液压缸的计算

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液压缸设计计算范文

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。

液压缸体内部压力计算公式

液压缸体内部压力计算公式

液压缸体内部压力计算公式液压系统是一种利用液体传递能量和控制工作机构的系统,其中液压缸是液压系统中的重要部件之一。

液压缸通过液压油的压力来产生线性运动,因此液压缸内部的压力是影响其工作性能的重要参数之一。

在液压系统中,计算液压缸内部压力是非常重要的,可以帮助工程师设计和选择合适的液压缸,保证系统的正常工作。

液压缸内部压力计算公式的推导。

液压缸内部的压力是由液压油的压力和活塞面积共同决定的。

假设液压缸的活塞面积为A,液压油的压力为P,液压缸内部的压力可以用以下公式表示:P = F/A。

其中P表示液压缸内部的压力,F表示液压缸所受到的力,A表示液压缸的活塞面积。

根据液压缸的工作原理可知,液压缸所受到的力F可以表示为:F = P × A。

将F代入液压缸内部压力的公式中,可以得到:P = (P × A) / A。

化简后可得到:P = P。

这个结果说明了液压缸内部的压力等于液压油的压力,这是由液压传动的工作原理决定的。

因此,液压缸内部压力计算公式可以简化为P = P。

液压缸内部压力计算公式的应用。

根据液压缸内部压力计算公式P = P,我们可以得出结论,液压缸内部的压力与液压油的压力成正比。

这意味着,如果液压油的压力增加,液压缸内部的压力也会增加;反之,如果液压油的压力减小,液压缸内部的压力也会减小。

在实际工程中,工程师可以根据液压缸的工作要求和系统的工作压力来选择合适的液压缸。

如果系统要求液压缸内部的压力较大,可以选择工作压力较高的液压油;如果系统要求液压缸内部的压力较小,可以选择工作压力较低的液压油。

此外,液压缸内部压力计算公式还可以用于设计和优化液压系统。

通过计算液压缸内部的压力,工程师可以确定液压缸的尺寸和工作压力,从而设计出满足系统要求的液压系统。

总结。

液压缸内部压力计算公式P = P是根据液压缸的工作原理推导出来的,它表明了液压缸内部的压力与液压油的压力成正比。

这个公式在液压系统的设计和选择中具有重要的应用价值,可以帮助工程师设计和选择合适的液压缸,保证系统的正常工作。

液压缸计算公式

液压缸计算公式

液压缸计算公式液压缸是一种常见的液压传动装置,广泛应用于各个行业。

液压缸的计算公式是用来计算液压缸的力和速度的。

下面将详细介绍液压缸的计算公式以及其应用。

液压缸的计算公式主要包括液压缸的力计算公式和速度计算公式。

液压缸的力计算公式可以通过以下公式得出:F = P × A其中,F表示液压缸的输出力,P表示液压缸的工作压力,A表示液压缸的有效工作面积。

液压缸的工作压力可以通过液压系统的设计压力确定,液压缸的有效工作面积可以通过液压缸的结构参数计算得出。

通过这个公式,可以很方便地计算出液压缸的输出力。

液压缸的速度计算公式可以通过以下公式得出:V = (Q × 1000) / A其中,V表示液压缸的运动速度,Q表示液压缸的流量,A表示液压缸的有效工作面积。

液压缸的流量可以通过液压系统的流量计算得出。

通过这个公式,可以计算出液压缸的运动速度。

液压缸的计算公式的应用非常广泛。

在液压系统的设计和工程中,液压缸的计算公式可以用来确定液压缸的尺寸和工作参数,从而满足系统的工作要求。

在机械制造和工程维修中,液压缸的计算公式可以用来评估液压缸的工作性能和故障排除。

液压缸的计算公式还可以用来优化液压系统的设计。

通过合理选择液压缸的尺寸和工作参数,可以提高液压系统的效率和稳定性。

同时,液压缸的计算公式也可以用来对液压系统进行性能测试和评估,为系统的优化提供依据。

液压缸的计算公式是液压系统设计和工程应用中的重要工具。

通过合理应用这些公式,可以方便地计算液压缸的力和速度,从而满足系统的工作要求。

液压缸的计算公式的应用范围广泛,对于液压系统的设计、制造和维修都具有重要意义。

希望本文的介绍对读者有所帮助。

液压缸计算

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 =50mm8050D 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202L DH ≥+ 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2A BC 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 nσσ=,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。

