液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算

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1、寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 液壓缸工作壓力的確定 液 壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定 缸筒壁厚的確定 液壓缸其它部位尺寸的確定 寶 雞 理 工 學(xué) 校4、2 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓缸的主要尺寸包括： 液壓缸內(nèi)徑D 活塞桿直徑d 液壓缸缸體長(zhǎng)度L 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸工作壓力的確定 見表4、2、1，4、2、2 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定（一）液壓缸內(nèi)徑D （二）活塞桿直徑d 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸內(nèi)徑D 1 根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來確定 2 根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量 來確定 寶 雞 理 工 學(xué) 校根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來

2、確定 以單桿缸為例：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí) D=4F1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有桿腔進(jìn)油時(shí)D=4F2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步選取回油壓力p2=0，則上面兩式簡(jiǎn)化為：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí) D=4F1/p1 有桿腔進(jìn)油時(shí) D=4F2/p1+d2 寶 雞 理 工 學(xué) 校根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度要求和選定液壓泵流量來確定無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)： D=4qv/v1 有桿腔進(jìn)油時(shí)： D=4qv/v1+ d2 計(jì)算所得液壓缸的內(nèi)徑（即活塞直徑）應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 寶 雞 理 工 學(xué) 校（二）活塞桿直徑d 原則：活塞桿直徑可根據(jù)工作壓力或設(shè) 備類型選取液壓缸的往復(fù)速度比 有一定要求時(shí) d = Dv-1/v 計(jì)算

3、所得活塞桿直徑d亦應(yīng)圓整 為標(biāo)準(zhǔn)系列值。 寶 雞 理 工 學(xué) 校（三）液壓缸缸體長(zhǎng)度L 原則：由液壓缸最大行程、活塞寬 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 其它長(zhǎng)度確定, 為減小加工難 度，一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不 應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。 寶 雞 理 工 學(xué) 校三 缸筒壁厚 中低壓系統(tǒng)，無(wú)需校核 確定原則 高壓大直徑時(shí)，必須校核 寶 雞 理 工 學(xué) 校缸筒壁厚校核方法薄壁缸體（無(wú)縫鋼管）: 當(dāng)/ D0.08時(shí) pmaxD/2 厚壁缸體（鑄造缸體）: 當(dāng)/ D=0.080.3時(shí) pmaxD/2.3 -3pmax 當(dāng)/ D0.3時(shí) D/2+ 0.4 py/ -1.3py-1 寶

4、雞 理 工 學(xué) 校液壓缸其它部位尺寸的確定 導(dǎo)向長(zhǎng)度HL/20+D/2 （L為液壓缸最大行程） 活塞寬度B =（0、61、0）D； A =(0.610)D （D80mm） 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A A =(0.61)d （D80mm） 如裝有隔套K時(shí)， C = H -（A+B）/2 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸其它部位尺寸的確定活塞桿長(zhǎng)度由L確定，必要時(shí)需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 當(dāng)液壓缸承受軸向壓縮載荷時(shí)： 若l/d15時(shí)，無(wú)須驗(yàn)算 驗(yàn)算 l/d15時(shí)，可按材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行 寶 雞 理 工 學(xué) 校4、 3 液 壓 缸 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 4、3、1 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例 4、3、2 缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5、寶 雞 理 工 學(xué) 校4、3、1 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù) 寶 雞 理 工 學(xué) 校典型結(jié)構(gòu)缸體組件、活塞組件、密封件、 連接件、緩沖裝置、排氣裝置等。 寶 雞 理 工 學(xué) 校設(shè)計(jì)依據(jù)缸工作壓力、運(yùn)動(dòng)速度、工作條件、加工工藝及拆 裝檢修等。 寶 雞 理 工 學(xué) 校4、3、2 缸體與端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 缸體與端蓋的連接 活塞和活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿頭部的連接 液壓缸的緩沖裝置 液壓缸的排氣裝置 寶 雞 理 工 學(xué) 校缸體與端蓋的連接 法蘭連接 半環(huán)連接 螺紋連接 拉桿連接 焊接連接 寶 雞 理 工 學(xué) 校缸體與端蓋的連接 工作壓力、缸體材料、 工作條件不同 連接形式很多低壓， 鑄鐵缸體，外形尺

6、寸大 寶 雞 理 工 學(xué) 校缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤，較雜。 內(nèi)半環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、裝卸半環(huán)連接 方便（但因缸體上開了環(huán)行槽，強(qiáng)度削弱） 外半環(huán) 內(nèi)螺紋 螺紋連接 重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜， 外螺紋 裝卸不便，需專用工具 焊接連接 寶 雞 理 工 學(xué) 校拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方便，但端蓋體積大，重量也大，拉桿受力后會(huì)拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓. 寶 雞 理 工 學(xué) ?；钊突钊麠U的連接 工作壓力、安裝方式、 工作條件的不同。 活塞組件有多種結(jié)構(gòu)形式。 整體式：常用于小直徑液壓缸， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊， 但損壞后需整體更換 寶 雞 理 工

7、 學(xué) ?；钊突钊麠U的連接焊接式：同上 錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配 簡(jiǎn)單，但承 載能力小。 螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆 方便，但需 防止螺母松動(dòng)。 半環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大 的場(chǎng)合，強(qiáng) 度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 裝拆方便。 寶 雞 理 工 學(xué) ?；钊麠U頭部結(jié)構(gòu)活塞桿：是連接活塞和工作部件的傳 力零件，必須具有足 夠的強(qiáng) 度和剛度，一般用鋼料制成, 且需鍍鉻。 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸的緩沖裝置 必要性緩沖原理緩沖裝置類型 寶 雞 理 工 學(xué) 校緩沖的必要性 在質(zhì)量較大、速度較高(v12m/min）， 由于慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)會(huì)撞 擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴(yán)

8、重影響加工 精度，甚至使液壓缸損壞。 常在大型、高速、或高精度液壓缸中設(shè)置 緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。 寶 雞 理 工 學(xué) 校緩沖原理利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)生阻力，減小速度，避免撞擊。 寶 雞 理 工 學(xué) 校緩沖裝置類型 （1） 圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置 （2） 圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置 （3） 可變節(jié)流槽式緩沖裝置 （4） 可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置 寶 雞 理 工 學(xué) 校液壓缸的排氣裝置 必要性排氣方法 寶 雞 理 工 學(xué) 校排氣的必要性 系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣 使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。 故 必須設(shè)置排氣裝置。 寶 雞 理 工 學(xué) 校排氣方法1 排氣孔 油口設(shè)置在液壓缸最高處 2 排氣塞 象螺釘（如暖氣包上的放氣閥） 3 排氣閥 使液壓缸兩腔經(jīng)該閥與油 箱相通啟動(dòng)時(shí)，擰開排氣 閥使液壓缸空載往復(fù)運(yùn)動(dòng) 幾次即可