液压缸计算缸底厚度
柱塞式液压缸设计计算使用说明
1.1已知数据：推力载荷：150KN行程：150mm速度：1mm/sec安装方式：后法兰1.2设计内容及完成的工作量1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配3）完成标准件的计算选型4）完成非标零件精度设计5）编写设计计算说明书一份6）原动机经联轴器驱动泵类负载导向套滑动面的长度A，在缸径小于80mm时取A=（0.6~1.0）D （2-9）当缸径大于80mm时取A=（0.6~1.0）d （2-10）式中：D—缸筒内径（mm）d—柱塞杆直径（mm）由于缸径D=42mm，则A=（0.6~1.0）*42=25.2~42mm取A=42mm由于安装与密封原因则套的内径为42mm。
加工要求：导向套与柱塞杆外圆的配合多为H8/f7～H9/f9.2.10法兰安装方式采取如图所示的后端法兰安装方式后端法兰安装方式三、各零部件的校核及验算3.1缸筒设计3.1.1缸筒结构的选择连接方式如下图：选取法兰式连接，并且法兰和缸筒用焊接方式连接。
其优点是结构简单，易选取、易装卸；缺点是外径较大，比螺纹连接的重量大。
3.1.2缸筒的要求有足够强度，能够承受动态工作压力，长时间工作不会变形；有足够刚度，承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲；内表面和导向件与密封件之间摩擦少，可以保证长期使用；缸筒和法兰要良好焊接，不产生裂纹。
3.1.3缸筒材料的选取及强度给定机械设计手册第五版第5卷螺栓强度根据下式计算： 螺纹处的拉应力62110Zd 4KF-⨯=πσ（MPa ） （3-3）螺纹处的剪切应力6310110Zd 2.0KFd K -⨯=τ（MPa ） （3-4） []στσσ≤+=22n 3（MPa ） （3-5） 式中：F —缸筒端部承受的最大推力（N ）； D —缸筒内径（m ）d —螺纹外径（m ）1d —螺纹底径（m ）K —拧紧螺纹的系数不变载荷 取 1.51.25K —= 变载荷 取45.2K —=总结课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程，使我们对以前所学的理论知识进行了综合应用。
柱塞式液压缸设计计算说明书范本
下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算：
液压缸的额定压力 值应低于一定的极限值，保证工作安全：
（MPa） （3-1）
根据式3-1得到：
54.5MPa，由于 =31.5MPa则满足条件
液压缸的效率 由以下三种效率组成：
（A）机械效率 ，由各运动件摩擦损失所造成，在额定压力下，一般取
加工要求：导向套与柱塞杆外圆的配合多为H8/f7～H9/f9.
采取如图所示的后端法兰安装方式
后端法兰安装方式
本例中选取静密封的为一般的O型密封圈加挡圈。柱塞杆动密封使用U形环式组合密封圈，本设计选用d=85mmU形密封圈
查机械设计手册表21-6-28，选用2型特康防尘圈。
件号
名称
材料
1
2
3
4
5
6
7
挡板
柱塞式液压缸设计计算说明书
一、
1.1
推力载荷：150KN行程：150mm
速度：1mm/sec
安装方式：后法兰
1.2
1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图
2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配
3）完成标准件的计算选型
4）完成非标零件精度设计
5）编写设计计算说明书一份
6）原动机经联轴器驱动泵类负载
—端盖外径（m）
F—缸头所受到得最大压力（N）
首先来计算缸头在最大内压的情况下受到的压力F：
柱塞的面积是：
= =0.0014
缸壁厚度计算中得出最大压强：
=39.375MPa
因此法兰承受的最大压力为：
F= =55125N
查表得， =0.085m， m， =0.024m， =0.042m， =0.050m， =0.110m，缸盖的材料为45钢，缸筒材料的许用应力[ ]= /n=360/5=72MPa代入上式；
液压传动系统设计与计算-说明书
