70MN锻造水压机液压缸的设计计算
液压缸设计计算范文
液压缸设计计算范文液压缸是一种利用液压力来产生线性运动的设备。
液压缸的设计计算是指在给定工作条件下，根据液压系统参数及工作要求，计算液压缸的尺寸、力学参数、压力等重要参数，以确保液压缸能够正常工作。
1.功率计算：根据所需的输出力和速度，计算液压缸的功率要求。
功率可以通过公式P=F×V/1000来计算，其中P表示功率，F表示输出力，V表示速度。
2.液压力计算：根据所需的输出力，计算液压压力的大小。
液压力可以通过公式P=F/A来计算，其中P表示液压力，F表示输出力，A表示活塞面积。
3.活塞面积计算：根据所需的液压力，计算活塞的面积。
活塞面积可以通过公式A=F/P来计算，其中A表示活塞面积，F表示输出力，P表示液压力。
4. 活塞直径计算：根据所需的活塞面积，计算活塞的直径。
活塞直径可以通过公式D= 2 × sqrt(A/π)来计算，其中D表示活塞直径，A表示活塞面积，π表示圆周率。
5.液压缸行程计算：根据工作要求和装置的限制条件，计算液压缸的最大行程。
行程可以通过设备的限制条件来确定，如设备的尺寸、行程限制等。
6.液压缸稳定性计算：根据液压缸的结构和工作要求，计算液压缸的稳定性。
稳定性计算包括校核液压缸的抗屈曲、抗剪切等能力，以确保液压缸在工作中不发生变形或破坏。
7.寿命计算：根据液压缸的设计参数和工作条件，计算液压缸的寿命。
寿命计算包括根据液压缸的设计寿命和使用条件，计算液压缸的可靠性和寿命预测。
在进行液压缸设计计算时，需要考虑以下几个重要因素：1.工作条件：包括工作压力、工作温度、介质类型等。
2.力学要求：包括输出力、速度、行程等。
3.设备限制：包括装置的尺寸、行程限制等。
4.安全要求：包括液压缸的稳定性、可靠性等。
在进行液压缸设计计算时，需要根据实际情况进行具体分析。
一般来说，液压缸的设计计算是一个复杂的工作，需要涉及力学、流体力学、材料力学等多个学科的知识，并以此为基础进行具体计算。
液压缸压力计算公式及单位
液压缸压力计算公式及单位好嘞，以下是为您生成的文章：在咱们机械领域里，液压缸可是个相当重要的角色。
要说这液压缸的压力计算，那可得好好唠唠。
先来说说液压缸压力的计算公式，其实就是 P = F / A 。
这里的 P 代表压力，F 是施加在液压缸上的力，A 呢就是液压缸活塞的有效面积。
这就好比你用手推一个箱子，你使的劲越大（F 越大），箱子的接触面越小（A 越小），那作用在箱子上的压力就越大。
我记得有一次，在工厂实习的时候，师傅让我计算一个液压缸的压力。
那个液压缸是用来吊起一些大型的钢材构件的。
我当时心里还有点小紧张，拿着笔和纸，认真地测量着各项数据。
我先测量了吊起钢材构件的力，好家伙，那可真是费了好大的劲，用了好几种测量工具，才得出一个比较准确的数据。
然后又去测量了液压缸活塞的面积，这可不能马虎，一点点的误差都可能导致计算结果的偏差。
经过一番努力，终于把数据都测量好了，开始套用公式计算。
可算的时候，我心里那个忐忑啊，就怕算错了。
结果出来后，我反复检查了好几遍，才交给师傅。
师傅看了看，点了点头，说：“不错，算对了，继续努力！”那一刻，我心里别提多高兴了，感觉自己的努力没有白费。
咱们再来说说压力的单位。
常见的压力单位有帕斯卡（Pa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）等等。
这就好像咱们买东西用的元、角、分一样，不同的场合用不同的单位。
比如说，一般小一点的压力，咱们就用帕斯卡；要是压力比较大，像液压缸这种能承受大力的，就常用兆帕。
比如说，汽车的液压制动系统，里面的液压缸压力就不是很大，可能用千帕来表示就比较合适。
而像大型起重机的液压缸，那压力可就大了去了，就得用兆帕来衡量。
在实际应用中，准确计算液压缸的压力非常重要。
如果压力计算不准确，可能会导致设备无法正常工作，甚至出现安全事故。
这可不是闹着玩的！所以，咱们在计算的时候，一定要认真仔细，不能有半点马虎。
总之，液压缸压力的计算和单位虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了方法，多实践，多积累经验，就一定能轻松应对。
液压缸的设计计算
液压缸的设计计算液压缸设计计算是液压系统设计的关键部分之一，液压缸通过液压油的压力作用，将液压能转化为机械能。
液压缸的设计需要考虑液压缸的工作条件、负载要求、速度要求等多个因素。
下面是液压缸设计计算的一些关键要点。
液压缸设计前需要明确以下几个参数：（1）负载：液压缸要承受的最大负载。
（2）行程：液压缸的活塞行程，即活塞从一个极限位置到另一个极限位置的移动距离。
（3）速度：液压缸的移动速度要求。
（4）传动方式：液压缸的传动方式有单杆式和双杆式，单杆式主要用于简单操作，而双杆式适用于更复杂的应用场景。
（5）工作压力：液压缸的额定工作压力，一般由液压系统的工作压力决定。
在设计液压缸时，需要进行以下计算和选型：（1）工作压力的计算：根据液压缸所需承受的最大负载和速度要求，计算出液压缸所需的工作压力。
工作压力计算公式为：工作压力=功率÷斜杠(活塞面积×张角因数)活塞面积=π×活塞直径²÷4张角因数根据活塞材料和工作环境选取合适的值。