液压缸的计算范文

液压缸的计算范文

液压缸的计算范文液压缸是一种将液压能转化为机械能的设备,广泛应用于工业生产中,包括汽车制造、建筑工程、农业机械等领域。

液压缸的计算包括力学计算、液压计算和参数选择等方面。

下面将详细介绍液压缸的计算方法。

一、力学计算:液压缸的力学计算主要涉及材料的最大抗拉强度、扭矩计算、弹簧力计算和轴的挠度计算等。

1.最大抗拉强度计算液压缸的寿命与承载能力有关,材料的最大抗拉强度是评估其承载能力的重要指标。

液压缸的最大抗拉强度的计算公式为:最大抗拉强度=材料的抗拉强度×空心面积。

2.扭矩计算扭矩是一个对液压缸的瞬时力矩的评估。

液压缸的扭矩计算公式为:扭矩=力矩×转速。

3.弹簧力计算弹簧力是指液压缸在运动过程中受到的弹簧的力。

液压缸的弹簧力计算公式为:弹簧力=弹簧常数×表示位移的参数。

4.轴的挠度计算轴的挠度是指轴在承受力时的变形程度。

液压缸的轴的挠度计算公式为:挠度=(力×长度^3)/(弹性模量×断面惯量)。

二、液压计算:液压计算是液压缸设计中的重要过程,主要涉及液压缸的压力计算、液体流量计算和功率计算等。

1.压力计算液压缸的压力计算是指在给定的液体流量和缸的截面积下,计算液压缸所需的压力。

压力计算公式为:压力=力/面积。

2.流量计算液压缸的流量计算是指在给定的工作压力下,计算液压缸所需的液体流量。

流量计算公式为:流量=需要的液体流量/时间。

3.功率计算液压缸的功率计算是指在给定的压力和流量下,计算液压缸的功率。

功率计算公式为:功率=压力×流量。

三、参数选择:液压缸的参数选择是确保其正常工作的关键步骤,主要包括推力、速度、行程、缸筒直径和活塞杆直径等参数的选择。

1.推力的选择液压缸的推力是指在给定的工作条件下,液压缸所能提供的最大力。

推力的选择应满足工作条件所需的最小信号力。

2.速度的选择液压缸的速度是指液压缸的活塞在单位时间内的位移速度。

速度的选择应满足工作条件所需的最大速度。

液压缸标准值计算公式

液压缸标准值计算公式

液压缸标准值计算公式液压缸是一种常见的液压传动元件,广泛应用于各种机械设备中。

在设计和选择液压缸时,需要计算出液压缸的标准值,以确保其性能和使用效果。

本文将介绍液压缸标准值的计算公式,帮助读者更好地理解液压缸的工作原理和设计方法。

液压缸标准值的计算公式主要包括液压缸的推力、速度和功率等参数。

在计算这些参数时,需要考虑液压缸的工作压力、有效面积、活塞直径、活塞杆直径等因素。

下面将分别介绍液压缸推力、速度和功率的计算公式。

1. 液压缸推力的计算公式。

液压缸的推力是指液压缸在工作过程中所能产生的推力大小。

液压缸推力的计算公式为:F = P × A。

其中,F表示液压缸的推力,单位为牛顿(N);P表示液压缸的工作压力,单位为帕斯卡(Pa);A表示液压缸的有效面积,单位为平方米(m²)。

根据这个公式,我们可以通过液压缸的工作压力和有效面积来计算出液压缸的推力大小。

在实际应用中,需要根据具体的工作要求和负载情况来选择合适的液压缸推力,以确保液压缸能够正常工作。

2. 液压缸速度的计算公式。

液压缸的速度是指液压缸在工作过程中的运动速度。

液压缸速度的计算公式为:V = Q / A。

其中,V表示液压缸的速度,单位为米每秒(m/s);Q表示液压缸的流量,单位为立方米每秒(m³/s);A表示液压缸的有效面积,单位为平方米(m²)。

根据这个公式,我们可以通过液压缸的流量和有效面积来计算出液压缸的速度大小。

在实际应用中,需要根据具体的工作要求和运动速度来选择合适的液压缸速度,以确保液压缸能够满足工作需求。

3. 液压缸功率的计算公式。

液压缸的功率是指液压缸在工作过程中所需的功率大小。

液压缸功率的计算公式为:P = F × V。

其中,P表示液压缸的功率,单位为瓦特(W);F表示液压缸的推力,单位为牛顿(N);V表示液压缸的速度,单位为米每秒(m/s)。

根据这个公式,我们可以通过液压缸的推力和速度来计算出液压缸所需的功率大小。

液压缸内径公式

液压缸内径公式

液压缸内径公式液压缸是一种常见的液压传动元件,广泛应用于各种机械设备中。

液压缸内径是液压缸的一个重要参数,它对液压缸的性能和工作效果有着重要影响。

本文将从液压缸内径的定义、计算公式、影响因素等方面进行介绍和分析。

一、液压缸内径的定义液压缸内径指液压缸活塞工作时与缸体内壁之间的最小距离。

液压缸内径的大小决定了液压缸的工作压力、力矩和速度等参数。

一般情况下,液压缸内径越大,液压缸的工作能力越强。

二、液压缸内径的计算公式液压缸内径的计算需要综合考虑液压缸的工作压力、工作行程、负载条件等因素。

常用的液压缸内径计算公式如下:内径= 2 × 力 / (π × 工作压力)其中,力为液压缸需要输出的力,工作压力为液压缸的工作压力。

三、影响液压缸内径的因素1. 工作压力:液压缸内径的选择与液压缸的工作压力直接相关。

工作压力越大,液压缸内径应越大,以保证液压缸的工作能力。

2. 工作行程:液压缸内径的大小还与液压缸的工作行程有关。

工作行程越大,液压缸内径应越大,以满足液压缸在不同位置的工作需求。

3. 负载条件:液压缸内径的选择还需要考虑负载条件。

负载越大,液压缸内径应越大,以满足液压缸输出足够的力。

四、液压缸内径的选择液压缸内径的选择需要根据具体的工作条件和要求来进行确定。

一般来说,可以根据以下几个步骤进行选择:1. 确定工作压力:根据液压系统的设计要求和工作条件,确定液压缸的工作压力。

2. 确定工作行程:根据机械设备的工作要求和工作空间,确定液压缸的工作行程。

3. 确定负载条件:根据机械设备的负载要求和工作特点,确定液压缸的负载条件。

4. 根据计算公式计算内径:根据以上确定的参数,使用液压缸内径的计算公式计算出合适的内径值。

5. 选择合适的内径规格:根据计算得出的内径值,选择与之相近的标准内径规格。

五、总结液压缸内径是液压缸的重要参数,它对液压缸的工作性能有着重要影响。

本文从液压缸内径的定义、计算公式、影响因素等方面进行了介绍和分析。

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
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。