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位：N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制，快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm，工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式，因此活塞杆直径为d=58.3mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：根据计算出的液压缸的尺寸，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，本钱低，节约能源，工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知，该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。
液压设计计算知识(2)
液压设计计算知识（2）9.液压缸缸筒设计项目计算公式说明缸筒内径当液压缸的理论作用力F（包括推力F1、拉力F2）及供油压力P为已知时则无活塞杆侧的缸筒内径：D=√(4F1/πP）·10-3（m）有活塞杆侧为：D =√[(4F2/πP·106）＋d2]（m）液压缸的理论作用力F按下式计算：F =F0/ψηt （N）当Q v及υ为已知时，则缸筒的内径D（未考虑容积效率ηv）按无活塞杆侧为：D =√(4Q v/πυ1）（m）按有活塞杆侧为：D =√[(4Q v/πυ2)＋d2]（m）最后将选择所求值的最大者，圆整到标准值。
d—活塞杆直径（m）P—供油压力（MPa）F0—活塞杆上和实际作用力（N）ψ—负载率一般取ψ=0.5～0.7ηt —液压缸的总效率υ1υ2—活塞杆伸出缩回速度 (m/min)Q v—液压缸的体积供油量（假定两侧供油量相同则Q v1=Q v2）（m3/s）缸筒壁厚缸筒壁厚为：δ= δ0＋c1＋c2关于δ0的值，可按下列情况分别进行计算当δ/D的比值小于等于0.08时，可用薄壁缸筒的实用计算式：δ0>P m a x D/2σP（m）当δ/D的比值等于0.08～0.3时，可用实用公式：δ0≥P m a x D/(2.3σP－3P m a x) （m）当δ/D的比值大于等于0.3时，可用实用公式：δ0≥D/2·√{[(σP＋0.4P m a x)/(σP-3P m a x)]－1} （m）δ0≥D/2·√{[σP/(σP-√3P m a x)]－1} （m）δ0—为缸筒材料强度要求的最小值（m）c1—缸筒外径公差余量（m）c2—腐蚀余量（m）P m a x—缸筒内最高工作压力（MPa）σP—缸筒材料的许用应力（MPa）σP=σb/nσb—缸筒材料的抗拉强度（MPa）n—安全系数通常取5;最好按下表选取：材料名称静载荷交变载荷冲击载荷不对称对称钢锻铁3 5 8 12缸筒壁厚验算对最终采用的缸筒壁厚应作四方面的验算：①额定工作压力P n应低于一定极限值，以保证工作安全：P n≤0.35σs(D12-D2)/D12 (MPa)②同时额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以免发生塑性变形：P n≤(0.35～0.42)P rL③验算缸筒径变形ΔD应处在允许范围内：ΔD=（DP r/E）·[(D12＋D2)/(D12－D2)＋γ]（m）④缸筒的爆裂压力：P r=2.3σb/lg(D1/D） (MPa)P r L—缸筒发生完全塑性变形的压力（MPa）P r L≤2.3σb/lg(D1/D）σs—缸筒材料的屈服强度（MPa）P r—缸筒耐压试验压力（MPa）P m a x—缸筒内最高工作压力（MPa）E—液筒材料的弹性模数（MPa）γ—缸筒材料的泊松比，对钢材γ= 0.3缸底厚度缸筒底部为平面时，其厚度δ1可按照四周嵌住的圆盘强度公式进行近似的计算：δ1=0.433D2√(P/σp) （m）缸筒底部为拱形时[底部拱形圆大弧圆R≥0.8D，筒与底的圆角r≥(1/8)D]其厚度用下式计算：δ1=PD0β/(4σp) （m）δ1—缸底厚（m）D0—缸底外径 (m)P—缸内最大工作压力（MPa）σp—缸底材料许用应力（MPa）D2—计算厚度外径（m）β—系数当拱形高与D0之比为0.2～0.3时，取β=1.6～2.5缸头法兰厚度h=√4F