（2）液压缸尺寸的计算：根据所需承受的最大负载和工作压力，计算出液压缸的尺寸。
液压缸尺寸计算公式为：活塞面积=承受的负载÷工作压力活塞直径=(4×活塞面积÷π)^0.5根据液压缸的类型和具体要求，还需要进行一些其他计算，如活塞杆直径、带式液压缸的带宽和带材厚度的计算等。
（3）液压缸速度的计算：根据液压缸的移动速度要求，结合液压缸的流量特性和阀门的流量系数等参数，计算出所需的液压缸速度。
液压缸速度计算公式为：流量=活塞面积×速度速度=流量÷活塞面积其中，流量需要根据阀门流量系数、压差等因素计算得出。
为了确保液压缸的工作效果和可靠性，设计时还需要考虑液压缸的密封性、液压阀的选型、活塞材料的选择和润滑等方面的计算和选型。
总结起来，液压缸的设计计算包括工作压力的计算、液压缸尺寸的计算以及液压缸速度的计算等。
液压油缸压力计算公式液压油缸设计计算公式
液压油缸压力计算公式液压油缸设计计算公式液压油缸（也称为液压缸）是将液压能转化为机械能的设备，它是液压系统中的关键组成部分。
在液压系统中，通过在液压缸两端施加不同的压力，使活塞在缸内运动，从而实现工作负载的移动、提升或压缩等操作。
液压油缸的设计计算需要考虑以下几个因素：负载大小、工作压力、缸径、活塞杆直径、活塞杆材料、油缸结构等。
下面是一般液压油缸设计计算的几个常用公式。
1.计算液压油缸的工作面积：液压油缸的工作面积可以根据液压系统的要求和负载大小来确定。
工作面积的计算公式如下：A=F/P其中，A表示油缸的工作面积，F表示需要承载的负载，P表示液压系统中的工作压力。
2.计算液压油缸的压力：液压油缸的压力可以根据所施加的负载和工作面积来确定。
压力的计算公式如下：P=F/A其中，P表示液压油缸的工作压力，F表示需要承载的负载，A表示油缸的工作面积。
3.计算液压油缸的活塞杆材料选取：液压油缸的活塞杆材料需要根据所承载负载和工作压力来选择，以满足强度和刚度的要求。
常见的活塞杆材料有碳钢、不锈钢、铬钼合金钢等。
一般用弯曲应力公式进行计算，考虑到材料的抗弯刚度，活塞杆的直径可以根据以下公式得到：d=((32*M*L)/(π*σ))^(1/3)其中，d表示活塞杆的直径，M表示活塞杆所承受的最大弯矩，L表示活塞杆的长度，σ表示选定材料的抗弯应力。
4.计算液压油缸的活塞直径：液压油缸的活塞直径可以通过活塞面积和活塞杆直径计算得到。
计算公式如下：D=(4*A)/(π*d^2)其中，D表示液压油缸的活塞直径，A表示油缸的工作面积，d表示活塞杆的直径。
5.计算液压油缸的油缸容积：液压油缸的油缸容积可以通过活塞面积和活塞行程来计算。
计算公式如下：V=A*l其中，V表示油缸的容积，A表示油缸的工作面积，l表示活塞的行程。
通过上述公式的计算，可以得到液压油缸的设计参数，从而满足液压系统的工作要求。
需要注意的是，在实际设计过程中，还应该考虑其他因素，如密封结构、摩擦损失、液压系统的动态响应等，以确保液压油缸的安全可靠运行。
液压的缸设计计算
第一局部 总体计算1、 压力油液作用在单位面积上的压强AFP = Pa式中：F ——作用在活塞上的载荷，N A ——活塞的有效工作面积，2m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，克制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 P max ，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：P P 5.1max ≤ MPa 。
耐压实验压力P r ，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。
通常规定为：PN P r 5.1≤ MPa 。
液压缸压力等级见表1。
2、 流量单位时间油液通过缸筒有效截面的体积：tVQ = L/min由于310⨯=At Vν L 则 32104⨯==νπνD A Q L/min对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时32104⨯=νπD Q当活塞杆缩回时 32210)(4⨯-=νπd D Q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 ； ν——活塞运动速度，m/min 。
3、速比液压缸活塞往复运动时的速度之比： 式中：1v ——活塞杆的伸出速度，m/min ； 2v ——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： 6261110410⨯=⨯=p D p A F πN活塞杆缩回时的理论拉力： 62262210)(410⨯-=⨯=p d D p F F πN式中：1A ——活塞无杆腔有效面积，2m ； 2A ——活塞有杆腔有效面积，2m ；P ——工作压力，MPa ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。
液压缸的设计和计算