液压缸计算公式

液压缸计算公式

液压缸计算公式液压缸计算公式1、液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸的材料选为Q235⽆缝钢管,活塞杆的材料选为Q235 液压缸内径:4,F4== D,3.14,,pF:负载⼒ (N)2A:⽆杆腔⾯积 () mmP:供油压⼒ (MPa) D:缸筒内径 (mm) :缸筒外径 (mm) D1 2、缸筒壁厚计算π×,??ηδσψµ1)当δ/D?0.08时pDmax,,(mm) 02,p2)当δ/D=0.08~0.3时pDmax,,(mm) 02.3,-3ppmax3)当δ/D?0.3时,,,,0.4pDpmax,,,,(mm) 0,,2,1.3p,pmax,,,b,, pnδ:缸筒壁厚(mm),:缸筒材料强度要求的最⼩值(mm) 0:缸筒内最⾼⼯作压⼒(MPa) pmax:缸筒材料的许⽤应⼒(MPa) ,p:缸筒材料的抗拉强度(MPa) ,b:缸筒材料屈服点(MPa) ,sn:安全系数3 缸筒壁厚验算22,(D,D)s1(MPa) PN,0.352D1D1P,2.3,lg rLsDPN:额定压⼒:缸筒发⽣完全塑性变形的压⼒(MPa) PrL:缸筒耐压试验压⼒(MPa) PrE:缸筒材料弹性模量(MPa):缸筒材料泊松⽐ =0.3 ,同时额定压⼒也应该与完全塑性变形压⼒有⼀定的⽐例范围,以避免塑性变形的发⽣,即:,,(MPa) PN,0.35~0.42PrL4 缸筒径向变形量22,,DPDD,1r,,D,,,,(mm) 22,,EDD,1,,变形量?D不应超过密封圈允许范围5 缸筒爆破压⼒D1PE,2.3,lg(MPa) bD6 缸筒底部厚度Pmax,(mm) ,0.433D12,P:计算厚度处直径(mm) D27 缸筒头部法兰厚度4Fbh,(mm) ,(r,d),aLPF:法兰在缸筒最⼤内压下所承受轴向⼒(N)b:连接螺钉孔的中⼼到法兰内圆的距离(mm):法兰外圆的半径(mm) ra:螺钉孔直径 dL如不考虑螺钉孔,则:Fb4h,(mm) ,r,aP8 螺纹强度计算螺纹处拉应⼒KF,, (MPa) ,22d,D,,14螺纹处切应⼒KKFd10,, (MPa) 330.2(d,D)1合成应⼒22,,,,3,,, nP,s,许⽤应⼒ ,Pn0F:螺纹处承受的最⼤拉⼒ :螺纹外径 (mm) d0:螺纹底径 (mm) d1K:拧紧螺纹系数,不变载荷取K=1.25~1.5,变载荷取K=2.5~4 :螺纹连接的摩擦因数,=0.07~0.2,平均取=0.12 KKK111 :螺纹材料屈服点(MPa) ,s:安全系数,取=1.2~2.5 nn009 缸筒法兰连接螺栓强度计算螺栓螺纹处拉应⼒KF, (MPa) ,,2dz14螺纹处切应⼒KKFd10, (MPa) ,30.2dz1合成应⼒22,,,,3,,1.3,,, nPz:螺栓数量10、缸筒卡键连接卡键的切应⼒(A处)2,D1PmaxPDmax14,,, (MPa) ,Dl4l1卡键侧⾯的挤压应⼒2,D1P2maxPDmax14, ,,c22,,D(D,2h)h(2D,h)1121,44 hhh卡键尺⼨⼀般取h=δ,l=h, ,,122验算缸筒在A断⾯上的拉应⼒2,D1P2maxPDmax14,,, (MPa) 2222,,,(D,h)-D(D,h),D11 411、缸筒与端部焊接焊缝应⼒计算F,b (MPa) ,,,,n22,,Dd,,114D:缸筒外径 (mm) 1d:焊缝底径 (mm) 1:焊接效率,取=0.7 ,,:焊条抗拉强度 (MPa) ,bn:安全系数,参照缸筒壁的安全系数选取如⽤⾓焊F2 ,,Dh,1h—焊⾓宽度 (mm)12、活塞杆强度计算1)活塞杆在稳定⼯况下,如果只承受轴向推⼒或拉⼒,可以近似的⽤直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进⾏计算:F (MPa) ,,,,P,2d42)如果活塞杆所承受的弯曲⼒矩(如偏⼼载荷等),则计算式:,,FM,,,,,,, (MPa) P,,AWd,,3)活塞杆上螺纹、退⼑槽等部位是活塞杆的危险截⾯,危险截⾯的合成应⼒应该满⾜:F21.8,,,, (MPa) nP2d2对于活塞杆上有卡键槽的断⾯,除计算拉应⼒外,还要计算校核卡键对槽壁的挤压应⼒:F42,,,, pp2,,,,ddc,,2,13F:活塞杆的作⽤⼒(N)d:活塞杆直径 (mm):材料许⽤应⼒,⽆缝钢管=100~110MPa, ,,PP中碳钢(调质)=400MPa ,P 2:活塞杆断⾯积 () mmAd3W:活塞杆断⾯模数 () mmM:活塞杆所承受弯曲⼒矩(N.m):活塞杆的拉⼒ (N) F2:危险截⾯的直径 (mm) d2:卡键槽处外圆直径 (mm) d1:卡键槽处内圆直径 (mm) d3c:卡键挤压⾯倒⾓ (mm) ,:材料的许⽤挤压应⼒(MPa) pp13、活塞杆弯曲稳定⾏计算活塞杆细长⽐计算L4B,, d:⽀铰中⼼到⽿环中⼼距离(油缸活塞杆完全伸出时的安装距); LB1)若活塞杆所受的载荷⼒完全在活塞杆的轴线上,则按下式验算: F1FKF, 1nk26EI,,101F, (N) K22KLBE5E,,1.8,10(MPa) 1,,,,1,a1,b4d,44I,,0.049dm圆截⾯:() 64F:活塞杆弯曲失稳临界压缩⼒ (N) K:安全系数,通常取=3.5~6 nnKKK:液压缸安装及导向系数(见机械设计⼿册5卷21-292) :实际弹性模量(MPa) E1a:材料组织缺陷系数,钢材⼀般取a?1/12 b:活塞杆截⾯不均匀系数,⼀般取b?1/135E:材料弹性模量,钢材 (MPa) E,2.1,104I:活塞杆横截⾯惯性矩(m)2:活塞杆截⾯⾯积 (m) Ade:受⼒偏⼼量 (m):活塞杆材料屈服点(MPa) ,sS:⾏程 (m)2)若活塞杆所受的载荷⼒偏⼼时,推⼒与⽀承的反作⽤⼒不完全F1处在中线上,则按下式验算:6,A,10SdF, (N) K81,esec,d2FLKB,a,其中: 06EI,10aaa⼀端固定,另⼀端⾃由=1,两端球铰=0.5,两端固定=0.25, 000 a⼀端固定,另⼀端球铰=0.35 0 14、缸的最⼩导向长度SDH,,202(mm) 导向套滑动⾯的长度1)在缸径?80mm时A=(0.6~1)D 2)在缸径,80mm时A=(0.6~1)d 活塞宽度取B=(0.6~1)D 15、圆柱螺旋压缩弹簧计算材料直径:PKCn d,1.6,P4C,10.615K,,或按照机械设计⼿册选取(5卷11-28) 4C,4CD ⼀般初假定C-5~8 C,d有效圈数:'4PGdFdn n,,38PDP'n弹簧刚度4GdGDP',, 348Dn8Cn总圈数n,n,x1x:1/2 (见机械设计⼿册第5卷 11-18)节距:H(1~2)d,0t, n间距:,,t,d⾃由⾼度: H,(n,1)d 0最⼩⼯作载荷时⾼度:H,H-F 10134PDPC8n8nP111FF,,,或者 114P'GdGD最⼤⼯作载荷时的⾼度H,H-Fn0n34PDPC8n8nPnnn或者 FF,,,1n4P'GdGD⼯作极限载荷下的⾼度H,H-Fj0j34PDPCP8n8njjjF或者 F,,,1j4P'GdGD弹簧稳定性验算⾼径⽐:H0b, D应满⾜下列要求两端固定 b?5.3 ⼀端固定,另⼀端回转 b?3.7 两端回转 b?2.6 当⾼径⽐⼤于上述数值时,按照下式计算: P,CP'H,P CB0n P:弹簧的临界载荷 (N) CC:不稳定系数 (见机械设计⼿册第5卷 11-19) BP:最⼤⼯作载荷 (N) n强度验算:,,,0.750minS,,S安全系数 P,max: 弹簧在脉动循环载荷下的剪切疲劳强度, ,0(见机械设计⼿册第5卷 11-19)8KD,: 最⼤载荷产⽣的最⼤切应⼒, ,P,maxnmax3,d8KD,: 最⼩载荷产⽣的最⼩切应⼒, ,P,min1min3,d:许⽤安全系数当弹簧的设计计算和材料实验精度⾼时,取 SP=1.3~1.7 ,当精确度低时,取 =1.8~2.2 SSPP,S静强度: 安全系数 S,,SP,max:弹簧材料的屈服极限 ,S15 系统温升的验算在整个⼯作循环中,⼯进阶段所占的时间最长,为了简化计算,主要考虑⼯进时的发热量。