b/[π(r a－d L)σp]×10-3 （m）如不考虑螺孔（d L），则为：h=√4F b/(πr aσp)×10-3 （m）F—法兰在缸筒最大内压下所承受的轴向压力 (N)r a—法兰外圆半径（m）b—螺孔中心到缸筒外径距离（m）d L—螺孔孔径（m）缸筒螺纹连接缸筒与端部用螺纹连接时，缸筒螺纹的强度计算如下：螺纹处的拉应力：σ=4KF10-6/π(d12-D2) （N/mm2）螺纹处的剪应力：τ=K1KF d010-6/0.2(d13-D3) （N/mm2）合成应力：σn=√(σ3＋τ3)≤σp许用应力：σp=σs/n0（σs缸筒材料的屈服极限N/mm2）（n0安全系数，取1.2～2.5）F—缸筒端部承受的最大推力(N)D—缸筒内径（m）d0—螺纹外径(m)d1—螺纹底径（m）K—拧紧螺纹的系数，不变载荷取1.25～1.5，变载荷取2.5～4K1—螺纹连接的摩擦因数，K1=0.07～0.2平均值取K1=0.12Z—螺栓拉杆的数量缸法兰螺栓缸筒与端部用法兰或拉杆连接时，螺栓或拉杆的强度计算如下：螺纹处的拉应力：σ=4KF10-6/πd12Z （MPa）螺纹处的剪应力：τ=K1KF d010-6/0.2d13Z （MPa）合成应力：σn=√(σ3＋τ3)≈1.3σ≤σp缸筒与端部焊接缸筒与端部用焊接连接时，其焊缝应力计算如下：σ=4F10-6/π(D12-d12)η≤σb/n（MPa）F—缸筒端部承受的最大推力(N)D1—缸筒外径（m）d1—螺焊缝底径(m)η—焊接效率，取η=0.7σb—焊条材料的抗拉强度(MPa)n—安全系数，参照缸筒壁的系数选取10.活塞的设计结构根据活塞密封装置形式来选用活塞结构形式（密封装置则按工作条件选定）通常分为整体活塞和组合活塞两类，前者是在活塞圆周上开沟槽，结构简单，但安装密封圈时容易拉伤和扭伤。
柱塞式液压缸设计计算说明书
一、课程设计任务1.1已知数据：推力载荷：150KN行程：150mm速度：1mm/sec安装方式：后法兰1.2设计内容及完成的工作量1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配3）完成标准件的计算选型4）完成非标零件精度设计5）编写设计计算说明书一份6）原动机经联轴器驱动泵类负载2.9导向套尺寸的确定导向套滑动面的长度A，在缸径小于80mm时取A=（0.6~1.0）D （2-9）当缸径大于80mm时取A=（0.6~1.0）d （2-10）式中：D—缸筒内径（mm）d—柱塞杆直径（mm）由于缸径D=42mm，则A=（0.6~1.0）*42=25.2~42mm取A=42mm由于安装与密封原因则套的内径为42mm。
加工要求：导向套与柱塞杆外圆的配合多为H8/f7～H9/f9.2.10法兰安装方式采取如图所示的后端法兰安装方式后端法兰安装方式2.11密封环本例中选取静密封的为一般的O型密封圈加挡圈。
柱塞杆动密封使用U 形环式组合密封圈，本设计选用d=85mmU形密封圈2.12防尘圈查机械设计手册表21-6-28，选用2型特康防尘圈。
2.13各种主要零件名称和材料机械设计手册第五版第4卷表22.6-62机械设计手册第五版第5卷三、各零部件的校核及验算3.1缸筒设计3.1.1缸筒结构的选择连接方式如下图：选取法兰式连接，并且法兰和缸筒用焊接方式连接。
其优点是结构简单，易选取、易装卸；缺点是外径较大，比螺纹连接的重量大。
3.1.2缸筒的要求有足够强度，能够承受动态工作压力，长时间工作不会变形；有足够刚度，承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲；内表面和导向件与密封件之间摩擦少，可以保证长期使用；缸筒和法兰要良好焊接，不产生裂纹。
3.1.3缸筒材料的选取及强度给定部分材料的机械性能如下表：缸筒常用无缝钢管材料机械性能材料/b≥σMPa /s≥σMPa %/s≥δ20 420 250 2530 500 300 1835 540 320 1745 610 360 1415MnVn 750 500 2627SiMn 1000 850 1230CrMo 950 800 1235CrMo 1000 850 12所以总效率η=0.8。
