液压缸设计说明书.doc

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1、液压缸的设计一、液压缸类型与安装方式的确定当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。因为是活塞式，故用螺纹连接。二、液压缸的结构设计1、缸体与缸的连接缸体与缸的连接形式较多，有拉杆连接、法兰连接、内半环连接、焊接连接、内螺纹连接等。在此选用法兰连接，如下图所示：这种连接结构简单，装拆方便。3、活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接大多采用螺纹连接结构和卡键连接结构。螺纹连接结构形式简单实用，应用较

2、为普遍；卡键连接机构适用于工作压力较大，工作机械振动较大的油缸。因此从多方面的因素考虑选择螺纹连接结构。4、液压缸缸体的安全系数对缸体来说，液压力、机械力和安全系数有关的因素都对缸体有影响。液压缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是强度问题、刚度和定性问题三种形式给表现出来，其中最重要的还是强度问题。要保证缸体的强度，一定要考虑适当的安全系数。三、液压缸的主要技术性能参数的计算13（一）、压力所谓压力，是指作用在单位面积上的负载。从液压原理可知，压力等于负载力与活塞的有效工作面积之比。P=F/A(N/m)式中：F—作用在活塞上的负载力（N）A—活塞的有效工作面积（m

3、）从上述可知，压力值的建立是因为负载力的存在而产生的，在同一个活塞的有效工作面积上，负载越大，所需的压力就越大，活塞产生的作用力就越大。如果活塞的有效工作面积一定，压力越大，活塞产生的作用力就越大。由此可知：1、根据负载力的大小，选择活塞面积合适的液压缸和压力适当的液压泵。2、根据液压泵的压力和负载力，设计和选用合适的液压缸。3、根据液压缸的压力和液压缸的活塞面积，确定负载的重量。在液压系统中，为了便于液压元件和管路的设计选用，往往将压力分级。见下表1.1所示：表1.1压力分级级别低压中压中高压高压超高压压力范围（Mpa）0~2.5>2.5~5>8~16>16~32>3

4、2因本次液压缸的设计要求中已知的公称压力为30Mpa，由表1.1可知，本此液压缸属于高压。（二）、流量所谓流量是指单位时间内液体流过管道某一截面的体积。对液压缸来说，等于液压缸容积与液体充满液压缸所需时间之比。即：q=V/t式中：V—液压缸实际需要的液体体积（L）t—液体压力充满液压缸缸所需的时间（min）（三）、运动速度运动速度是指单位时间内液体流入液压缸推动活塞（或柱塞）移动的距离，运动速度可表示为：v=q/A式中：q—流量（m3/s）A—活塞活塞受力作用面积（m）设计规定快进速度为0.2m/s计算运动速度的意义在于：1、对于运动的速度为主要参数的液压缸，控制流量是

5、十分重要。2、根据液压缸的速度，可以选用流量合适的液压泵。3、根据液压缸的速度，可以确定液压缸的进、出油口的尺寸，注塞杆，活塞和活塞杆的直径。134、利用活塞杆前进和后退的不同速度，可实现液压缸的慢速攻进和快速退回。（四）、速比速比是指液压缸活塞杆往复运动的速度之比，因为速度与活塞的有效工作面积有关，速比也是活塞两侧有效工作面积之比。式中：D—液压缸直径（m）d—活塞杆的直径（m）计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和决定是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成活塞杆太细，稳定性不好。值可根据公称压力表值1.3选定表1.3公称压力与速比值公称压力（M

6、pa）1012.5~2020速比1.331.462（五）、推力和拉力液压油作用在活塞上的液压力，对于双作用单活塞杆液压缸来说，活塞杆伸出时的推力为F：F=A1P106活塞杆缩回时的拉力为F：F=Ax10=（D-d）Px10式中：P—工作压力（Mpa）D—缸筒内径（m）d—活塞杆直径（m）（六）、行程液压缸的活塞行程S，在初步设计时，主要是按实际工作需要长度来考虑。但是，实际需要的工作行程并不一定是液压缸的稳定性所允许的行程，为了计算行程，应首先计算出活塞杆的最大允许计算长度。L=1.01dx10(cm)式中：d—活塞杆直径（cm）P—活塞杆纵向压缩负载（N）n—末端条件

7、系数，可查表求出，依题可知n=1/4n—安全系数，n613根据液压缸的各种安装形式和欧拉公式所确定的活塞杆计算长度及导出行程计算式。一般情况下，液压缸看纵向压缩负载是知道的，有上式即可大概求出液压缸的最大允许行程。设计要求液压缸的行程为300mm。（七）、液压缸的基本参数1.1液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列1.1.1液压缸内径系列（GB/T2348-1993）810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200220（250）（280）320（360）400450500括号内为优先选取尺