液压系统计算公式

液压系统计算公式

液压系统计算公式1.液压缸的力和速度计算:液压缸的力和速度计算可以通过液压系统的压力和流量来求解。

液压缸的力计算公式为:F=P×A其中,F表示液压缸的力(单位为N),P表示液压系统的工作压力(单位为Pa),A表示液压缸的有效工作面积(单位为㎡)。

液压缸的速度计算公式为:v=Q/(A×1000)其中,v表示液压缸的速度(单位为m/s),Q表示液压系统的流量(单位为L/min),A表示液压缸的有效工作面积(单位为㎡)。

这里将液压系统的流量单位转换为升每分钟(L/min)是因为速度的单位为米每秒(m/s)。

2.液体流量计算:液体流量计算主要是用于选择液压泵和计算液压系统的流量。

液体流量计算公式为:Q=A×v×1000其中,Q表示液体的流量(单位为L/min),A表示液压缸的有效工作面积(单位为㎡),v表示液体的速度(单位为m/s)。

这里将液体的速度单位转换为米每秒(m/s)是因为流量的单位为升每分钟(L/min)。

3.泵和马达的工作参数计算:液压系统中的泵和马达是系统的核心部件,其工作参数计算涉及到流量、压力、功率等方面。

泵的工作参数计算公式为:Pump Power (KW) = (Flow Rate (L/min) × Pressure (Bar)) ÷ 600其中,Pump Power表示泵的功率(单位为千瓦,KW),Flow Rate表示泵的流量(单位为L/min),Pressure表示泵的压力(单位为巴,Bar)。

马达的工作参数计算公式为:Motor Power (KW) = (Torque (Nm) × Speed (RPM)) ÷ 9550其中,Motor Power表示马达的功率(单位为千瓦,KW),Torque表示马达的扭矩(单位为牛顿米,Nm),Speed表示马达的转速(单位为转每分钟,RPM)。