液压缸设计常用结构参数及计算表
螺栓承载 147000
螺栓安全系数
螺栓个数
1.25
螺栓应力
安全系数
20
12363.75 11.8895966
结论
OK, 螺栓设计参数正确
五、缸筒法兰抗压强度及受拉螺栓的验算
缸径
杆径(mm)
屈服强度
抗拉强度
工作压力
220
220
335
590
25
1. 法兰挤压强度的计算(铸钢件许用挤压应力=80MPa)
挤压外径
至
70
P＞7时：
70
最小导向长度 H≥L/20+D/2
导向套滑动面长度
缸径(mm) 行程（mm）
缸径＜80时按缸径取：
100
300
60
至
100
最小导向长度
65
缸径＞80时按杆径取：
缸筒
30
至
50
稳定性计算、速度比、推拉力 （欧拉公式）
弹性模数
安装及导向系
数K
E=MPa
自由+固定
双铰+导向
固定+铰+导向
负载率 结论
缸筒各设计参数的确定及验算
一、缸筒的初步确定及验算
初定壁厚 缸径
条件
安全系数 3
13.33333333 安全系数5
外径
δ/D
屈服强度
200
240
0.1
800
计算条件
0.08 NO, 右边计算结果不考虑
22.22222222 抗拉强度
900 计算壁厚
20.625
>0.08<0.3
OK, 右边计算结果正确
双固定+导向
液压缸的计算
3液压缸的设计及计算3.1液压缸的负载力分析和计算本课题任务要求设备的主要系统性能参数为： 铝合金板材的横截面积为2400mm 铝合金板材的强度极限为212/kg mm 型材长度1000mm ≤ （1）工作载荷R F常见的工作载荷为活塞杆上所受的挤压力，弹力，拉力等，在这里我们可得 铝合金板材所受的最大外力为：4604101201048F A KN σ-=⨯=⨯⨯⨯= (3-1)式中 0σ----强度极限，Pa ； A -----截面面积，2m 。
由上式得液压缸所受工作载荷约为48KN（2）单活塞杆双作用缸液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示，其阻力F 或所需提供的液压力可表示为2L a f p F F F F F F μ=++++ （3-2）式中 L F -----作用在活塞上的工作阻力，N ； a F -----液压缸起动（或制动）时的惯性力，N ； f F -----运动部件处的摩擦阻力，N ；G F -----运动部件的自重（含活塞和活塞杆自重），N ；F μ-----液压缸活塞及活塞杆处的密封摩擦阻力，N ；通常以液压缸的机械效率来反映，一般取机械效率 0.95m η=；2p F -----回油管背压阻力，N 。
在上述诸阻力中，在不同条件下是不同的，因此液压缸的工作阻力往往是变化的。
因为此处液压缸只是作拉伸板材变形作用，故其运动速度较小，惯性力和摩擦阻力都较小，得50F KN ≤ （3-3）3.2液压缸的液压力计算和工作压力选择根据表4-3 根据负载选择压力，初选系统压力为8MPa 根据表4-5 液压缸速比与工作压力的关系，得出速比ϕ=1.33d = (3-4)式中 d -----活塞杆直径，mm ；D -----液压缸内径，mm 。
根据表4-4 液压缸输出液压力，选择液压缸的内径140D mm =，活塞杆直径70d mm =2114F A p D p F π==≥ (3-5) 2222()'4F A p D d p F π==-≥ (3-6)式中 1F -----作用在活塞上的液压力（推力），N ；2F -----作用爱活塞杆侧环形面积上的液压力（拉力），N ； p -----进液腔压力（产生推力时液压缸无杆腔进液；产生拉力时有杆腔进液），Pa ；1A -----活塞（无杆腔）面积，2m ；2A -----有杆腔面积（活塞杆侧环形面积），222()4A D d π=-，2m ；D -----液压缸内径（活塞外径），m ；d-----活塞杆直径，m；F-----被推动的负载阻力（与F反向），N；1'F-----被拉动的负载阻（与F反向），N。
油缸设计计算
126
mm
O型密封圈的拉伸量
1.007833921
经验常数 kc
型圈拉伸后的实际截面直 径
O型圈的压缩率
1.25 2.500403446 mm 0.200129082 %
有关经验常数kc的说明
伸长率 % 8 6 4 -
低丙烯晴含量（丁晴-18 中丙烯晴含量（丁晴-26
