液压油缸计算

液压油缸计算
一 变幅油缸计算 1、油缸的最大工作压力
在最大起重力矩的情况下，单个油缸的最大推力： kN P 2400max = 油缸全伸时长度： mm l 7505max = 油缸全缩时长度： mm l 4165min = 油缸行程： mm L 3340= 油缸内径： mm D 320= 油缸外径： mm D 3561= 活塞杆内径： mm d 2131= 活塞杆外径： mm d 250= 导向套长度： L mm D =200 活塞长度： L mm H =120 油缸的最大工作压力： MPa cm kg D P p 5.30/6.30432
245000442
2
2max ==⨯⨯=⋅⋅=
ππ 2、油缸稳定性验算 活塞杆惯性矩 (
)()444
4
1488.907064
3.2125
64
1cm d d J =-⨯=-=
ππ
活塞杆截面面积 (
)()222
2
125.1344
3.2125
4
cm d d A =-⨯=-=ππ 缸筒的惯性矩 (
)()
444
4
4124.2737264
326
.3564
cm D
D J =-⨯=-=
ππ
缸筒的截面面积
(
)()
222
2
2121.1914
326
.354
cm D D A =-⨯=-=
ππ
细长比
4.913.21254
15.75041222
12=+=+=d d l k l
m n ==85185
根据欧拉公式，液压缸的稳定临界力P K ：
P n EJ
l K =π22
式中符号意义同前,n ——末端条件系数;n =1
工况（I ）：油缸全伸，P=160000kg 时
P n EJ l K =π22
()
2
44
65.7503.212564
101.21-⨯
⨯⨯⨯⨯=
π
ππ
kg 2.333785
= 安全系数 1.2160000
2.333785max ===
P P n K K 油缸满足压杆稳定性要求。

工况（II ）：油缸不全伸（L=700.5cm ），P max =245000kg 时
P n EJ
l K =π22
()
2
44
65
.7003.212564
101.21-⨯
⨯⨯⨯⨯=
π
ππ
kg 2.383135
= 安全系数 56.1245000
2.383135max ===
P P n K K 油缸满足压杆稳定性要求。

3、活塞杆强度验算
液压缸初始挠度值δ0的计算 ()δα0
1
21212
22=
++△△l l al Gl l pl
Cos
式中：△1——活塞杆与导向套的配合间隙； cm 0922.01=△
△2——活塞与缸筒的配合间隙； cm 2289.02=△
l 1——活塞杆头部销孔至导向套中点的距离；l 1=373.5cm l 2——缸底尾部销轴孔至导向套中点的距离；l 2=377cm l ——活塞杆全伸时，液压缸两端销孔间的距离；l=750.5cm
a ——活塞杆全伸时，导抽套滑动面前端到活塞滑动面末端的距离；a=47cm G ——油缸自重；G=1250kg
α——液压缸与水平面的交角； 89=α P ——油缸最大推力；P=160000kg ()δα01
21212
22=++△
△l l al Gl l pl
Cos
()
895
.75016000023775.37312505
.7504723775.3732289.00922.0Cos ⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+=
012.0641.0+= cm 653.0=
液压缸最大挠度δmax 的计算
根据J J 215<，l l 12≠时的最大挠度值计算公式可得： δδmax =
+⎛⎝ ⎫
⎭
⎪⋅0112212l
K t K t l l
式中： 3
6
11max 1109.288
.9070101.2160000-⨯=⨯⨯==
J E P K
3
6
21max 21067.14
.27372101.2160000-⨯=⨯⨯==
J E P K ()()
89.15.373109.23.573.573111=⨯⨯⨯=⋅=-tg l K tg t ()()
73.03771067.13.573.573222=⨯⨯⨯=⋅=-tg l K tg t
33
111053.189.1109.2--⨯=⨯=t K
33
221029.273.01067.1--⨯=⨯=t K
2
1221
10
max l l t K t K ⋅⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+=
δδ
()377
5.3731029.21053.1653
.03
3⨯⨯⨯+⨯=
-- cm x 31021.1-= 活塞杆强度校核
活塞杆在轴向压缩载荷和液压缸自重作用下，最大挠度处()X l =1截面上的合成应力为：
σδω
=
+⋅P A P max
式中：P ——活塞杆最大推力；P kg =122500
δmax ——液压缸最大挠度值；δmax .=0324
cm A ——活塞杆断面面积；A cm =8722. ω——活塞杆断面模数； ()
()
ωππ=
-=
⨯-⨯=D d D
44443220173220
3754.
σδω
=
+⋅P A P max
=+⨯1225008721225000324
3754
... =15102kg cm /
=151MPa 活塞杆采用45＃钢，σS kg cm =30002/
安全系数 n S =
==σσ3000
1510
198. 满足要求。