液压缸设计和计算液压缸的设计和计算液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分,它是在对整个系统进行了工况分析,编制了负载图,选定了工作压力之后进行的; 一、设计依据：1了解和掌握液压缸在机械上的用途和动作要求；2了解液压缸的工作条件；3了解外部负载情况；4了解液压缸的最大行程,运动速度或时间,安装空间所允许的外形尺寸以及缸本身的动作；5设计已知液压系统的液压缸,应了解液压系统中液压泵的工作压力和流量的大小、管路的通径和布置情况、各液压阀的控制情况;6了解有关国家标准、技术规范及参考资料;二、设计原则：1保证缸运动的出力、速度和行程；2保证刚没各零部件有足够的强度、刚度和耐用性；3保证以上两个条件的前提下,尽量减小缸的外形尺寸；4在保证刚性能的前提下,尽量减少零件数量,简化结构；5要尽量避免缸承受横向负载,活塞杆工作时最好承受拉力,以免产生纵向弯曲；6缸的安装形式和活塞杆头部与外部负载的连接形式要合理,尽量减小活塞杆伸出后的有效安装长度,增加缸的稳定性；三、设计步骤：1根据设计依据,初步确定设计档案,会同有关人员进行技术经济分析；2对缸进行受力分析,选择液压缸的类型和各部分结构形式；3确定液压缸的工作参数和结构尺寸；4结构强度、刚度的计算和校核；5根据运动速度、工作出力和活塞直径,确定泵的压力和流量；6审定全部设计计算资料,进行修改补充；7导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计；8绘制装配图、零件图、编写设计说明书;四、液压缸设计中应注意的问题液压缸的设计和使用正确与否,直接影响到它的性能和是否易于发生故障;所以,在设计液压缸时,必须注意以下几点:1、尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在受压状态下具有良好的稳定性;2、考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题;3、正确确定液压缸的安装、固定方式;4、液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便;5、在保证能满足运动行程和负载力的条件下,应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺寸;6、要保证密封可靠,防尘良好;五、计算液压缸的结构尺寸1、缸筒内径D 根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比,求得液压缸的有效工作面积,从而得到缸筒内径D,再从GB2348-80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径;液压缸的有效工作面积为…… 24D p F A π== 以无杆腔作工作腔时………… p FD π4=以有杆腔作工作腔时………… 24d p F D +=π 2、活塞杆外径d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择,然后再校核其结构强度和稳定性;若速度比为v λ,则 vv Dd λλ1-= 也可根据活塞杆受力状况来确定:受拉力作用时,d =～; 受压力作用时,则有3、缸筒长度L 缸筒长度L 由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定,即：l —— 活塞的最大工作行程；B —— 活塞宽度,一般为～1D ；A —— 活塞杆导向长度,取～D ；M —— 活塞杆密封长度,由密封方式定；C —— 其他长度; 注意：从制造工艺考虑,缸筒的长度最好不超过其内径的20倍;六、强度校核对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径,在高压系统中必须进行强度校核;1、缸筒壁厚校核δ 缸筒壁厚校核分薄壁和厚壁两种情况;当D/δ≥10时为薄壁,壁厚按下式进行校核：δ≥δδδ2[δ]当D/δ＜10时为厚壁,壁厚按下式进行校核：δ≥δ2(√[δ]+0.4δδ[δ]−1.3δδ−1)pt ——缸筒试验压力,随缸的额定压力的不同取不同的值D ——缸筒内径σ——缸筒材料许用应力2、活塞杆直径校核活塞杆的直径d按下式进行校核：3、液压缸盖固定螺栓直径校核液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：F ——液压缸负载k ——螺纹拧紧系数～Z ——固定螺栓个数σ——螺栓材料许用应力七、液压缸稳定性校核活塞杆轴向受压时,其直径d一般不小于长度L的1/15;当L/d≥15时,须进行稳定性校核,应使活塞杆承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk ,以免发生纵向弯曲,破坏液压缸的正常工作;Fk 的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及缸的安装方式等因素有关,验算可按材料力学有关公式进行;• 当活塞杆细长比 21/ψψ>k r l 时,则• 当活塞杆细长比21/ψψ≤k r l 且120~2021=ψψl -- 安装长度,其值与安装方式有关；Ψ1 -- 柔性系数,对钢取Ψ1=85；Ψ2 -- 末端系数,由液压缸支承方式决定；E -- 活塞杆材料的弹性模量,对钢取E=× 1011Pa ；J -- 活塞杆横截面惯性矩；A -- 活塞杆横截面面积；f -- 由材料强度决定的实验数值,对钢取f=×108 N ／m2； α--系数,对钢取α=1/5000;rk --活塞杆横截面的最小回转半径；八、缓冲计算液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力,以便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求;液压缸在缓冲时,缓冲腔内产生的液压能E 1和工作部件产生的机械能E 2分别为：当E 1=E 2时,工作部件的机械能全部被缓冲腔液体所吸收,则有九、油缸的试验1.油缸试验压力,低于16MPa乘以工作压力的,高于16乘以工作压力的;2.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的最低工作压力,它是反映液压缸零件制造和装配精度以及密封摩擦力大小的综合指标；3.最低稳定速度：是指液压缸在满负荷运动时没有爬行现象的最低运动速度,它没有统一指标,承担不同工作的液压缸,对最低稳定速度要求也不相同;4.内部泄漏：液压缸内部泄漏会降低容积效率,加剧油液的温升,影响液压缸的定位精度,使液压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置;。
液压缸设计计算实例
液压缸设计计算实例液压缸是一种常用于工业设备中的液压传动装置，主要由一个活塞、一个油缸和两个密封件组成。
它通过液压力将活塞推动，从而实现各种机械运动或工艺过程。
液压缸的设计计算主要包括以下几个方面：液压缸的尺寸计算、密封件的设计和选择、液压缸的工作压力计算、液压缸的材料和结构设计。
下面以液压缸在机械设备中的应用为例，进行设计计算。
液压缸的油缸内径可以根据活塞面积计算得到，油缸内径=2×√(A/π)=2×√(0.04/π)≈0.36m。
为了方便选用标准化油缸，取油缸内径为0.35m。
根据液压缸的工作行程和速度，可以计算出整个工作周期的时间 t=行程/速度=1000mm/0.5m/s=2000s。
液压缸的密封件设计和选择也是重要的一步。
常见的密封元件有油封、活塞密封圈和导向环等。
根据液压缸的工作压力和速度，可以选择适用的密封件类型和尺寸，确保密封性能以及使用寿命。
液压缸的工作压力计算也是必要的。
液压缸工作时，会受到工作压力的作用，为了保证液压缸的安全性和可靠性，需要计算液压缸允许的最大工作压力。
液压缸的最大工作压力一般按照材料、工艺和安全要求确定，常用的安全系数为2倍。
根据工作压力和安全系数，可以计算出液压缸最大允许工作压力为12.5MPa×2=25MPa。
液压缸的材料和结构设计也需要考虑。
液压缸常用的材料有铸铁、铝合金和不锈钢等，根据具体的应用场景和要求选择适合的材料。
液压缸的结构设计包括油缸壁厚、密封件槽设计、支撑结构等，需要根据实际情况和安全性要求进行设计。
综上所述，液压缸设计计算涉及液压缸的尺寸计算、密封件的设计和选择、液压缸的工作压力计算、液压缸的材料和结构设计等方面。
通过合理计算和选取，可以设计出安全可靠的液压缸，满足机械设备的工作需求。
液压机油缸设计计算公式
液压机油缸设计计算公式
1.计算油缸内径
油缸内径的计算一般可以根据工作压力、输出力和油液作用面积来确定。
常用的计算公式如下：
S=F/P
其中，S为油液作用面积，F为输出力，P为工作压力。
2.计算油缸工作压力
油缸的工作压力可以根据系统所需的输出力和油缸的有效面积来计算。
常用的计算公式如下：
P=F/S
其中，P为工作压力，F为输出力，S为油缸的有效面积。
3.计算油缸的输出力
油缸的输出力可以根据工作压力和油缸的有效面积来计算。
常用的计
算公式如下：
F=P*S
其中，F为输出力，P为工作压力，S为油缸的有效面积。
4.计算油缸的速度
油缸的速度可以根据流量和油缸的有效截面积来计算。
常用的计算公
式如下：
Q=A*V
其中，Q为流量，A为油缸的有效截面积，V为油缸的速度。
除了以上的计算公式外，液压机油缸的设计还需要考虑油缸的结构形式、工作环境、密封性能、轴向稳定性等因素，这些因素会直接影响油缸的性能和使用寿命。
因此，设计液压机油缸时需要综合考虑以上因素，并根据具体的应用要求进行合理的选择和优化。
综上所述，液压机油缸设计计算公式是制定液压机油缸尺寸和参数的重要依据，通过合理的计算和选择，可以确保液压机油缸的性能和使用寿命，从而实现液压系统的稳定运行和高效工作。
液压缸设计计算
液压缸设计计算第四章液压缸的设计计算在上一章的液压系统设计中，已经计算了液压缸的主要结构尺寸。
本章继续设计和计算液压缸的其他主要尺寸和结构。
液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。
因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制工况图，选定系统的工作压力(详见第三章)，然后根据使用要求进行结构设计。
本章只对抬升缸做上述设计计算。
4.1计算液压缸的结构尺寸液压缸有三个主要结构尺寸：缸内径D、活塞杆外径D和缸长L。
