液压缸课程设计.docx

河南理工大学机械学院

课程设计说明书

题目名称：单柱压力机的液压缸设计

学院：机械与力工程学院

班：机11-1

姓名：邱

学号：3

指教：刘俊利

目录

一、程的目的及要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、程内容及参数确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、液缸主要尺寸的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、液缸的密封⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、支承向的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、防圈的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、液缸材料的用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

八、程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

九、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

说明书

一、课程设计的目的

油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于 360°回摆运动的液

压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程

机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重

机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高

装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸

式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发

射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，

研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对

于更好的利用液压传动具有十分重要的意

义。

设计要求

1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书

所规定的设计任务。

2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工

整，简明扼要，论据充分。计算公式

不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得

出结果即可。

3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。

说明书的最后要附上草图。

4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。

5、绘制液压缸总图；

6、一份设计说明书

二、课程设计内容及所给参数

1、设计参数主

要技术参数：

压力机额定输出力： 20 吨；

液压缸安装方式：竖直布置，法兰固定；

液压缸行程： 250 mm；

液压缸额定压力： 10MPa；

液压缸背压： 1 MPa；

环境温度： -10 ～70 ℃。

三、液压缸主要尺寸的确定

1.液压缸的工作压力主要是根据液压设备的类型来确定的，对于不同用途的液压设备，由于实际的工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。液压缸的工作压力为 P=10Mpa。

2.液压缸缸筒内径 D 的计算

根据已知条件，工作最大负载F=120000N，工作压力 P=10MPa 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定：

已知 : F=120000N,P =10MPa，

d==×=

式中：

F—液压缸的理论作用力， N；

P—供油压力， MPa；

d—活塞杆的直径， m。

查表得： D= 125mm ,d=100mm

3、液压缸活塞杆直径 d 的确定

由已知条件查表（ GB/T2348-1993），取 d=100mm 选用 45 号钢查表知， 45 钢的屈服强度s 355 MPa 按强度条件校核：

因为由上面的计算所选择的活塞杆直径d=125mm远大于按强度条件

校核的最小直径29mm，所以计算选择的直径d 符合要求。

4、液压缸壁厚的计算

液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布材料规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。

本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式计算为：

P y D

2[]

(该设计材料采用无缝钢管)

[]=100MPa

式中， D 为缸筒内径；p

y为缸筒试验压力，当缸的额定压力

p

n 16MP

a时，取

p

y=p n；而当

p

n

16MP

a时，取

p

y=p n；[ ]为缸筒材

料的许用应力，[ ]

= b

/ n

，b为材料抗拉强度，

n

为安全系数，一般

取n

=5。

由计算的公式所得的液压缸的壁厚厚度很小，使缸体的刚度不够，如在切削加工过程中的变形，安装变形等引起液压缸工作过程中卡死或漏油。所以用经验法选取壁厚：δ=12

5、缸体外径尺寸的计算

缸体外径D

1

D 2125212149mm

查机械设计手册：液压缸的外径D

1 取160mm；液压缸的材料为S45；

液压缸的产品系列代号为 A 型即工程液压缸。

6、液压缸工作行程的确定

由于在液压缸工作时要完成如下的几个动作：

快进150

┏━━━━→┓工进 50

┃┗┓工进 50

┃快退┗━━━━→┓

┗━━━━━━━←━━━━━━━━━━┛

即可根据执行机构实际工作的最大长度确定。由上述动作和已

知参数可以得出液压缸的工作行程为250mm

7、缸底厚度的确定

一般液压缸多为平底缸底，其有效厚度按强度要求可用下式进行近似计算：

式中：

D—缸盖止口内径 (mm)；

1—缸底厚 (mm)；