液压缸尺寸计算
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液压缸尺寸计算 The following text is amended on 12 November 2020.
A、大腿液压缸结构尺寸设计计算
①、大腿缸的负载组成
1、工作载荷F F=59036N（活塞杆在抬腿过程中始终受压）
2、惯性载荷F F=0（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计
重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载荷）
3、密封阻力F F=(1−F F)F，其中F是作用于活塞上的载
荷，且F=F F
，F F是外载荷，F F=F F+F F，其中F F是
F F
液压缸的机械效率，取F F=0.95
综上可得：外载荷F F=59036N，密封阻力F F=2952N，总
载荷F=61988N。
②、初选系统工作压力
1、按载荷选定工作压力，取工作腔压力为F=12MPa1（由于
总载荷为61988N大于50000N，故根据手册选取工作压力
为12MPa）
2、选择执行元件液压缸的背压力为F2=1MPa（由于回油路
带有调速阀，且回油路的不太复杂，故根据手册选取被压
压力为1MPa）
③、液压缸主要结构尺寸的计算
1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式：
活塞杆受压时：
F=F1F1−F2F2
F1----------液压缸工作腔压力（Pa）
F 2----------液压缸回油腔压力（Pa ）
F 1----------无杆腔活塞有效作用面积，F 1=
πD 24，D 为活塞直径（m ） F 2----------有杆腔活塞有效作用面积，F 2=
π4（D 2−d 2)，d 为活塞杆直径 （m ）
选取d/D=（由于工作压力为12MPa 大于5MPa ，故根据手册选取d/D=） 综上可得：D=，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取D=90mm ，
d=60mm 。
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故[σ]=100MPa。
由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其压缩
强度即可。σ= F 14πd 2=21.9MPa＜[σ]=100MPa，故满足强度要求。
即d=60mm ，则D=90mm 。
由此计算得工作压力为：
F 1=10.3MPa
根据所选取的活塞直径D=90mm ，可根据手册选的液压缸的外径为
108mm ，即可得液压缸壁厚为δ =9mm。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故[σ]=
100MPa。
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，σ=F F F 2δ，其中工作压
力P =F =12MPa ≤16MPa 1，可取F F =1.5F 1，则σ=90MPa＜[σ]=
100MPa，故满足强度要求。
又由于D /δ=10，故可将该缸筒视为厚壁，则δ的校核应按下面公式
进行。
δ≥D
2
(√
[σ]+0.4F F
[σ]−1.3F F
−1)
计算的δ=9mm≥8.23mm，故经过校核满足要求
即取缸筒壁厚δ=9mm。
B、水平摆动液压缸结构尺寸设计计算
①、水平摆动缸的负载组成
1、工作载荷F F=4000N（活塞杆正反行程中保持不变）
2、惯性载荷F=0F（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重
量，故不考虑惯性载荷）
3、密封阻力F F=(1−F F)F，其中F是作用于活塞上的载
荷，且F=F F
F F
，F F是外载荷，F F=F F+F F，其中
F F是液压缸的机械效率，取F F=0.95
综上可得：外载荷F F=4000N，密封阻力F F=211N，总
载荷F=4211N。
②、选定系统尺寸
由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据，初步拟定水
平摆动缸的尺寸为:D=90mm，d=60mm，δ=9mm。
③、液压缸工作压力的计算
摆腿动作开始时已经将腿抬起，故不受外载荷作用，则摆动腿液压缸受外载荷工作的过程为腿已放下，并且开始拖动身体前进的过程，在这个过程中活塞杆受拉。
活塞杆受拉时：
F =F 1F 2−F 2F 1
F 1----------液压缸工作腔压力（Pa ）
F 2----------液压缸回油腔压力（Pa ）（由于回油路带有调速阀，且回
油路的不复杂，故根据手册选取回油腔压力为）
F 1----------无杆腔活塞有效作用面积，F 1=
πD 24，D 为活塞直径（m ） F 2----------有杆腔活塞有效作用面积，F 2=
π4（D 2−d 2)，d 为活塞杆直径 （m ）
综上可得： 工作腔压力F 1=2.03MPa
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故[σ]=100MPa。 由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到拉力作用，故仅校核其拉伸强度即可。σ= F 14πd 2=1.4MPa＜[σ]=100MPa，故满足强度要求。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故[σ]=100MPa。
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，σ=F F F 2δ，其中工作压
力P =F 1=1MPa ≤16MPa，可取F F =1.5F 1，则σ=15.225MPa＜[σ]=100MPa，故满足强度要求。
又由于D /δ=10，故可将该缸筒视为厚壁，则δ的校核应按下面公式进行。
δ≥D 2(√[σ]+0.4F F [σ]−1.3F F
−1) 计算的δ=9mm ≥1.197mm，故经过校核满足要求。
即取缸筒壁厚δ=9mm。