液压缸结构设计.ppt
中北大学机械工程与自动化学院,3.2 液压缸的设计,液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。设计液压缸需要根据具体使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,3.2.1 工作压力的确定,3.2 液压缸的设计,表 不同负载下的工作压力,根据工况要求、加工条件及液压元件来源等因素综合考虑。,中北大学机械工程与自动化学院,（一）缸筒内径D,3.2.2 液压缸主要尺寸的计算,单杆缸无杆腔进油,根据最大负载和工作压力,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,单杆缸有杆腔进油,按国标圆整为标准尺寸,液压缸内径标准系列 8、10、12、16、20、25、32、40、50、63、80、（90）、100、（110）、125、（140）、160、（180）、200、220、250、320、400、500、630,3.2 液压缸的设计,1、按工作压力或设备类型确定,（2）活塞杆直径d,表3-1 液压缸工作压力与活塞杆直径,表3-2 设备类型与活塞杆直径,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,2、依据单杆缸往复运动的速度比,表3-3 液压缸往复速度比推荐值,活塞杆标准系列: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 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,2.缸筒长度,缸筒长度由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：缸筒长度=最大工作行程+活塞宽度+活塞杆导向长度+活塞杆密封长度+其他长度活塞宽度:B=(0.6-1)D;活塞杆导向套长度:当D80mm,C=(0.6-1.0)D，当D80mm,C=(0.6-1.0)d；活塞杆密封长度，由密封方式定。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,时，为薄壁筒（无缝钢管）,式中：py 实验压力,1.缸筒壁厚,3.强度校核,n 安全系数 n=3.55,p 缸的额定压力,许用应力，b 抗拉强度,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,注意：圆整为标准壁厚,时，为厚壁筒（铸造）,3.2 液压缸的设计,2.活塞杆强度校核,中北大学机械工程与自动化学院,式中：d1螺栓底径 F 为液压缸负载；Z 为固定螺栓个数；k 为螺纹拧紧系数，k=1.251.5为螺栓材料许用应力=s/(1.2-2.5),s为材料的屈服极限。,3、液压缸盖固定螺栓校核,液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,3.2.3 液压缸的结构设计,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,1.缸筒与缸盖,法兰式：结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺寸和重量都较大，常用于铸铁制的缸筒上。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,半环连接式：它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁，它容易加工和装拆，重量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。,螺纹连接式：缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具，它的外形尺寸和重量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,拉杆连接式：结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。,焊接连接式：结构简单，尺寸小，但易出现焊接变形。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,2.活塞与活塞杆,活塞一般用耐磨铸铁制成，活塞杆则不论是实心的还是空心的,大多用钢料制成。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,圆柱形环隙式缓冲装置,圆锥形环隙式缓冲装置,3.缓冲装置 液压缸中的缓冲装置是利用活塞或缸筒在其行程终端时在活塞和缸盖之间封住一部分油液,强迫它从小孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力,逐渐减慢运动速度,达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,可变节流槽式 缓冲装置,可调节流孔式 缓冲装置,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,4.排气装置 液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。,3.2 液压缸的设计,中北大学机械工程与自动化学院,5.6.1 间隙密封：它依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大。,5.6 密封元件,中北大学机械工程与自动化学院,5.6 密封元件,中北大学机械工程与自动化学院,O形密封圈,O形密封圈密封,5.6 密封元件,中北大学机械工程与自动化学院,Y形密封圈,5.6 密封元件,中北大学机械工程与自动化学院,V形密封圈,组合式密封,5.6 密封元件,
