液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算

液壓缸工作壓力的確定

液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定

缸筒壁厚δ的確定

液壓缸其它部位尺寸的確定寶雞理工學(xué)校第1頁(yè)，共33頁(yè)。4、2液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓缸的主要尺寸包括：液壓缸內(nèi)徑D活塞桿直徑d液壓缸缸體長(zhǎng)度L寶雞理工學(xué)校第2頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸工作壓力的確定

見(jiàn)表4、2、1，4、2、2寶雞理工學(xué)校第3頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定（一）液壓缸內(nèi)徑D

（二）活塞桿直徑d

寶雞理工學(xué)校第4頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸內(nèi)徑D

1根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)確定

2根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量

來(lái)確定寶雞理工學(xué)校第5頁(yè)，共33頁(yè)。根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)確定

以單桿缸為例：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F1/π(p1-p2)-d2p2/p1-p2

有桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F2/π(p1-p2)+d2p1/p1-p2若初步選取回油壓力p2=0，則上面兩式簡(jiǎn)化為：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F1/πp1有桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F2/πp1+d2寶雞理工學(xué)校第6頁(yè)，共33頁(yè)。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量來(lái)確定無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)：D=√4qv/πv1

有桿腔進(jìn)油時(shí)：

D=√4qv/πv1+d2

計(jì)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

寶雞理工學(xué)校第7頁(yè)，共33頁(yè)。（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)備類(lèi)型選取液壓缸的往復(fù)速度比有一定要求時(shí)d=D√λv-1/λv

計(jì)算所得活塞桿直徑d亦應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值。寶雞理工學(xué)校第8頁(yè)，共33頁(yè)。（三）液壓缸缸體長(zhǎng)度L

原則：由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活塞桿密封長(zhǎng)度和特殊要求的其它長(zhǎng)度確定,為減小加工難度，一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20—30倍。寶雞理工學(xué)校第9頁(yè)，共33頁(yè)。三缸筒壁厚δ中低壓系統(tǒng)，無(wú)需校核

確定原則<高壓大直徑時(shí)，必須校核δ寶雞理工學(xué)校第10頁(yè)，共33頁(yè)。缸筒壁厚δ校核方法薄壁缸體（無(wú)縫鋼管）:當(dāng)δ/D≤0.08時(shí)δ≥pmaxD/2[б]

厚壁缸體（鑄造缸體）:

當(dāng)δ/D=0.08——0.3時(shí)

δ≥pmaxD/2.3[б]-3pmax

當(dāng)δ/D≥0.3時(shí)

δ≥D/2[√[б]+0.4py/[б]-1.3py-1]寶雞理工學(xué)校第11頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸其它部位尺寸的確定導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥L/20+D/2（L為液壓缸最大行程）活塞寬度B=（0、6——1、0）D；A=(0.6—10)D（D<80mm）導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度AA=(0.6—1)d（D≥80mm）如裝有隔套K時(shí)，C=H-（A+B）/2寶雞理工學(xué)校第12頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸其它部位尺寸的確定活塞桿長(zhǎng)度由L確定，必要時(shí)需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

當(dāng)液壓缸承受軸向壓縮載荷時(shí)：

若l/d≤15時(shí)，無(wú)須驗(yàn)算驗(yàn)算l/d≥15時(shí)，可按材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行寶雞理工學(xué)校第13頁(yè)，共33頁(yè)。4、3液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、3、1液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例4、3、2缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

寶雞理工學(xué)校第14頁(yè)，共33頁(yè)。4、3、1液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)寶雞理工學(xué)校第15頁(yè)，共33頁(yè)。典型結(jié)構(gòu)缸體組件、活塞組件、密封件、連接件、緩沖裝置、排氣裝置等。寶雞理工學(xué)校第16頁(yè)，共33頁(yè)。設(shè)計(jì)依據(jù)缸工作壓力、運(yùn)動(dòng)速度、工作條件、加工工藝及拆裝檢修等。寶雞理工學(xué)校第17頁(yè)，共33頁(yè)。4、3、2缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

缸體與端蓋的連接

活塞和活塞桿結(jié)構(gòu)

