液压缸计算

液压缸设计计算说明 系统压力为1p =25 MPa

本系统中有顶弯缸、拉伸缸以及压弯缸。以下为这三种液压缸的设计计算。 一、 顶弯缸 1 基本参数的确定

（1）按推力F 计算缸筒内径D

根据公式 3.5710D -=⨯ ① 其中，推力F=120KN

系统压力1p =25 MPa

带入①式，计算得D= 78.2mm ，圆整为D = 80 mm （2）活塞杆直径d 的确定

确定活塞杆直径d 时，通常应先满足液压缸速度或速比的要求，然后再校核其结构强度和稳定性。若速比为ϕ，则

d = ② 取ϕ=1.6，带入②式，计算得d =48.9mm ，圆整为d =50mm

80

50

D d ϕ=

=

=1.6 （3）最小导向长度H 的确定

对一般的液压缸，最小导向长度H 应满足

202

L D

H ≥

+ ③ 其中，L 为液压缸行程，L=500mm

带入③式，计算得H=65mm （4）活塞宽度B 的确定

活塞宽度一般取(0.6~1.0)B D = ④ 得B=48mm~80mm ，取B=60mm （5）导向套滑动面长度A 的确定

在D ＜80mm 时，取(0.6~1.0)A D = ⑤ D ＞80mm 时，取(0.6~1.0)A d = ⑥ 根据⑤式，得A=48mm~80mm ，取A=50mm （6）隔套长度C 的确定 根据公式2

A B

C H +=-

⑦ 代入数据，解得C=10mm 2 结构强度计算与稳定校核 （1）缸筒外径

缸筒内径确定后，有强度条件确定壁厚δ，然后求出缸筒外径D 1

假设此液压缸为厚壁缸筒，则壁厚1]2D δ=

⑧ 液压缸筒材料选用45号钢。其抗拉强度为σb =600MPa 其中许用应力[]b n

σσ=

，n

为安全系数，取n=5

将数据带入⑧式，计算得δ=8.76mm

故液压缸筒外径为D 1=D+2δ=97.52mm ，圆整后有 D 1=100mm ，缸筒壁厚δ=10mm （2）液压缸的稳定性和活塞杆强度验算

按速比要求初步确定活塞杆直径后，还必须满足液压缸的稳定性及其

强度要求。

由液压缸的固定形式，查表得，l/d ＜10，不需要进行稳定性验算。 l/d ＜10时，当活塞杆受纯压缩或纯拉伸时有

()

[]2214F

d d σσπ=

≤- ⑨

式中，d 1为空心活塞杆内径，对实心杆，d 1=0

[σ]为活塞杆材料的许用应力，[]s n

σσ=，s σ为材料的屈服点，

安全系数n=1.4~2

活塞杆为实心杆，材料选用45号钢，s σ=335MPa ，安全系数取n=2, 将数据带入⑨式，计算得，σ=61.1155MPa ≤[]σ 强度满足要求。 3 液压缸其他结构的设计 （1）液压缸的密封

活塞杆与液压缸之间 活塞杆与液压缸之间为往复运动密封。选用A 型液压缸活塞杆用防尘圈（FA50×58×5 GB/T 10708.3-1989）和活塞杆用高低唇Y 型橡胶密封圈（Y60×50×8 GB/T10708.1-1989） 活塞上的密封 活塞的密封选用活塞用高低唇Y 型橡胶密封圈（Y80×65×12.5 GB/T10708.1-1989）

端盖与缸体之间 液压缸选用法兰连接，端盖与缸体之间选用O 型橡胶密封圈（75×2.65 G GB/T 3452.1-1992） （2）液压缸的缓冲装置

当活塞杆速度大于0.1m/s 时，需要设置缓冲装置。该顶弯缸最大速度为0.08m/s ，不需要设置和缓冲装置。

二、拉伸缸

1 基本参数的确定

（1）按推力F计算缸筒内径D

将推力F=60KN，系统压力

p=25 MPa带入①式，计算得D=55.3mm

1

圆整为D=63mm

（2）活塞杆直径d的确定

取ϕ=1.8，带入②式，计算得d=42mm，圆整为d=45mm

（3）最小导向长度H的确定

此缸的行程L=250mm，带入③式，计算得H=44mm

（4）活塞宽度B的确定

根据公式④，有B=37.8mm~63mm，取B=40mm

（5）导向套滑动面长度A的确定

因为D=63mm≤80mm，故根据公式⑤，有A=37.8mm~63mm，取A=40mm

（6）隔套长度C的确定

将A、B、H带入公式⑦，计算得C=4mm

2 结构强度计算与稳定校核

（1）缸筒外径

假设此液压缸为厚壁缸筒，液压缸筒材料选用45号钢，抗拉强度为σb=600MPa，安全系数取n=5。将以上数据带入⑧式，计算得δ=6.90mm

故液压缸筒外径为D1=D+2δ=76.8mm，圆整取

D1=80mm，缸筒壁厚δ=8.5mm

（2）液压缸的稳定性和活塞杆强度验算

由液压缸的固定形式，查表得，l/d＜10，不需要进行稳定性验算。活塞杆为实心杆，材料选用45号钢，

σ=335MPa，安全系数取n=2,

s

当活塞杆受纯压缩或纯拉伸时，根据公式⑨，代入数据，计算得

σ=37.7256MPa≤[]σ

强度满足要求。

3 液压缸其他结构的设计

（1）液压缸的密封

活塞杆与液压缸之间活塞杆与液压缸之间为往复运动密封。选用A型液压缸活塞杆用防尘圈（FA45×53×5 GB/T 10708.3-1989）和活塞杆用高低唇Y型橡胶密封圈（Y55×45×8 GB/T10708.1-1989）

活塞上的密封活塞的密封选用活塞用高低唇Y型橡胶密封圈（Y63×53×8 GB/T10708.1-1989）

端盖与缸体之间液压缸选用法兰连接，端盖与缸体之间选用O型橡胶密封圈（58×2.65 G GB/T 3452.1-1992）

（2）液压缸的缓冲装置

当活塞杆速度大于0.1m/s时，需要设置缓冲装置。该顶弯缸最大速度为0.045m/s，不需要设置和缓冲装置。

三、压弯缸

1 基本参数的确定

（1）按推力F计算缸筒内径D