Kc取1.25 Kc取1.35
油缸缸径 D
6
mm
工作压力 MPa
10
MPa
试验压力 MPa
15
MPa
材料的屈服强度
355
MPa
安全系数 n
2
缸筒材料的许用应力
177.5
MPa
缸筒壁厚
0.247763248 mm
油缸缸筒壁厚的计算
此公式用于缸筒壁后δ/D=0.08～0.3之间，工作压力大于16MPa
油缸缸径 D
320
mm
工作压力 MPa
22
MPa
试验压力 MPa
27.5
MPa
材料的屈服强度
300
MPa
安全系数 n
2
缸筒材料的许用应力
150
MPa
缸筒壁厚 mm
33.52380952 mm
油缸缸筒壁厚的计算
此公式用于δ/D≤0.08时（可用薄壁缸筒的实用计算式）
油缸缸径 D
110
MPa
缸筒端部用螺钉或拉杆
缸筒端部承受的最大推力
螺钉或拉杆的数目 螺钉的大径 螺钉的小径
缸筒的壁厚
油缸直径 油缸的工作压力
缸底计算厚度处的直径
缸底材料的许用应力 缸底材料的屈服强度
安全系数 油缸缸底厚
两级单作用液压缸设计计算书
专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计 QQ34682Q3468285 85
△d= d1P 试*[（d22+ d12）/（d22- d1 2）]/E =8.32*10-5 （m）
经查密封圈样本，该变形量在密封圈间隙允许范围内。
其中
E ——套筒材料的弹性模量，MPa，钢材 E=2.06*105MPa
其中
P 试 —— 液压缸的试验压力，MPa，P 试=1.25P=20MPa
p — 材料的许用强度，MPa， p= b/n=600/3=200MPa n ——安全系数，取 3
b ——材料的强度极限，45 钢， b=600MPa 液压缸壁厚验算：对最终采用的缸筒壁厚应进行四方面的验算
a.额定压力应低于一定的极限值，以保证工作安全 额定压力 PN≤0.35σ（s d22-d12）/d12=0.35*355*（0.12-0.092）=29MPa
足 达 到 负 载 要 求 ， 则 柱 塞 直 径 d1 ≥ √[4F/ （ π Pᶯ ） ]=√[4*80000/ （3.14*16*0.9）]=84mm 内孔尺寸依标准 GB/T2348-1993 圆整为 90mm
其中
ᶯ --- 液压缸工作效率，取 0.9
2.液压缸缸筒壁厚计算，套筒材料选 45 钢，壁厚暂定为 δ=5mm。
其中 F 推 ——液压缸 20MPa 最大推力，190000N d4 ——连接螺纹中径，mm d4= d5 -2*3/8H=96.7mm d5 ——螺纹大径，98mm H ——连接螺纹牙高，H=√3/2P=1.732mm
P ——连接螺纹螺距，2mm
L ——连接螺纹有效长度，17mm
专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计 QQ34682 8585
液压缸的计算
本课题中液压缸承受压力负载,缸筒内径可根据下式求出：
3-7
式中 -----拉力负载取最大值, ；
-----供液压力假定回液压力为大气压, ；
-----活塞杆直径, ;
由于该式中活塞杆直径为未定值,可根据确定的速度比 及将 代入可求D值,再进一步确定活塞杆直径d;D和d应圆整到标准系列尺寸值;
3-4
式中 -----活塞杆直径, ；
-----液压缸内径, ;
根据表4-4液压缸输出液压力,选择液压缸的内径 ,活塞杆直径
3-5
3-6
式中 -----作用在活塞上的液压力推力, ；
-----作用爱活塞杆侧环形面积上的液压力拉力, ；
-----进液腔压力产生推力时液压缸无杆腔进液；产生拉力时有杆腔进液, ；
3-21
式中 -----活塞杆输出力, ；
-----活塞杆应力, ；
-----活塞杆直径, ；
---材料的许用应力, ； ；
----材料的屈服强度, ；
-----安全系数, ,一般取 ;
所以
3活塞杆轴肩、螺纹及卡环键强度
活塞杆轴肩挤压强度按下式计算：
3-22
式中 -----活塞杆轴肩挤压应力, ；
-----活塞杆作用力, ；
----螺纹外径, ；
----螺纹内径, ,采用普通螺纹时, ；
-----螺纹螺距, ；
----螺栓数量；
---螺纹材料的许用应力, , ;