五 缸筒壁厚验算
缸筒材料为27SiMn,σb kg cm =100002/,取安全系数n =4，则许用应力为： []σσ=
=
==b
n
kg cm MPa 10000
4
25002502/ 油缸的最大工作压力P kg cm MPa ==216521652./. []δσ≥
=⨯⨯=PD cm 2216530
2250
1299.. 油缸的实际壁厚
δ'.=15
cm δδ'> 满足要求。

伸缩机构计算
一 伸缩缸Ⅰ计算
缸径 D=200mm 杆径 d =180mm 全长 L=9500mm ～18100mm 行程 △L=8600mm 油缸最大推力 58×104N 全伸时推力 46×104N 缸 筒 材料 27SiMn ㈠ 重心
总重 G=1400kg L=4871mm ㈡ 强度计算
最大工作压力 ()P F D
MPa ==⨯÷⨯⨯=π24
24
58103142004185.. 缸筒壁厚 δ=10mm
[]σδ==⨯⨯==PD N mm kg mm 2185200210
18518922././
材料27SiMn 的强度极限取σb kg mm =1002/
安全系数为[]n b ===σσ100
189529.
. ㈢ 缸底厚计算
[]
δσ≥0433.max
D
P
缸 径 D=20cm
实验压力 P max =32MPa
缸底材料45＃钢 σb kg mm kg cm ==60600022// 取n=3
则 []σσ=
=b
n
kg cm 20002/
故 δ≥⨯⨯043320320
2000
. =346.cm =35mm ㈣ 缸筒螺纹强度计算
油缸最大实验压力：
P MPa N mm max /==32322 油缸最大推力： F D P =
π
42max
=⨯⨯3144200322.
=⨯10048
106.N =⨯1025105.kg 螺纹处拉应力： ()
()σπ
=
-=⨯⨯-=KF
d d kg cm 4
131025103144
252317681
2
225222...
/ 螺纹处剪应力：
()()τ=-=⨯⨯⨯⨯⨯-=K KFd d d kg cm 11323533
2
0201213102510230225235318....../ σστn kg cm =+=+⨯=33223176835318199352../ 缸盖为45＃钢：
σS kg mm kg cm ==30300022// []σσ=
=
=S
n
kg cm 3000
1520002.
/ []σσn < ㈤ 压杆稳定计算
活塞杆 d=180mm d 1=144mm
()
()J d d cm 141444464
31464
1814430408=
-=
-=π.
..
全伸时，L mm =++=860035547
2
8980 ()
()
P E J L kg K =
=
⨯⨯⨯⨯=⨯πμ211
2
262
531420610304080789815610...
..
()
()A d d cm 12122224314181444
9156=
-=⨯-=π...
i J A ===11304089156576..
. λμλ=
=
⨯=>=L
i 07898
576
10917731.... 全伸时推力：F N kg 全伸=⨯=⨯461046941044. 可行压杆稳定安全系数：
n K =
⨯⨯=15610469410335
4
...
二 伸缩缸Ⅱ计算
缸径 D=200mm 杆径 d =180mm 行程 △L=8600mm
油缸最大推力 92×104N 全伸时推力 42×104N 缸 筒 材料 27SiMn
㈠ 重心
总重 G=1223kg L=4304mm
㈡ 缸筒强度计算 最大工作压力()P F D
MPa =
=⨯÷⨯⨯=π24
24
92103142004293.. 缸筒材料σb kg mm =1002/
壁厚δ=10mm
[]σδ==⨯⨯==PD N mm kg mm 2293200210
29329922././ 安全系数[]n b =
==σσ100299
334.. ㈢ 缸底厚及缸筒处螺纹计算同伸缩缸Ⅰ。

㈣ 压杆稳定比伸缩缸Ⅰ稳定。