液压缸的设计方法

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1、液压缸的设计方法一、单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。2.参照下图，当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：V1=Q/A1=4Q/πD2(向左）V2=Q/A2=4Q/π(D2-d2)(向右）当供油压力p一定，回油压力为零时作用力：F1=p.A1=p.πD2/4(向右）F2=p.A2=p.π(D2-d2)/4(向左）3.单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运

2、动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图）4.双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/p(D2-d2),F=p.A=p.p(D2-d2)/4v—活塞（或缸筒）运动速度；Q—供油流量；F—活塞（或缸筒）上的作用力；p—供油压力；A—活塞有效面积；D—活塞直径；d—活塞杆直径。这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。二、双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如

3、图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。双活塞缸机构示意：将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍（见图A）。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍（见图B），适用于中型及大型机床。三、柱塞式液压缸柱塞式液压缸结构如图所示：柱塞式液压缸特点：（１）它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；

4、（２）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；（３）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（４）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞上有效作用力F为：F=p.A=p.πd^2/4柱塞运动速度为：v=Q/A=4Q/πd^2式中d—柱塞直径；其它符号意义同前。四、伸缩式液压缸伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩

5、回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。五、摆动式液压缸摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。如图所示，若输入液压油的流量为Q和摆动轴输出的角速度w之间的关系为：Q=p/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)w所以w＝8Q/b(D2-d2)式中n－摆动轴的转速(n=w/2p)；b－叶片宽度；D、d－见图。液压缸的设计和计算：液压缸

6、的设计和计算是在对整个液压系统进行工况分析，计算了最大负载力，先定了工作压力的基础上进行的（详见第十一章）。因此，首先要根据使用要求确定结构类型，在按照负载情况，运动要求决定液压缸的主要结构尺寸，最后进行结构设计。一、液压缸主要尺寸的确定二、液压缸结构设计中的几个基本问题一、液压缸主要尺寸的确定1、工作压力的选取根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后参考下表选取适当的工作力。2、活塞杆直径d与缸筒内径D的计算受拉时：d=(0.3-0.5)D受压时：d=(0.5-0.55)D(p1<5mpa)d=(0.

7、6-0.7)D(5mpa7mpa)3、液压缸缸筒壁厚和外径的计算缸筒最薄处壁厚：δ≥pyD/2(σ)δ—缸筒壁厚；D—缸筒内径；py—缸筒度验压力，当额定压Pn>160x105Pa时，Py=1.25Pn；(σ)—缸筒材料许用应力。(σ)=σb/n。4、活塞杆的计算直径强度校核：d≥[4F/π(σ)]1/2d—活塞杆直径；F—液压缸的负载；(σ)—活塞杆材料许用应力，(σ)=σb/n5、液压缸缸筒长度的确定缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于

8、工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。二、液压缸结构设计中的几个基本问题1、液压缸的缓冲液压缸中使用的缓冲装置，常见的有环状间隙式，节流口可调式或外加缓冲回路等。2、液压缸的排气为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。排气塞结构：