这里选择6个 的螺栓;
合应力
所以 即
活塞组件设计
活塞设计
1活塞的结构形式和密封件形式
活塞的密封件形式要根据液压缸的设计额定压力、速度和温度等工作条件来选择,而选择的密封件形式则决定了活塞的结构形式;
(完整word版)液压缸设计说明书(word文档良心出品)
液压缸的设计一、液压缸类型与安装方式的确定当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。
比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。
由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。
因为是活塞式，故用螺纹连接。
二、液压缸的结构设计1、缸体与缸的连接缸体与缸的连接形式较多，有拉杆连接、法兰连接、内半环连接、焊接连接、内螺纹连接等。
在此选用法兰连接，如下图所示：这种连接结构简单，装拆方便。
3、活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接大多采用螺纹连接结构和卡键连接结构。
螺纹连接结构形式简单实用，应用较为普遍；卡键连接机构适用于工作压力较大，工作机械振动较大的油缸。
因此从多方面的因素考虑选择螺纹连接结构。
4、液压缸缸体的安全系数对缸体来说，液压力、机械力和安全系数有关的因素都对缸体有影响。
液压缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是强度问题、刚度和定性问题三种形式给表现出来，其中最重要的还是强度问题。
要保证缸体的强度，一定要考虑适当的安全系数。
三、液压缸的主要技术性能参数的计算（一）、压力所谓压力，是指作用在单位面积上的负载。
从液压原理可知，压力等于负载力与活塞的有效工作面积之比。
P=F/A(N/m2)式中：F—作用在活塞上的负载力（N）A—活塞的有效工作面积（m2）从上述可知，压力值的建立是因为负载力的存在而产生的，在同一个活塞的有效工作面积上，负载越大，所需的压力就越大，活塞产生的作用力就越大。
如果活塞的有效工作面积一定，压力越大，活塞产生的作用力就越大。
由此可知：1、根据负载力的大小，选择活塞面积合适的液压缸和压力适当的液压泵。
2、根据液压泵的压力和负载力，设计和选用合适的液压缸。
3、根据液压缸的压力和液压缸的活塞面积，确定负载的重量。
在液压系统中，为了便于液压元件和管路的设计选用，往往将压力分级。
见下表因本次液压缸的设计要求中已知的公称压力为30Mpa，由表1.1可知，本此液压缸属于高压。
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液压系统的设计中，已对液压缸的主要结构尺寸作了计算，本章继续对液压缸的其余主要尺寸及结构进行设计计算。
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。
在上一章中已经作过缸筒内径D及活塞杆外径的计算，此处从略。
缸筒内径D—80?活塞杆外径d—45?(详见第三章)4.1.1缸筒长度L缸筒长度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 (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—活塞杆密封长度，由密封方式定;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全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图4-1所示)。
如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。
图4-1 油缸的导向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=0.45mD—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.缸筒结构缸筒与缸头的连接用法兰连接，其优点是:结构简单，易加工，易装卸;缺点是重量比螺纹连接的大，但比拉杆连接的小;外径较大。