4.液体管道的压力损失计算:液体管道的压力损失计算主要用于确定液体输送过程中的管道直径和管道长度。

液压缸效率计算公式

液压缸效率计算公式

液压缸效率计算公式液压缸的效率计算通常涉及到输出力与输入能量之间的比较。

液压缸的效率η(eta)可以通过以下公式计算:η= (输出有用功/ 输入液压能) × 100%对于液压缸,其输出有用功是指活塞在克服负载做功时产生的机械功,可以用活塞推力F乘以有效行程S来表示:输出有用功(W_out)= F × S输入液压能是供给液压缸的压力P乘以泵输送给液压缸的流量Q,再乘以单位时间(通常是秒),转换成能量形式:输入液压能(W_in)= P × Q × t因此,液压缸的效率可以表达为:η= (F × S) / (P × Q × t) × 100%但实际上,由于液压系统中存在泄漏、摩擦损失以及热损失等因素,液压缸的实际工作效率会低于理论值。

若考虑液压系统的总效率,即包括了泵、管路、阀件和执行器在内的所有元件效率,则液压缸的有效功率传递效率可简化为:η_total = η_cylinder × η_pump × η_system其中:1)“η_cylinder”是液压缸本身的机械效率。

2)“η_pump”是液压泵的机械效率。

3)“η_system”是整个液压系统的效率,包括管道传输效率和控制元件效率。

如果仅考虑液压缸本身的效率,并且不涉及速度变化(即忽略流量的影响,只考虑力和位移),则可以简化为:η_cylinder = (F × S) / (A × P × S)这里:1)“F” 是作用在活塞上的力(N)。

2)“S” 是活塞的有效行程(m)。

3)“A” 是活塞的有效面积(m²)。

4)“P” 是液压缸工作时油液的压力(Pa 或N/m²)。

但由于实际工况复杂,往往需要综合考虑多种因素来精确计算液压缸的实际效率。

液压缸的设计与计算

液压缸的设计与计算

液压缸的设计与计算一液压缸的主要尺寸液压缸的主要尺寸包括:液压缸内径D、活塞杆直径d、液压缸缸体长度l。

(一)液压缸内径D1 根据最大总负载和选取的工作压力来确定以单杆缸为例:无杆腔进油时 D =√4F1/π(p1-p2)-d2p2/p1-p2有杆腔进油时 D =√4F2/π(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步选取回油压力p2=0,则上面两式简化为:无杆腔进油时 D =√4F1/πp1有杆腔进油时 D =√4F2/πp1+d22 根据执行机构的速度要求和选定的液压泵流量来确定无杆腔进油时:D=√4qv/πv1有杆腔进油时:D=√4qv/πv1+ d2计算所得液压缸的内径(即活塞直径)应圆整为标准系列值。

(二)活塞杆直径d原则:活塞杆直径可根据工作压力或设备类型选取当液压缸的往复速度比有一定要求时 d = D√λv-1/λv计算所得活塞杆直径d亦应圆整为标准系列值。

(三)液压缸缸体长度L原则:由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其它长度确定其中:活塞宽度=(0。

6--1。

0);D<80mm时,C=(0.6-10)D导向套长度C〈D≥80mm时,C=(0.6-1)d为减小加工难度,一般液压缸缸体长度不应大于内径的20--30倍。

二液压缸的校核1 缸体壁厚δ的校核中低压系统,无需校核原则〈高压大直径时,必须校核δ校核方法:1)薄壁缸体(无缝钢管)当δ/ D≤0.08时:δ≥pmaxD/2[б]2)厚壁缸体(铸造缸体)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 pmax/[б] -1.3pmax-12 液压缸缸盖固定螺栓直径d1的校核∵液压缸缸盖固定螺栓在工作过程中同时承受拉应力和剪切应力∴可按下式校核d1≥√5.2KF/πz[б]3 活塞杆稳定性验算当液压缸承受轴向压缩载荷时:若l/d≤10时,无须验算l/d≥10时,应该验算,可按材料力学有关公式进行。

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(2)伸缩缸。

伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成,前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒,伸出时可获得很长的工作行程,缩回时可保持很小的结构尺寸,伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。

