液壓缸主要尺寸地確定

液壓缸重要尺寸確實定液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它和主機工作機構有直接的聯絡，對于不一樣的機種和機構，液壓缸具有不一樣的用途和工作規(guī)定。因此，在設計液壓缸之前，必須對整個液壓系統進行工況分析，編制負載圖，選定系統的工作壓力(詳見第九章)，然后根據使用規(guī)定選擇構造類型，按負載狀況、運動規(guī)定、最大行程等確定其重要工作尺寸，進行強度、穩(wěn)定性和緩沖驗算，最終再進行構造設計。1.液壓缸的設計內容和環(huán)節(jié)(1)選擇液壓缸的類型和各部分構造形式。(2)確定液壓缸的工作參數和構造尺寸。(3)構造強度、剛度的計算和校核。(4)導向、密封、防塵、排氣和緩沖等裝置的設計。(5)繪制裝配圖、零件圖、編寫設計闡明書。下面只著重簡介幾項設計工作。2.計算液壓缸的構造尺寸液壓缸的構造尺寸重要有三個：缸筒內徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。(1)缸筒內徑D。液壓缸的缸筒內徑D是根據負載的大小來選定工作壓力或來回運動速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內徑D，再從GB2348—80原則中選用近來的原則值作為所設計的缸筒內徑。根據負載和工作壓力的大小確定D：①以無桿腔作工作腔時(4-32)②以有桿腔作工作腔時(4-33)式中：pI為缸工作腔的工作壓力，可根據機床類型或負載的大小來確定；Fmax為最大作用負載。(2)活塞桿外徑d?；钊麠U外徑d一般先從滿足速度或速度比的規(guī)定來選擇，然后再校核其構造強度和穩(wěn)定性。若速度比為λv，則該處應有一種帶根號的式子：(4-34)也可根據活塞桿受力狀況來確定，一般為受拉力作用時，d=0.3～0.5D。受壓力作用時：pI＜5MPa時，d=0.5～0.55D5MPa＜pI＜7MPa時，d=0.6～0.7DpI＞7MPa時,d=0.7D(3)缸筒長度L。缸筒長度L由最大工作行程長度加上多種構造需要來確定，即：L=l+B+A+M+C式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞寬度，一般為(0.6-1)D;A為活塞桿導向長度，取(0.6-1.5)D;M為活塞桿密封長度，由密封方式定；C為其他長度。一般缸筒的長度最佳不超過內徑的20倍。此外，液壓缸的構造尺寸尚有最小導向長度H。(4)最小導向長度確實定。當活塞桿所有外伸時，從活塞支承面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度H(如圖4-19所示)。假如導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度(間隙引起的撓度)增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一最小導向長度。圖4-19油缸的導向長度K—隔套對于一般的液壓缸，其最小導向長度應滿足下式：H≥L/20+D/2(4-35)式中：L為液壓缸最大工作行程(m);D為缸筒內徑(m)。一般導向套滑動面的長度A，在D＜80mm時取A=(0.6-1.0)D,在D＞80mm時取A=(0.6-1.0)d；活塞的寬度B則取B=(0.6-1.0)D。為保證最小導向長度，過度增大A和B都是不合適的，最佳在導向套與活塞之間裝一隔套K，隔套寬度C由所需的最小導向長度決定，即：C=H-(4-36)采用隔套不僅能保證最小導向長度，還可以改善導向套及活塞的通用性。3.強度校核對液壓缸的缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑，在高壓系統中必須進行強度校核。(1)缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核時分薄壁和厚壁兩種狀況，當D/δ≥10時為薄壁，壁厚按下式進行校核：δ＞=ptD/2［σ］(4-37)式中：D為缸筒內徑；pt為缸筒試驗壓力，當缸的額定壓力pn≤16MPa時，取pt=1.5pn，pn為缸生產時的試驗壓力;當pn＞16MPa時，取pv=1.25pn;［σ］為缸筒材料的許用應力，［σ］=σb/n,σb為材料的抗拉強度，n為安全系數，一般取n=5。當D/σ＜10時為厚壁，壁厚按下式進行校核：δ≥(4-38)在使用式(4-37)、式(4-38)進行校核時，若液壓缸缸筒與缸蓋采用半環(huán)連接，δ應取缸筒壁厚最小處的值。(2)活塞桿直徑校核?；钊麠U的直徑d按下式進行校核：d≥(4-39)式中：F為活塞桿上的作用力；［σ］為活塞桿材料的許用應力，［σ］=σb/1.4。(3)液壓缸蓋固定螺栓直徑校核。液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算：d≥(4-40)式中：F為液壓缸負載；Z為固定螺栓個數；k為螺紋擰緊系數，k=1.12～1.5,［σ］=σs/(1.2-2.5),σs為材料的屈服極限。4.液壓缸穩(wěn)定性校核活塞桿受軸向壓縮負載時，其直徑d一般不不不小于長度L的1/15。當L/d≥15時，須進行穩(wěn)定性校核，應使活塞桿承受的力F不能超過使它保持穩(wěn)定工作所容許的臨界負載Fk,以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。Fk的值與活塞桿材料性質、截面形狀、直徑和長度以及缸的安裝方式等原因有關，驗算可按材料力學有關公式進行。5.緩沖計算液壓缸的緩沖計算重要是估計緩沖時缸中出現的最大沖擊壓力，以便用來校核缸筒強度、制動距離與否符合規(guī)定。緩沖計算中如發(fā)現工作腔中的液壓能和工作部件的動能不能所有被緩沖腔所吸取時，制動中就也許產生活塞和缸蓋相碰現象。小編推薦水泵控制柜、自動供水設備、無負壓給水設備、無負壓供水設備、變頻恒壓供水設備、水泵變頻控制柜、水泵變頻控制箱、變頻水泵控制箱首選上海市三星水泵廠上海意海耐腐蝕泵制造有限企業(yè)