液压缸设计说明书
佳木斯大學机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）说明书题目单杆活塞式液压缸的设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化（卓越工师）组员曾瑶瑶、王健跃、杨兰、沈宜斌指导教师臧克江完成日期2016年6月佳木斯大学机械工程学院目录设计要求 (II)第1章缸的设计 (1)1.1 液压缸类型和结构型式的确定 (1)1.1.1结构类型 (1)1.1.2局部结构及选材初选 (1)1.2液压缸主要尺寸的确定 (2)1.2.1 液压缸筒的内径D的确定 (2)1.2.2 活塞杆直径d的确定 (2)1.2.3 缸筒长度l的确定（如图1-3） (3)1.2.4 导向套的设计 (3)1.3活塞及活塞杆处密封圈的选用 (4)1.4缓冲装置设计计算 (4)第2章强度和稳定性计算 (7)2.1缸筒壁厚和外径计算 (7)2.2缸底厚度计算 (7)2.3 活塞杆强度计算 (7)致谢 (8)参考文献 (9)设计要求设计单杆活塞式液压缸；系统压力：10MPa；系统流量：100L/min；液压缸行程：450mm；速度：30mm/s；液压缸输出力：5000N；油口尺寸：M24*1.5，且两油口尽可能在缸筒的缸底侧；液压缸与外界联接方式缸底固定，活塞杆为耳环联接。
第1章缸的设计1.1 液压缸类型和结构型式的确定1.1.1结构类型1、采用单作用单杆活塞缸；2、液压缸的安装形式采用轴线固定类中的头部内法兰式安装在机器上。
法兰设置在活塞杆端的缸头上，内侧面与机械安装面贴紧，这叫头部内法兰式。
液压缸工作时，安装螺栓受力不大，主要靠安装支承面承受，所以法兰直径较小，结构较紧凑【1】。
这种安装形式在固定安装形式中应用得最多。
而且压力机的工作时的作用力是推力，则采用图1-1的安装形式。
图1-1安装形式1.1.2局部结构及选材初选1、缸筒的材料采用45号无缝钢管（如图1-2）；图1-2缸筒的设计2、缸底的材料：采用45号钢，与缸筒采用法兰连接【2】；3、缸盖：采用45号钢，与缸筒采用法兰连接；4、缸体与外部的链接结构为刚性固定：采用头部内法兰式连接；5、活塞：活塞采用铸铁；6、活塞杆：活塞缸采用45号钢，设计为实心；7、排气装置：在缸筒尾端采用组合排气塞；8、密封件的选用：活塞和活塞杆的密封件采用O形密封圈加挡圈【3】。
液压油缸设计计算公式
液压油缸的主要设计技术参数一、液压油缸的主要技术参数：1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。
2. 进出口直径及螺纹参数3.活塞杆直径；4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以1.5，高于16乘以1.255.油缸行程；6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。
7.油缸的安装方式；达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。
应该说是合格与不合格吧？好和合格还是有区别的。
二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。
液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面：1.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；2.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。
3.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，也因此它是液压缸的主要指标之。