伸缩缸可以是如图4-10(a)所示的单作用式,也可以是如图4-10(b)所示的双作用式,前者靠外力回程,后者靠液压回程。

图4-10伸缩缸伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。

首先是最大直径的缸筒以最低的油液压力开始外伸,当到达行程终点后,稍小直径的缸筒开始外伸,直径最小的末级最后伸出。

随着工作级数变大,外伸缸筒直径越来越小,工作油液压力随之升高,工作速度变快。

其值为:F i=p124iD(4-30)V1=4q/πD i2 (4-31) 式中的i指i级活塞缸。

图4-11齿轮缸(3)齿轮缸。

它由两个柱塞缸和一套齿条传动装置组成,如图4-11所示。

柱塞的移动经齿轮齿条传动装置变成齿轮的传动,用于实现工作部件的往复摆动或间歇进给运动。

二、液压缸的典型结构和组成1.液压缸的典型结构举例图4-12所示的是一个较常用的双作用单活塞杆液压缸。

它是由缸底20、缸筒10、缸盖兼导向套9、活塞11和活塞杆18组成。

缸筒一端与缸底焊接,另一端缸盖(导向套)与缸筒用卡键6、套5和弹簧挡圈4固定,以便拆装检修,两端设有油口A和B。

活塞11与活塞杆18利用卡键15、卡键帽16和弹簧挡圈17连在一起。

活塞与缸孔的密封采用的是一对Y形聚氨酯密封圈12,由于活塞与缸孔有一定间隙,采用由尼龙1010制成的耐磨环(又叫支承环)13定心导向。

杆18和活塞11的内孔由密封圈14密封。

较长的导向套9则可保证活塞杆不偏离中心,导向套外径由O形圈7密封,而其内孔则由Y形密封圈8和防尘圈3分别防止油外漏和灰尘带入缸内。

缸与杆端销孔与外界连接,销孔内有尼龙衬套抗磨。

图4-12双作用单活塞杆液压缸1—耳环2—螺母3—防尘圈4、17—弹簧挡圈5—套6、15—卡键7、14—O形密封圈8、12—Y形密封圈9—缸盖兼导向套10—缸筒11—活塞13—耐磨环16—卡键帽18—活塞杆19—衬套20—缸底如图4-13所示为一空心双活塞杆式液压缸的结构。

由图可见,液压缸的左右两腔是通过油口b和d经活塞杆1和15的中心孔与左右径向孔a和c相通的。

由于活塞杆固定在床身上,缸体10固定在工作台上,工作台在径向孔c接通压力油,径向孔a接通回油时向右移动;反之则向左移动。

在这里,缸盖18和24是通过螺钉(图中未画出)与压板11和20相连,并经钢丝环12相连,左缸盖24空套在托架3孔内,可以自由伸缩。

空心活塞杆的一端用堵头2堵死,并通过锥销9和22与活塞8相连。

缸筒相对于活塞运动由左右两个导向套6和19导向。

活塞与缸筒之间、缸盖与活塞杆之间以及缸盖与缸筒之间分别用O形圈7、V形圈4和17和纸垫13和23进行密封,以防止油液的内、外泄漏。

缸筒在接近行程的左右终端时,径向孔a和c的开口逐渐减小,对移动部件起制动缓冲作用。

为了排除液压缸中剩留的空气,缸盖上设置有排气孔5和14,经导向套环槽的侧面孔道(图中未画出)引出与排气阀相连。

图4-13空心双活塞杆式液压缸的结构1—活塞杆2—堵头3—托架4、17—V形密封圈5、14—排气孔6、19—导向套7—O形密封圈8—活塞9、22—锥销10—缸体11、20—压板12、21—钢丝环13、23—纸垫15—活塞杆16、25—压盖18、24—缸盖2.液压缸的组成从上面所述的液压缸典型结构中可以看到,液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分,分述如下。

(1)缸筒和缸盖。

一般来说,缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。

工作压力p <10MPa时,使用铸铁;p<20MPa时,使用无缝钢管;p>20MPa时,使用铸钢或锻钢。

图4-14所示为缸筒和缸盖的常见结构形式。

图4-14(a)所示为法兰连接式,结构简单,容易加工,也容易装拆,但外形尺寸和重量都较大,常用于铸铁制的缸筒上。

图4-14(b)所示为半环连接式,它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度,为此有时要加厚缸壁,它容易加工和装拆,重量较轻,常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。

图4-14(c)所示为螺纹连接式,它的缸筒端部结构复杂,外径加工时要求保证内外径同心,装拆要使用专用工具,它的外形尺寸和重量都较小,常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。

图4-14(d)所示为拉杆连接式,结构的通用性大,容易加工和装拆,但外形尺寸较大,且较重。

图4-14(e)所示为焊接连接式,结构简单,尺寸小,但缸底处内径不易加工,且可能引起变形。

图4-14缸筒和缸盖结构(a)法兰连接式(b)半环连接式(c)螺纹连接式(d)拉杆连接式(e)焊接连接式1—缸盖2—缸筒3—压板4—半环5—防松螺帽6—拉杆(2)活塞与活塞杆。

