装置圆柱形环隙式缓冲装置 （2） 圆锥形环隙式缓冲装置圆锥形环隙式缓冲装置 （3） 可变节流槽式缓冲装置可变节流槽式缓冲装置 （4） 可调节流孔式缓冲装置可调节流孔式缓冲装置 宝鸡理工学校液压缸的排气装置液压缸的排气装置 必要性必要性排气方法排气方法宝鸡理工学校排气的必要性排气的必要性 系统在安装或停止工作后常会渗入空气系统在安装或停止工作后常会渗入空气 使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。 故故 必须设置排气装置必须设置排气装置。 宝鸡理工学校排气方法排气方法1 排气孔排气孔 油口设置在液压缸最高处油口设置在液压缸最高处 2 排气塞排气塞 象螺钉象螺钉（如暖气包上的放气阀）（如暖气包上的放气阀） 3 排气阀排气阀 使液压缸两腔经该阀与油使液压缸两腔经该阀与油 箱相通启动时，拧开排气箱相通启动时，拧开排气 阀使液压缸空载往复运动阀使液压缸空载往复运动 几次即可几次即可