液壓缸設(shè)計(jì)11頁(yè)

1、液壓缸設(shè)計(jì)液壓缸一般來(lái)說(shuō)是標(biāo)準(zhǔn)件，但有時(shí)也需要自行設(shè)計(jì)。本節(jié)主要介紹液壓缸主要尺寸的計(jì)算及強(qiáng)度，剛度的驗(yàn)算方法。 液壓缸的設(shè)計(jì)是在對(duì)所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析、負(fù)載計(jì)算和確定了其工作壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑D、缸的長(zhǎng)度L、活塞桿直徑d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來(lái)確定上述參數(shù)。液壓缸工作壓力確定液壓缸要承受的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對(duì)于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓

2、力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型參考表3.2、表3.3來(lái)確定。表3.2 液壓缸的公稱壓力（單位：MPa,GB7938-87）0.631.01.62.54.06.310.016.025.031.540.0表3.3 各類液壓設(shè)備常用的工作壓力(單位：MPa)設(shè)備類型 一般機(jī)床 一般冶金設(shè)備農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械、軋機(jī)壓下、起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力(MPa)16.36.31610162032液壓缸主要尺寸的確定液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d可根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)定，對(duì)單桿缸而言，無(wú)桿腔進(jìn)油并不考慮機(jī)械效率時(shí)，由式（3.4） (3.14)有桿腔進(jìn)油并

3、不考慮機(jī)械效率時(shí)，由式（3.6）可得 (3.15)一般情況下，選取回油背壓 ，這時(shí)，上面兩式便可簡(jiǎn)化，即無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)（3.16）有桿腔進(jìn)油時(shí)： (3.17)式（3.17）中的桿徑d可根據(jù)工作壓力選取，見(jiàn)表3.4；當(dāng)液壓缸的往復(fù)速度比有一定要求時(shí)，由式（3.7）得桿徑為 (3.18)推薦液壓缸的速度比如表3.5所示。表3.4 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力P（MPa）5577推薦活塞桿直徑(0.50.55)D(0.60.7)D0.7D表3.5 液壓缸往復(fù)速度比推薦值液壓缸工作壓力P（MPa）101.252020往復(fù)速度比y1.331.4622計(jì)算所得的液壓缸內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直經(jīng)d應(yīng)圓整為

4、標(biāo)準(zhǔn)系列參見(jiàn)新編液壓工程手冊(cè)。液壓缸的缸筒長(zhǎng)度由活塞最大行程，活塞長(zhǎng)度，活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度，活塞桿密封長(zhǎng)度和特殊要求的長(zhǎng)度確定。其中活塞長(zhǎng)度為（0.61.0）D；導(dǎo)向套長(zhǎng)度為（0.61.5）d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。液壓缸的校核1.缸筒壁厚的驗(yàn)算中、高壓液壓缸一般用無(wú)縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即d/D0.08，此時(shí)，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計(jì)算公式驗(yàn)算缸筒的壁厚，即（3.19）當(dāng)d/D0.3時(shí)，可用下式校核缸筒壁厚 (3.20)當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時(shí)，壁厚由鑄造工藝確定，這時(shí)應(yīng)按厚壁圓筒計(jì)算公式驗(yàn)算壁厚。當(dāng)d/D=0.080.3時(shí)，可用下式校核缸筒的壁厚

5、 (3.21)式中: -缸筒內(nèi)的最高工作壓力 s缸筒材料的許允應(yīng)力2.液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算 活塞桿長(zhǎng)度根據(jù)液壓缸最大行程L而定。對(duì)于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長(zhǎng)度L與其直徑d之比大于15時(shí)，應(yīng)對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，關(guān)于穩(wěn)定性驗(yàn)算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓缸型號(hào)選擇HSG-L-01-D/d100-E2501 HSG-雙作用單桿活塞式液壓缸L-缸蓋連接方式/：L=threaded（bore80）；K=卡鍵式（缸徑80） 01Designingcode D/dboreDia.mm/rodDia.mm 100-Stroke E-Pressuregrade16MPa 2缸頭、缸筒連接

6、方式/End&tubeconnection：1=缸頭耳環(huán)帶襯套/Endandtrunnionwithbushing；2=缸頭恥環(huán)帶關(guān)節(jié)軸承/End,ringwithoscillatingbearings；3=鉸軸/hingeshaft（forcylinderswithbore80卡鍵式連接）；4=端部法蘭/Endflange（forcylinderswithbore80卡鍵式連接/pin&keyconnection）；5=middleflange（forcylindersbore80卡鍵式連接/pin&keyconnection） 5活塞桿端連接方式代號(hào)/Pistonrodconnection