上海市新三星給排水設備有限企業(yè)轉自：國際泵閥貿易網液壓缸在緩沖時，緩沖腔內產生的液壓能E1和工作部件產生的機械能E2分別為：E1=pcAclc(4-41)E2=ppAplc+mV2-Fflc(4-42)式中：pc為緩沖腔中的平均緩沖壓力；pp為高壓腔中的油液壓力；Ac、Ap為緩沖腔、高壓腔的有效工作面積；Lc為緩沖行程長度；m為工作部件質量；v0為工作部件運動速度；Ff為摩擦力。式(4-42)中等號右邊第一項為高壓腔中的液壓能，第二項為工作部件的動能，第三項為摩擦能。當E1=E2時，工作部件的機械能所有被緩沖腔液體所吸取，由上兩式得：Pc=E2/Aclc(4-43)如緩沖裝置為節(jié)流口可調式緩沖裝置，在緩沖過程中的緩沖壓力逐漸減少，假定緩沖壓力線性地減少，則最大緩沖壓力即沖擊壓力為：Pcmax=Pc+mυ02/2Aclc(4-44)如緩沖裝置為節(jié)流口變化式緩沖裝置，則由于緩沖壓力Pc一直不變，最大緩沖壓力的值如式(4-43)所示。6.液壓缸設計中應注意的問題液壓缸的設計和使用對的與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，常常碰到的是液壓缸安裝不妥、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。因此，在設計液壓缸時，必須注意如下幾點：(1)盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性(2)考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內如無緩沖裝置和排氣裝置，系統中需有對應的措施，不過并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。(3)對的確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位。只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮。定位件須設置在活塞桿端，如為拉伸則設置在缸蓋端。(4)液壓缸各部分的構造需根據推薦的構造形式和設計原則進行設計，盡量做到構造簡樸、緊湊、加工、裝配和維修以便。(5)在保證能滿足運動行程和負載力的條件下，應盡量地縮小液壓缸的輪廓尺寸。(6)要保證密封可靠，防塵良好。液壓缸可靠的密封是其正常工作的重要原因。如泄漏嚴重，不僅減少液壓缸的工作效率，甚至會使其不能正常工作(如滿足不了負載力和運動速度規(guī)定等)。良好的防塵措施，有助于提高液壓缸的工作壽命?？傊簤焊椎脑O計內容不是一成不變的，根據詳細的狀況有些設計內容可不做或少做，也可增大某些新的內容。設計環(huán)節(jié)也許要通過多次反復修改，才能得到對的、合理的設計成果。在設計液壓缸時，對的選擇液壓缸的類型是所有設計計算的前提。在選擇液壓缸的類型時，要從機器設備的動作特點、行程長短、運動性能等規(guī)定出發(fā)，同步還要考慮到主機的構造特性給液壓缸提供的安裝空間和詳細位置。如：機器的往復直線運動直接采用液壓缸來實現是最簡樸又以便的。對于規(guī)定來回運動速度一致的場所，可采用雙活塞桿式液壓缸；若有迅速返回的規(guī)定，則宜用單活塞桿式液壓缸，并可考慮用差動連接。行程較長時，可采用柱塞缸，以減少加工的困難；行程較長但負載不大時，也可考慮采用某些傳動裝置來擴大行程。往復擺動運動既可用擺動式液壓缸，也可用直線式液壓缸加連桿機構或齒輪——齒條機構來實現。液壓缸的設計計算由于液壓執(zhí)行元件與主機構造有著直接關系，因此所需要的液壓缸和氣缸在構造上千變萬化。盡管有某些原則件可供選用，但有時還必須根據實際需要自行設計。下面簡介液壓缸和氣缸的設計計算。（一）重要尺寸的計算液壓缸的重要尺寸包括缸筒內徑D、活塞桿直徑d和缸筒長度L。根據負載大小和液壓缸的工作壓力確定活塞的有效工作面積，再根據液壓缸的不一樣構造形式計算出缸筒的內徑。活塞桿直徑是按受力狀況決定的，可按表4.1初步選用。缸筒長度確實定要考慮活塞最大行程、活塞厚度、導向和密封所需長度等原因。一般狀況L≤(20~30)d。計算成果要圓整成國標中的推薦值。重要尺寸初步確定后，還要按速度規(guī)定進行驗證。同步滿足力和速度的規(guī)定后才可以確定下來。表4.1