缸筒内径D和活塞杆外径已在前一章计算过，此处省略。
D-80缸筒内径？活塞杆外径d―45?(详见第三章)4.1.1缸筒长度l气缸长度由最大工作行程长度加上各种结构要求决定，即：l=l+b+a+m+c(4-1)式中:l―活塞的最大工作行程;l=450?B——活塞宽度，一般为（0.6-1）d；取B=1×80=80？A——活塞杆导向长度，取（0.6-1.5）d；取a=1×80=80？M——活塞杆的密封长度，由密封方法确定；C——其他长度，取C=35？故缸筒长度为:l=80+35+450+80+15=660?4.2.2.最小导向长度的确定当活塞杆完全伸出时，从活塞支承面的中点到导向套滑动面的中点的距离称为最小导向长度H（如图4-1所示）。
如果导轨长度太小，会增加液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度），影响液压缸的稳定性。
因此，在设计中必须保证最小导轨长度。
图4-1油缸导轨长度对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式:h?l/20+d/2(4-2)式中：L——液压缸最大工作行程（m）；l=0.45米d―缸筒内径(m)，d=0.08m。
故最小导向长度h?62.5?4.2.液压缸主要零部件设计4.2.1缸筒1.缸筒结构筒体与缸盖采用法兰连接，结构简单，加工容易，装卸方便；缺点是重量大于螺纹连接，但小于拉杆连接；外径很大。
液压缸缸体长度的计算公式
液压缸缸体长度的计算公式
液压缸缸体长度的计算公式是根据液压系统中的工作压力、缸体直径和活塞杆长度来确定的。
液压缸是一种用液压力驱动的推拉装置，广泛应用于各种工程和机械设备中。
液压缸的缸体长度计算公式如下：
缸体长度 = 活塞杆长度 + 2 ×缸体壁厚
其中，活塞杆长度指的是液压缸活塞杆的长度，缸体壁厚是液压缸缸体壁的厚度，通常为设计要求的一小部分。
这个公式的基本原理是根据液压系统的工作压力和活塞杆的长度确定液压缸的推力需求，然后根据推力需求确定缸体的尺寸。
活塞杆长度是由液压缸的应用需求和操作环境决定的；缸体壁厚是为了保证液压缸的结构强度和安全性而设计的。
在实际应用中，还需考虑液压缸的材质和制造工艺，以及缸体与其他部件的连接方式，从而综合考虑各种因素来确定液压缸的合适长度。
此外，还需进行合理的安全余量设计，以确保液压缸在工作过程中的稳定性和可靠性。
总之，液压缸缸体长度的计算公式是基于液压系统的工作压力、活塞杆长度和缸体壁厚来确定的。
这个公式可以为液压缸的设计和制造提供参考，并确保液压缸在工作过程中具备所需的推拉能力和结构强度。
液压缸的设计与计算
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设计依据
缸工作压力、运动速度、工作条件、 加工工艺及拆 装检修等。
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4、3、2 缸体与端盖的结构设计
缸体与端盖的连接 活塞和活塞杆结构 活塞杆头部的连接 液压缸的缓冲装置 液压缸的排气装置
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缸体与端盖的连接
法兰连接 半环连接 螺纹连接 拉杆连接 焊接连接
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当液压缸承受轴向压缩载荷时：
若l/d≤15时，无须验算
验算 l/d≥15时，可按材料力学有关公式进行
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4、3 液压缸结构设计
4、3、1 液压缸的典型结构举例 4、3、2 缸体与端盖的结构设计
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4、3、1 液压缸的典型结构举例
典型结构 设计依据
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典型结构
缸体组件、活塞组件、密封件、 连接件、缓冲装置、排气装置等。
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缸筒壁厚δ校核方法
薄壁缸体（无缝钢管）: 当δ/ D≤0.08时
厚壁缸体（铸造缸体）:
δ≥pmaxD/2[б]
当δ/ D=0.08——0.3时
δ≥pmaxD/2.3 [б]-3pmax 当δ/ D≥0.3时
δ≥D/2[√[б]+ 0.4 py/[б] -1.3py-1]
精选ppt
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液压缸其它部位尺寸的确定
外螺纹 装卸不便，需专用工具
焊接连接
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拉杆连接
通用性好，缸体加工方便，装拆方
便，但端盖体积大，重量也大，拉 杆受力后会拉伸变形，影响端部密
封效果，只适精选于p低pt 压.