7、code： 1=桿端外螺紋； 2=桿端內(nèi)螺紋（bore63）； 3=桿端外螺紋桿頭耳環(huán)帶襯套;4=桿端內(nèi)螺紋桿頭耳環(huán)帶襯套;（bore63）； 5=桿端外螺紋桿頭耳環(huán)帶關(guān)節(jié)軸承； 6=桿端內(nèi)螺紋桿頭耳環(huán)帶關(guān)節(jié)軸承（bore63）；7=整體式活塞桿耳環(huán)帶襯套（bores=40、50）； 8=整體式活塞桿耳環(huán)帶關(guān)節(jié)軸承（bore=40、50） 0-緩沖部位代號(hào)：0=不帶緩沖；1=兩端帶緩沖；2=缸頭端帶緩沖；3=桿頭端帶緩沖1油口連接方式代號(hào)：1=內(nèi)螺紋L1-活塞桿端連接方式代號(hào)：L1=桿端外螺紋；L2=桿端外螺紋 O工作介質(zhì)代號(hào)：O=機(jī)油、液壓油,；W=高水基（乳化液）(emulsifiedmi

8、xture) 注：型號(hào)說(shuō)明中凡標(biāo)有的目前均按非標(biāo)處理。 Model公稱壓力/Working pressurePMaBore Dia.D(mm)=1.33=1.46=2Minimum StrokeS(mm)=1.46Rod Diameterd(mm) Max. Stroke S(mm) Rod Diameterd(mm) Max. StrokeS(mm)Rod Diameterd(mm) Max. StrokeS(mm)Push（N） Pull（N） HSGL01-40/dE1640203202240025480-2009014020HSGL01-50/dE50254002850032600-3

9、140021550HSGL01-63/dE63325003563045750-4987034480HSGL01-80/dE80406404580055950-4987054980HSGL01-80/dE804064045800-308042054980HSGL01-90/dE9045720509006310804010179070360HSGL01-100/dE100508005510007012004012566087650HSGL01-110/dE1105588063110080132045152050102180HSGL01-125/dE1256310007012509015003519

10、6350134770HSGL01-140/dE140701120801400100168050246300165880HSGL01-150/dE150751200851500105180055282600191850HSGL01-160/dE160801280901600110190045321700219910HSGL01-180/dE1809014501001800125215045407150281500HSGL01-200/dE20010016001102000140240050502660350600HSGL01-220/dE22011017601252200160264060608

11、200411860HSGL01-250/dE25012520001402500180300060785600539100注：1.速比為活塞腔有效面積與活塞桿腔有效面積之比。2.最大行程原則上是：=1.33時(shí)，S=8D；=1.45時(shí)，S=10D；=2時(shí)，S=12D；（D為缸徑）。3.最小行程不包括缸頭、缸筒連接方式為鉸軸及中部法蘭型外形安裝連接尺寸圖（活塞桿端為內(nèi)螺紋連接）Bored=1.33 d=1.46d=2d1RbL6M2L8L5L7L12-M1H11405720 222520or GE20ES2530M161.5303065225M141.51565506825 283230or GE3

12、0ES3540M221.5354065243M181.51575638332 354530or GE30ES3540M271.5404065258M181.515908010240 455540orGE40ES4550M331.5455075 65 300M221.5181109011445 506340orGE40ES4550M362455066 76305 325M221.518-10012750 557050orGE50ES6065M422506072 82340 360M27220-11014055 638050orGE50ES6065M482556077 87360 380M2722

13、0-12515263 709050orGE50ES6065M522606078370M27220-14016870 8010060orGE60ES7075M601.52657085 95405 425M27220-15018075 8510560orGE60ES7075M642707592 102420 440M33222-16019480 9011060orGE60ES7075M6827570100435M33222-18021990 10012570orGE70ES8085M7638589107480M42224-200245100 11014080or GE80ES9095M85395100110510M42224-220273110 12516090or GE90ES100105M953105110120560M42224-250299125 170180100or GE100ES110120M1053115122135614M42225-BoreL15L16L12L17345H3L22n-6L33L