液压缸设计计算

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1、第一部分总体计算1、压力油液作用在单位面积上的压强Pa式中：F——作用在活塞上的载荷，NA——活塞的有效工作面积，从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。额定压力（公称压力） PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。最高允许压力，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为：MPa。耐压实验压力，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此

2、压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：MPa。液压缸压力等级见表1。表1液压缸压力等级单位MPa压力范围0～2.5＞2.5～8＞8～16＞16～32＞32级别低压中压中高压高压超高压2、流量单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积：　　　　　　　　L/min由于L则　　L/min　对于单活塞杆液压缸：当活塞杆伸出时　　　　当活塞杆缩回时　　式中：V——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L；t——液压缸活塞一次行程所需的时间，min；D——液压缸缸径，m；d——活塞杆直径，m；——活塞运动速度，m/

3、min。3、速比液压缸活塞往复运动时的速度之比：　　　　　式中：——活塞杆的伸出速度，m/min；——活塞杆的缩回速度，m/min；D——液压缸缸径，m；d——活塞杆直径，m。计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。4、液压缸的理论推力和拉力活塞杆伸出时的理推力：　　　N　　活塞杆缩回时的理论拉力：　N式中：——活塞无杆腔有效面积，；——活塞有杆腔有效面积，；P——工作压力，MPa；D——液压缸缸径，m；d——活塞杆

4、直径，m。5、液压缸的最大允许行程活塞行程S，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出：　　　　　　　　　　mm式中：——活塞杆弯曲失临界压缩力，N；E——材料的弹性模量。钢材的E=2.1X10MPa；I——活塞杆横截面惯性矩，mm；圆截面　。将上式简化后　　　mm　由于旋挖钻机液压缸基本上是一端耳环、一端缸底安装，所以油缸的最大计算长度（安全系数取3）

5、　　　　　　　　　　　　　式中：P——油缸的工作压力；油缸安装形式如图1。图1液压缸安装形式　　　L=行程6、液压缸主要参数A.液压缸产品启动压力起动时，记录下的油缸起动压力为最低起动压力.判断基准起动：压力<0.6MPa。B.内泄漏输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟,测定经活塞泄至未加压腔的泄漏量。C.外泄漏全程往复运行多次,观察焊接各处及活塞杆密封处及各结合面处的漏油、挂油、带油。D.耐压输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟.所有零件均无松动、异常磨损、破坏或永久变形异常现金

6、蝉脱壳的外渗漏现象。E.缓冲调整溢流阀使其试验压力为公称压力的50%，使液压缸作全行程动作，同时，观看缓冲效果和缓冲长度。第二部分缸筒计算1、缸筒结构缸筒结构见表2。表2缸筒结构缸头法兰连接缸头内螺纹连接优点：结构简单，易加工，易拆装。优点：重量轻，外径较小缺点：重量比螺纹连接的大缺点：装卸时要用专用的工具，拧端部时，有可能把O形圈拧扭曲。缸筒跟缸底采用焊接连接2、缸筒材料缸筒材料要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接缸筒还要求有良好的焊接性能，缸筒主要材料有，45、27SiMn。缸筒毛坯采用退火的冷拔或

7、热扎无缝钢管。缸筒材料无缝钢管的机械性能见表3。　　　　　　　　　表3缸筒材料无缝钢管的机械性能材料456103601427SiMn1000850123、缸筒计算缸筒要有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形；有足够的刚度，能承受侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲；内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少。A、缸筒内径当油缸的作用力F(推力、拉力)及工作压力p压力为已知时，则无杆腔的缸筒内径D为　　　　　　　m　有杆腔的缸筒内径D为　　　　　　　　

8、　　m　最后将以上各式所求得的D值，选择其中最大者，圆整到标准值。B、缸筒壁厚　　在不考虑缸筒外径公差余量和腐蚀余量的情况下，缸筒壁厚可按下式计算　m式中：——缸筒内最高工作压力，MPa；——缸筒材料的许用应力，MPa；　最后将以上式所求得的值，圆整到标准值。　对最终采用的缸筒壁厚应作三方面的验算额定工作压力应低于一定的极限值，以保证工作安全：　MPa式中：——缸筒外径；额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生：式中：——