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活塞和活塞杆的连接
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档液压缸（油缸）设计步骤：1.确定液压缸的工作参数：包括工作压力、负荷要求、行程长度、作用力、运动速度等。
这些参数可以根据设备的应用需求来确定。
2.选择液压缸的类型：有单作用和双作用两种，单作用液压缸只能在一个方向上产生推或拉力，而双作用液压缸可以在两个方向上产生推拉力。
3.计算活塞直径和活塞杆直径：活塞直径和活塞杆直径是根据负荷要求和工作压力来计算的。
一般来说，活塞直径越大，液压缸的承载能力越大，但也会增加摩擦阻力和油液消耗量。
4.确定液压缸筒体和活塞杆材料：根据工作环境的要求和负荷的性质选择合适的材料，一般常用的材料有铸铁、钢等。
5.完成液压缸内部部件的设计：包括密封件、液压缸密封结构、液压缸的阻尼装置等。
密封结构的设计需要考虑到液压缸的工作环境和工作温度。
6.进行液压缸的强度计算：计算液压缸各个部件的强度，包括活塞杆、筒体和密封结构等。
强度计算需要考虑到工作压力和作用力等参数。
7.进行液压缸的动态计算：根据液压缸的运动速度和所需的加速度等参数，进行液压缸的动态计算。
1.计算缸体容积：液压缸的容积可以通过下式计算得到：V=π/4*D^2*L其中，V为缸体容积，D为活塞直径，L为活塞行程长度。
2.计算活塞面积：根据活塞直径计算活塞面积，可以通过下式计算得到：A=π/4*D^2其中，A为活塞面积，D为活塞直径。
3.计算活塞杆面积：根据活塞杆直径计算活塞杆面积，可以通过下式计算得到：A'=π/4*D'^2其中，A'为活塞杆面积，D'为活塞杆直径。
4.计算推力：根据工作压力和活塞面积计算液压缸的推力，可以通过下式计算得到：F=P*A其中，F为液压缸的推力，P为工作压力，A为活塞面积。
5.计算液压缸的速度：液压缸的速度可以通过可控阀门来调节，一般使用油流量来计算液压缸的速度，可以通过下式计算得到：V=Q/A其中，V为液压缸的速度，Q为油流量，A为活塞面积。
油缸设计计算公式
油缸设计计算公式油缸是一种用来储存液体或气体的容器，它的设计计算需要考虑容量、尺寸、材料强度和结构等因素。
以下是油缸设计计算公式的详细介绍。
1.容量计算公式油缸的容量是指其可容纳的液体或气体的体积大小。
常见的容量单位包括升（L），立方米（m³）和加仑（gallon）。
容量计算公式可以根据油缸的形状来确定。
-圆柱形油缸的容量计算公式如下：V=π*r²*h-球形油缸的容量计算公式如下：V=4/3*π*r³其中，r表示球形油缸的半径。
2.尺寸计算公式油缸的尺寸是指其长度、宽度和高度等几何参数。
尺寸计算公式根据油缸形状的不同而有所不同。
-圆柱形油缸的尺寸计算公式如下：A=π*r²P=2*π*rV=A*h其中，A表示底部圆的面积，P表示底部圆的周长，V表示容量，r表示底部圆的半径，h表示油缸的高度。
-矩形油缸的尺寸计算公式如下：A=l*wP=2*(l+w)V=A*h其中，A表示底部矩形的面积，P表示底部矩形的周长，V表示容量，l表示底部矩形的长度，w表示底部矩形的宽度，h表示油缸的高度。
3.材料强度计算公式油缸的设计需要满足一定的材料强度要求，以确保其能够承受内部液体或气体的压力。
材料强度计算需要考虑油缸的形状、尺寸和材料的特性。
-圆柱形油缸的材料强度计算公式如下：σ=P/(2*t)其中，σ表示油缸的应力，P表示油缸的内压力，t表示油缸壁厚度。
-球形油缸的材料强度计算公式如下：σ=P*r/(2*t)其中，σ表示油缸的应力，P表示油缸的内压力，r表示球形油缸的半径，t表示油缸壁厚度。
4.结构计算公式油缸的结构计算公式用于判断其是否能够满足稳定性和安全性要求。
结构计算需要考虑油缸的形状、尺寸和连接方式等因素。
-圆柱形油缸的结构计算公式如下：I=(π*r⁴)/4S=I/(r+t)其中，I表示油缸的惯性矩，S表示油缸的截面模数，r表示油缸底部圆的半径，t表示油缸壁厚度。
-球形油缸的结构计算公式如下：I=(π*r⁴)/2S=I/r其中，I表示油缸的惯性矩，S表示油缸的截面模数，r表示球形油缸的半径。
液压缸计算
( p1 p2 ) ( p1 p2 )
p2=0
D 4F1
4q
v1 D2
p1
D 4q
v1
D 4F2 d 2
v1
4q (D2
d
2)
p1
D 4q d 2
v2
(2)活塞杆直经d 往返速度有一定要求的情况
速度比
v
v2 v1
D2 D2 d2
关于稳定性验算的内容可查阅液压设计手册。
二、气缸的工作特性
气缸在工作时的输出p 力、缸内压力、气缸速度
等指标的变化状况。
p1
（一）气缸的压力特性 气缸内压力变化的情况
启动压力
差
气缸负载压力差
两腔压力差超过启
p2
动压差，开始运动，
换向阀切换到气缸启 动需要一段时间。
主阀切 换
启动
行程开始 行程中段
py—试验压力 缸筒的额定压力pn≤16MPa
Pn>16MPa [] —— 缸筒材料的许允应力
py=1.5pn py=1.5pn
D/ <10
D ( [ ] 0.4 py 1) 2 [ ] 1.3 py
(四) 液压缸稳定性验算
活塞杆长度根据液压缸最大行程L而定。对于 工作行程中受压的活塞杆，当活塞杆长度L与其直 径d之比大于15时，应对活塞杆进行稳定性验算。
(一)主要尺寸的确定 (1)液压缸内径D
根据最大总负载和选取的工作压力来定
执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定 双杆式活塞缸 单杆式活塞缸
双杆式活塞缸
F
4
(D2
液压缸的设计计算
液压缸的设计计算?作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。
由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。
3.1设计内容液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。
其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。
3.2液压缸的类型及安装方式选择液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。
为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。
液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。
而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。
缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。