活塞桿頭部的連接

液壓缸的緩沖裝置

液壓缸的排氣裝置寶雞理工學(xué)校第18頁(yè)，共33頁(yè)。缸體與端蓋的連接

法蘭連接半環(huán)連接

螺紋連接

拉桿連接

焊接連接

寶雞理工學(xué)校第19頁(yè)，共33頁(yè)。缸體與端蓋的連接∵工作壓力、缸體材料、工作條件不同∴連接形式很多低壓，鑄鐵缸體，外形尺寸大寶雞理工學(xué)校第20頁(yè)，共33頁(yè)。缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤(pán)，較雜。內(nèi)半環(huán)—結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、裝卸半環(huán)連接<方便（但因缸體上開(kāi)了環(huán)行槽，強(qiáng)度削弱）

外半環(huán)內(nèi)螺紋螺紋連接<>重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜，外螺紋裝卸不便，需專(zhuān)用工具

焊接連接寶雞理工學(xué)校第21頁(yè)，共33頁(yè)。拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方便，但端蓋體積大，重量也大，拉

桿受力后會(huì)拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓.寶雞理工學(xué)校第22頁(yè)，共33頁(yè)。活塞和活塞桿的連接

∵工作壓力、安裝方式、工作條件的不同?！嗷钊M件有多種結(jié)構(gòu)形式。整體式：常用于小直徑液壓缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，但損壞后需整體更換寶雞理工學(xué)校第23頁(yè)，共33頁(yè)?；钊突钊麠U的連接焊接式：同上錐銷(xiāo)式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡(jiǎn)單，但承載能力小。螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，但需防止螺母松動(dòng)。半環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大的場(chǎng)合，強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。寶雞理工學(xué)校第24頁(yè)，共33頁(yè)?；钊麠U頭部結(jié)構(gòu)活塞桿：是連接活塞和工作部件的傳力零件，必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般用鋼料制成,且需鍍鉻。寶雞理工學(xué)校第25頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸的緩沖裝置

必要性緩沖原理緩沖裝置類(lèi)型寶雞理工學(xué)校第26頁(yè)，共33頁(yè)。緩沖的必要性∵在質(zhì)量較大、速度較高(v>12m/min），由于慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)會(huì)撞擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴(yán)重影響加工精度，甚至使液壓缸損壞?！喑Ｔ诖笮?、高速、或高精度液壓缸中設(shè)置緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。寶雞理工學(xué)校第27頁(yè)，共33頁(yè)。緩沖原理利用節(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。寶雞理工學(xué)校第28頁(yè)，共33頁(yè)。緩沖裝置類(lèi)型（1）

圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置（2）

圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置（3）

可變節(jié)流槽式緩沖裝置（4）可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置寶雞理工學(xué)校第29頁(yè)，共33頁(yè)。液壓缸的排氣裝置

必要性排氣方法寶雞理工學(xué)校第30頁(yè)，共33頁(yè)。排氣的必要性∵系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣∴使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。

故必須設(shè)置排氣裝置。寶雞理工學(xué)校第31頁(yè)，共33頁(yè)。排氣方法1排氣孔油口設(shè)置在液壓缸最高處2排氣塞象螺釘（如暖氣包上的放氣閥）3排氣閥使液壓缸兩腔經(jīng)該閥與油箱相通啟動(dòng)時(shí)，擰開(kāi)排氣閥使液壓缸空載往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次即可寶雞理工學(xué)校第32頁(yè)，共33頁(yè)。內(nèi)容梗概液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算。寶雞理工學(xué)校。4、2液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算。1根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)確定。2根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量。無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F1/π(p1-p2)-d2p2/p1-p2。有桿腔進(jìn)油時(shí)D=√4F2/π(p1-p2)+d2p1/p1-p2。d=D√λv-1/λv。度、活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活。厚壁缸體（鑄造缸體）:。當(dāng)δ/D=0.08——0.3時(shí)。導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥L/20+D/2（L為液壓缸最大行程）?；钊麑挾菳=（0、6——1、0）D。A=(0.6—1)d（D≥80mm）。連接件、緩沖裝置、排氣裝置等?！噙B接形式很多低壓，。法蘭連接：高壓，需焊接