液压缸的设计与计算.ppt
宝鸡理工学校,液压缸的设计与计算,液压缸工作压力的确定 液 压缸内径和活塞杆直径的确定 缸筒壁厚的确定 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,液压缸的主要尺寸包括：液压缸内径D 活塞杆直径d 液压缸缸体长度L,宝鸡理工学校,液压缸工作压力的确定,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,（一）液压缸内径D（二）活塞杆直径d,宝鸡理工学校,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 2 根据执行机构速度要求和选定液压泵流量 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,以单杆缸为例：无杆腔进油时 D=4F1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有杆腔进油时D=4F2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步选取回油压力p2=0，则上面两式简化为：无杆腔进油时 D=4F1/p1 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d,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 有一定要求时 d=Dv-1/v 计算所得活塞杆直径d亦应圆整 为标准系列值。,宝鸡理工学校,（三）液压缸缸体长度L,原则：由液压缸最大行程、活塞宽 度、活塞杆导向套长 度、活 塞杆密封 长度和特殊要求的 其它长度确定,为减小加工难 度，一般液压缸缸体长度不 应大于内径的2030倍。,宝鸡理工学校,三 缸筒壁厚,中低压系统，无需校核 确定原则 高压大直径时，必须校核,宝鸡理工学校,缸筒壁厚校核方法,薄壁缸体（无缝钢管）:当/D0.08时 pmaxD/2 厚壁缸体（铸造缸体）:当/D=0.080.3时 pmaxD/2.3-3pmax 当/D0.3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,导向长度HL/20+D/2（L为液压缸最大行程）活塞宽度B=（0、61、0）D；A=(0.610)D（D80mm）导向套滑动面长度A A=(0.61)d（D80mm）如装有隔套K时，C=H-（A+B）/2,宝鸡理工学校,液压缸其它部位尺寸的确定,活塞杆长度由L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：若l/d15时，无须验算 验算 l/d15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 4、3、2 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例,典型结构设计依据,宝鸡理工学校,典型结构,缸体组件、活塞组件、密封件、连接件、缓冲装置、排气装置等。,宝鸡理工学校,设计依据,缸工作压力、运动速度、工作条件、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 活塞和活塞杆结构 活塞杆头部的连接 液压缸的缓冲装置 液压缸的排气装置,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接,法兰连接 半环连接 螺纹连接 拉杆连接 焊接连接,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接,工作压力、缸体材料、工作条件不同 连接形式很多低压，铸铁缸体，外形尺寸大,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接形式,法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。内半环 结构简单、紧凑、装卸半环连接 重量轻，外径小，但端部复杂，外螺纹 装卸不便，需专用工具 焊接连接,宝鸡理工学校,拉杆连接,通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压.,宝鸡理工学校,活塞和活塞杆的连接,工作压力、安装方式、工作条件的不同。活塞组件有多种结构形式。整体式：常用于小直径液压缸，结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换,宝鸡理工学校,活塞和活塞杆的连接,焊接式：同上 锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配 简单，但承 载能力小。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆 方便，但需 防止螺母松动。半环式：常用于高压大负载或振动比较大 的场合，强 度高，但结构复杂，装拆方便。,宝鸡理工学校,活塞杆头部结构,活塞杆：是连接活塞和工作部件的传 力零件，必须具有足 够的强 度和刚度，一般用钢料制成,且需镀铬。,宝鸡理工学校,液压缸的缓冲装置,必要性缓冲原理缓冲装置类型,宝鸡理工学校,缓冲的必要性,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 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。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。,宝鸡理工学校,缓冲原理,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。,宝鸡理工学校,缓冲装置类型,（1）圆柱形环隙式缓冲装置（2）圆锥形环隙式缓冲装置（3）可变节流槽式缓冲装置（4）可调节流孔式缓冲装置,宝鸡理工学校,液压缸的排气装置,必要性排气方法,宝鸡理工学校,排气的必要性,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。故 必须设置排气装置。,宝鸡理工学校,排气方法,1 排气孔 油口设置在液压缸最高处 2 排气塞 象螺钉（如暖气包上的放气阀）3 排气阀 使液压缸两腔经该阀与油 箱相通启动时，拧开排气 阀使液压缸空载往复运动 几次即可,