前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。
因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。
但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。
如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。
（2）焊接型液压缸缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。
焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。
但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。
液压缸设计计算
第一部分总体计算1、 压力油液作用在单位面积上的压强AFP = Pa式中：F ——作用在活塞上的载荷，N A ——活塞的有效工作面积，2m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 P max ，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：P P 5.1max ≤ MPa 。
耐压实验压力P r ，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。
通常规定为：PN P r 5.1≤ MPa 。
液压缸压力等级见表1。
2、 流量单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积：tVQ = L/min由于310⨯=At Vν L 则 32104⨯==νπνD A Q L/min对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时32104⨯=νπD Q当活塞杆缩回时 32210)(4⨯-=νπd D Q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 ； ν——活塞运动速度，m/min 。
3、速比液压缸活塞往复运动时的速度之比：22212dD D v v -==ϕ 式中：1v ——活塞杆的伸出速度，m/min ； 2v ——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： 6261110410⨯=⨯=p D p A F πN活塞杆缩回时的理论拉力： 62262210)(410⨯-=⨯=p d D p F F πN式中：1A ——活塞无杆腔有效面积，2m ；2A ——活塞有杆腔有效面积，2m ；P ——工作压力，MPa ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。
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主缸的结构设计采用三缸分级压力,主缸30MN ，侧缸每个20MN 。
柱塞尺寸的确定：z D =0232.1105.3610304466=⨯⨯⨯⨯=ππp P m ，取1100=z D mm （主缸活塞直径）c D =698.0105.3610204466=⨯⨯⨯⨯=ππp P m ，取 710=c D mm （侧缸活塞直径）70MN 锻造水压机主要技术参数压机结构形式：三梁四柱预应力组合上传动式； 传动形式：油泵直传； 介质压力：36.5MPa ； 公称压力：70MN ；压力分级：20MN/40MN/60MN(墩粗70MN) 回程力：6.4MN ；活动横梁行程：2500mm ；最大净空距(开启高度)：6000mm ； 锻造偏心距：200mm ×200mm ； 活动横梁速度： 下降：300mm/s ；工作：75～100mm/s(60MN)；60mm/s(70MN) 回程：300mm/s 工作台尺寸：3400×9000mm ； 工作台行程：左右各6000mm ； 移动工作台速度：150～200mm/s 移动工作台承重：≤170T 立柱中心距：5200×2300mm ；此时，第一级压力为6695.344121==P p D z πMN ， 第二级压力为MNp D p D z c 1132.496695.344437.144141222=+=+=P ππ 第三级压力为5569.636695.348874.284142222=+=+=P p D p D z c ππMN 主缸内径1110101100211=+=∆+==t D r D z mm ，即555211101==r mm 工作缸材料选择为20MnMo，许用应力[]σ取110～150Mpa(MPa MPa s b 372350,570 ==σσ)，根据强度公式可以得到 主工作缸的外径：[][]pr r D 322122-==σσ（[]σ=110 Mpa ），08.17022=D mm ，取1802=D mm ，即900218002==r mm 34512=-=r r δmm ，690~5.517345)2~5.1()2~5.1(=⨯==δt mm ，取600=t mm690~5.517345)2~5.1()2~5.1(=⨯===δh mm ，取600=h mm ， 2225554.04.011=⨯==r R mm ，75.39615.11==δδmm ，25.86~75.51)25.0~15.0(==δR mm ，取70=R mm ，5.5175.1==δL mm ，︒︒=15~101a ，取︒10筒壁部分：最大应力点在缸筒内壁，计算当量应力为01.102105.36555900900336222212222max=⨯⨯-⨯=⨯-=p r r r σMPa 570≥b σMPa 372≥s σMpa安全系数为6467.301.102372==s n又因为最低安全系数38.3][==σσss n ，所以，安全。
缸底部分：11101=D mm ，300=v mm/s 18=m/min ，5.40=v mm/s缸底进水孔直径：6.2885.418111013.013.0010=⨯⨯==v v D d mm ，取300mm 缸底因开孔而引入的削弱系数7297.01110300111022101=-=-=r d r ϕ 根据第三强度理论，最大当量应力为099.326007297.05555.3675.075.022221=⨯⨯⨯=⨯=t pr ϕσMPa<110MPa=[]σ，安全。