可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体,这是最简单的形式。

但当行程较长时,这种整体式活塞组件的加工较费事,所以常把活塞与活塞杆分开制造,然后再连接成一体。

图4-15所示为几种常见的活塞与活塞杆的连接形式。

图4-15(a)所示为活塞与活塞杆之间采用螺母连接,它适用负载较小,受力无冲击的液压缸中。

螺纹连接虽然结构简单,安装方便可靠,但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。

图4-15(b)和(c)所示为卡环式连接方式。

图4-15(b)中活塞杆5上开有一个环形槽,槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞4,半环3由轴套2套住,而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。

图4-16(c)中的活塞杆,使用了两个半圆环4,它们分别由两个密封圈座2套住,半圆形的活塞3安放在密封圈座的中间。

图4-15(d)所示是一种径向销式连接结构,用锥销1把活塞2固连在活塞杆3上。

这种连接方式特别适用于双出杆式活塞。

(3)密封装置。

液压缸中常见的密封装置如图4-16所示。

图4-16(a)所示为间隙密封,它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。

为了提高这种装置的密封能力,常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽,以增大油液通过间隙时的阻力。

它的结构简单,摩擦阻力小,可耐高温,但泄漏大,加工要求高,磨损后无法恢复原有能力,只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。

图4-16(b)所示为摩擦环密封,它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。

这种材料图4-15常见的活塞组件结构形式效果较好,摩擦阻力较小且稳定,可耐高温,磨损后有自动补偿能力,但加工要求高,装拆较不便,适用于缸筒和活塞之间的密封。

图4-16(c)、图4-16(d)所示为密封圈(O形圈、V 形圈等)密封,它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。

它结构简单,制造方便,磨损后有自动补偿能力,性能可靠,在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。

对于活塞杆外伸部分来说,由于它很容易把脏物带入液压缸,使油液受污染,使密封件磨损,因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈,并放在向着活塞杆外伸的一端。

图4-16密封装置(a)间隙密封(b)摩擦环密封(c)O形圈密封(d)V形圈密封(4)缓冲装置。

液压缸一般都设置缓冲装置,特别是对大型、高速或要求高的液压缸,为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击,引起噪声、冲击,则必须设置缓冲装置。

缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液,强迫它从小孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力,使工作部件受到制动,逐渐减慢运动速度,达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。

如图4-17(a)所示,当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时,孔中的液压油只能通过间隙δ排出,使活塞速度降低。

由于配合间隙不变,故随着活塞运动速度的降低,起缓冲作用。

当缓冲柱塞进入配合孔之后,油腔中的油只能经节流阀1排出,如图4-17(b)所示。

由于节流阀1是可调的,因此缓冲作用也可调节,但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点。

如图4-17(c)所示,在缓冲柱塞上开有三角槽,随着柱塞逐渐进入配合孔中,其节流面积越来越小,解决了在行程最后阶段缓冲作用过弱的问题。

图4-17液压缸的缓冲装置1—节流阀(5)放气装置。

液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时,液压缸里和管道系统中会渗入空气,为了防止执行元件出现爬行,噪声和发热等不正常现象,需把缸中和系统中的空气排出。

一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走,也可在最高处设置如图4-18(a)所示的放气孔或专门的放气阀〔见图4-18(b)、(c)〕。

图4-18放气装置1—缸盖2—放气小孔3—缸体4—活塞杆三、液压缸的设计和计算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,编制负载图,选定系统的工作压力(详见第九章),然后根据使用要求选择结构类型,按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸,进行强度、稳定性和缓冲验算,最后再进行结构设计。

1.液压缸的设计内容和步骤(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。

(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。

(3)结构强度、刚度的计算和校核。

(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。

(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。

下面只着重介绍几项设计工作。

2.计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个:缸筒内径D 、活塞杆外径d 和缸筒长度L 。

(1)缸筒内径D 。

液压缸的缸筒内径D 是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。

根据负载和工作压力的大小确定D :①以无杆腔作工作腔时D =②以有杆腔作工作腔时2max4d p F D I +=π (4-33)式中:p I 为缸工作腔的工作压力,可根据机床类型或负载的大小来确定;F max 为最大作用负载。

(2)活塞杆外径d 。

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λv ,则该处应有一个带根号的式子:v v D λλ1-= (4-34)也可根据活塞杆受力状况来确定,一般为受拉力作用时,d=0.3~0.5D 。

受压力作用时:p I <5MPa 时,d=0.5~0.55D5MPa <p I <7MPa 时,d=0.6~0.7Dp I >7MPa 时,d=0.7D(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=l+B+A+M+C式中:l 为活塞的最大工作行程;B 为活塞宽度,一般为(0.6-1)D;A 为活塞杆导向长度,取(0.6-1.5)D;M 为活塞杆密封长度,由密封方式定;C 为其他长度。

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