液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力p/MPa

<5

5～7

>7推薦活塞桿直徑d

(0.5～0.55)D

(0.6～0.7)D

0.7D您的位置：＜第4章執(zhí)行元件＜4.1液壓缸＜本節(jié)內容：類型及基本參數計算、經典構造、設計計算、特殊液壓缸工作原理（二）強度校核強度校核的項目包括缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑ds。1.

缸筒壁厚1.

缸筒壁厚δ在中、低壓系統中，缸筒壁厚由構造工藝決定，一般不做校核。在高壓系統中需按下列狀況進行校核。當D/δ>10時為薄壁，δ按下式校核

式中，D-缸筒內徑；

[σ]—缸筒材料的許用應力，[σ]=σb/n，σb是材料的抗拉強度，一般取安全系數n=5；

py—試驗壓力，當缸的額定壓力pn≤16MPa時，py=1.5pn；pn>16MPa時，py=1.25pn。當D/δ<10時為厚壁，δ按下式校核2.

活塞桿直徑d式中，F—活塞桿上的作用力；

[σ]—活塞桿材料的許用應力，[σ]=σb/1.4。3.

缸蓋固定螺栓直徑ds式中，F—活塞桿上的作用力；k—螺紋擰緊系數，k=1.12~1.5；z—固定螺栓個數；

[σ]—螺栓材料的許用應力，[σ]=σs/（1.22~2.5），σs為材料的屈服點。Δ（三）活塞桿穩(wěn)定性校核當活塞桿受軸向壓縮負載時有壓桿穩(wěn)定性問題，即壓縮力F超過某一臨界Fk值時活塞桿就會失去穩(wěn)定性?；钊麠U穩(wěn)定性按下式進行校核

式中，nk—安全系數，一般取nk=2~4。當活塞桿的細長比時，

當活塞桿的細長比，且時，

式中，l—安裝長度，見表4.2；

rk—活塞桿截面最小回轉半徑，；

ψ1—柔性系數，見表4.3；

ψ2—由液壓缸支承方式決定的末端系數，見表4.2；

E—活塞桿材料的彈性模量，鋼材：；

J—活塞桿橫截面慣性矩；

A—活塞桿橫截面積；

f—由材料強度決定的試驗值，見表4.3；

α—系數，見表4.3。液壓缸的緩沖計算緩沖計算是估計緩沖時液壓缸內出現的最大沖擊力，以便校核缸筒強度。同步，還應校核制動距離與否符合規(guī)定。液壓缸緩沖時，背壓腔內的液壓能E1和工作部件的機械能E2分別為

式中，pc-緩沖腔中平均緩沖壓力；

pp—高壓腔中的壓力；

Ac、Ap—緩沖腔、高壓腔的有效工作面積；

lc—緩沖行程長度；

m—工作部件質量；

v—工作部件速度；

Ff—摩擦力。當E1=E2時，工作部件的機械能所有被緩沖腔液體吸取，即

您的位置：＜第9章系統的設計計算＜9.2明確設計規(guī)定、進行工況分析＜本節(jié)內容：明確設計規(guī)定、執(zhí)行元件的工況分析您的位置：＜第9章系統的設計計算＜9.1概述9.1

概述液壓傳動系統的設計環(huán)節(jié)液壓傳動系統的種類諸多，用途和設計規(guī)定也不盡相似，因此設計環(huán)節(jié)沒有固定格式。下圖是液壓傳動系統設計的基本內容和一般流程，不是設計準則。在實際設計過程中，這些環(huán)節(jié)互相關聯，交替進行，甚至要通過多次反復才能完畢。9.2

明確設計規(guī)定、進行工況分析設計規(guī)定是做任何設計的根據。液壓傳動系統的設計一般要考慮如下幾方面的問題：（一）理解主機的基本狀況液壓傳動系統設計一般是主機設計的一部分，設計規(guī)定重要是由主機根據工藝過程提出的。因此要理解下列基本狀況。

主機的工藝流程、作業(yè)環(huán)境和重要技術參數；

主機的總體布局和對