法兰部分：法兰最大外径：[]2'24r Fr g +≥σπ[]24.99412'221=+=r p D gσπcm ，其中9702'2=+=R r r mm ，[]MPa g80=σ，4r 取100cm法兰壁厚验算()[]()38.010803.011.111.1105.3611.1433.0d D pD D 433.0660111＝＝⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=g h σm ，故取600mm 可以。
5.551=r cm ，902=r cm ，102)(21'243=++=R r r r cm ，1004=r cm ，75.72)(21215=+=r r r cm ，=1h 5.3412=-=r r δcm ，60=h cm ，60=t cm ，972'2=+=R r r cm143241231221202578.05.5590ln )5.5590()905.55()3.01(6ln ))(()1(6-=-⨯+-⨯=-+-=cm r r r r r r μβ(μ——材料波松比系数，钢：μ=0.3；铸铁：μ=0.25)7734.02=hβ，2589.5)(31=h h ，2426.02152=-r βμ，5888.0ln 14=r r 303.355.36555.0221=⨯⨯==ππp r P H MN ，727.725==r P P HπMN/m ，25.2953=-r r cm8952.0ln )(2121)(14315253=-++-=r r h h r h r r P M βμβMN.m ()525.67117.26612.58508.57)(62122212=+=-+=r r P h M H πσMPa 51.5525.67372==s n ，又因为最低安全系数38.3][==σσss n ，所以，安全。
总上可得，工作缸设计合理。
柱塞压盖按JB2001～76，导套按JB20 03～76选取即可。
侧缸的结构设计侧缸内径7201=D mm ，即3601=r mm,工作缸材料选择为20MnMo ，许用应力[]σ取110Mpa(MPa MPa s b 372350,570 ==σσ)，根据强度公式可以得到工作缸的外径[][]pr r D 322122-==σσ，05.11042=D mm ，取12002=D mm，即600212002==r mm 24012=-=r r δmm ，480~360240)2~5.1()2~5.1(=⨯==δt mm ，取400=t mm480~360240)2~5.1()2~5.1(=⨯==δh mm ，取400=h mm ，1443604.04.011=⨯==r R mm ，27615.11==δδmm ，60~36)25.0~15.0(==δR mm ，取50=R mm ，3605.1==δL mm ，︒︒=15~101a ，取︒10筒壁部分：最大应力点在缸筒内壁，计算当量应力为778.98105.36360600600336222212222max=⨯⨯-⨯=⨯-=p r r r σMPa 570≥b σMPa 372≥s σMpa安全系数为77.3778.98372==s n ，又因为最低安全系数38.3][==σσss n ，所以，安全。
缸底部分：缸底进水孔直径为7201=D mm ，300=v mm/s 18=m/min ，5.40=v mm/s 2.1875.41872013.013.0010=⨯⨯==v v D d mm ，取200mm 缸底因开孔而引入的削弱系数722.072020072022101=-=-=r d r ϕ 根据第三强度理论，最大当量应力为7116.30400722.0)360(5.3675.075.022221=⨯⨯⨯=⨯=t pr ϕσMPa<110MPa=[]σ，安全。
法兰部分：法兰最大外径：[]2'24r Fr g +≥σπ[]43.66412'221=+=r p D gσπcm ，其中6502'2=+=R r r mm ，[]MPa g80=σ，4r 取700mm法兰壁厚验算()[]()248.010802.072.072.0105.3672.0433.0d D pD D 433.0660111＝＝⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=g h σm ，故取400mm 可以。
361=r cm ，602=r cm ， cm ，703=r cm ，704=r cm ，485=r cm ，241=h cm ，40=h cm ，40=t cm ， 652'2=+=R r r cm143241231221203806.03660ln )3660()6036()3.01(6ln ))(()1(6-=-⨯+-⨯=-+-=cm r r r r r r μβ 7612.02=hβ，6296.4)(31=h h ，249.02152=-r βμ，66498.0ln 14=r r 85346.145.3636.0221=⨯⨯==ππp r P H MN ，9275.425==r P P HπMN/m ，2253=-r r cm42886.0ln)(2121)(14315253=-++-=r r h h r h r r P M βμβMN.m 204.655313.206729.44)(62122212=+=-+=r r P h M H πσMPa 705.5204.65372==s n ，安全。
总上可得，工作缸设计合理。
柱塞压盖按JB2001～76，导套按JB2003～76选取即可。
活塞杆尺寸的确定：D =638.0105.36102.3472.046622=⨯⨯⨯⨯-=-ππp P D czm取直径640=D mm平衡缸的设计采用两平衡缸，平衡力（回程力）为3.2MN 。
柱塞尺寸的确定：D =236.0105.362102.342466=⨯⨯⨯⨯⨯=ππp Pm ，D =240mm工作缸内径25010240211=+=∆+==t D r D mm ，1251=r mm工作缸材料选择为20MnMo ，许用应力[]σ取110Mpa ，根据强度公式可以得到工作缸的外径[][]pr r D 322122-==σσ，35.3832=D mm ，取D 2＝400mm ，即20024002==r mm mm r r 7512520012=-=-=δ，150~5.11275)2~5.1()2~5.1(=⨯==δt mm ，取t=130mm150~5.11275)2~5.1()2~5.1(=⨯===δh mm ，取130=h mm25.31250818111=⨯==D R mm ，75.18~25.11)25.0~15.0(==δR mm ，取16=R mm筒壁部分：最大应力点在缸筒内壁，计算当量应力为74.103105.36125200200336222212222max=⨯⨯-⨯=⨯-=p r r r σMPa 570≥b σMPa 372≥s σMpa安全系数为59.374.103372==s n ，又因为最低安全系数38.3][==σσss n ，所以，安全。