液压油缸常用计算公式液压油缸常用计算公式项目公式符号意义液压油缸面积(cm 2 ) A =πD 2 /4 D ：液压缸有效活塞直径(cm) 液压油缸速度(m/min) V = Q / A Q ：流量(l / min)液压油缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10tV ：速度(m/min)S ：液压缸行程(m)t ：时间(min)液压油缸出力(kgf) F = p × AF = (p × A) －(p×A)( 有背压存在时)p ：压力(kgf /cm 2 )泵或马达流量(l/min) Q = q × n / 1000 q ：泵或马达的几何排量(cc/rev) n ：转速（rpm ）泵或马达转速(rpm) n = Q / q ×1000 Q ：流量(l / min) 泵或马达扭矩(N.m) T = q × p / 20π液压所需功率(kw) P = Q × p / 612管内流速(m/s) v = Q ×21.22 / d 2 d ：管内径(mm)管内压力降(kgf/cm 2 )△P=0.000698×USLQ/d 4U ：油的黏度(cst)S ：油的比重L ：管的长度(m)Q ：流量(l/min)d ：管的内径(cm)液压常用计算公式项目公式符号意义液壓缸面積(cm2) A =πD2/4D：液壓缸有效活塞直徑 (cm)液壓缸速度(m/min)V = Q / A Q：流量 (l / min) 液壓缸需要的流Q=V×A/10=A×V：速度 (m/min)非标液压、机电、试验、工控设备开发研制。
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：p F D π4==⨯⨯14.34= F ：负载力 （N ）A ：无杆腔面积 (2mm )P ：供油压力 (MPa)D ：缸筒内径 (mm)1D ：缸筒外径 (mm)2、缸筒壁厚计算π×／≤≥ηδσψμ1）当δ/D ≤0.08时pD p σδ2max 0＞（mm ） 2)当δ/D=0.08~0.3时maxmax 03-3.2p D p p σδ≥（mm ） 3)当δ/D ≥0.3时⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≥max max 03.14.02p p D p p σσδ（mm ） n bp σσ=δ：缸筒壁厚（mm ）0δ：缸筒材料强度要求的最小值（mm ）m ax p ：缸筒内最高工作压力（MPa ）p σ：缸筒材料的许用应力（MPa ）b σ：缸筒材料的抗拉强度（MPa ）s σ：缸筒材料屈服点（MPa ）n ：安全系数3 缸筒壁厚验算21221s )(35.0D D D PN -≤σ(MPa) D D P s rL 1lg3.2σ≤ PN ：额定压力rL P ：缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa)r P ：缸筒耐压试验压力(MPa)E ：缸筒材料弹性模量(MPa)ν：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：()rL P PN 42.0~35.0≤(MPa)4 缸筒径向变形量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=∆ν221221D D D D E DP D r （mm ）变形量△D 不应超过密封圈允许范围5 缸筒爆破压力DD PE b 1lg 3.2σ=(MPa)6 缸筒底部厚度P P D σδmax 21433.0≥（mm ）2D ：计算厚度处直径（mm ）7 缸筒头部法兰厚度PL a d r Fb h σπ)(4-=（mm ） F ：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 ）a r ：法兰外圆的半径（mm ）L d ：螺钉孔直径如不考虑螺钉孔，则：Pa r Fb h σπ4=（mm ） 8 螺纹强度计算螺纹处拉应力()2214D d KF-=πσ (MPa)螺纹处切应力)(2.033101D d KFd K -=τ (MPa) 合成应力P n στσσ≤+=223 许用应力0sn P σσ=F ：螺纹处承受的最大拉力0d ：螺纹外径 （mm ）1d ：螺纹底径 （mm ）K ：拧紧螺纹系数，不变载荷取K=1.25~1.5，变载荷取K=2.5~4 1K ：螺纹连接的摩擦因数，1K =0.07~0.2，平均取1K =0.12s σ：螺纹材料屈服点（MPa ）0n ：安全系数，取0n =1.2~2.59 缸筒法兰连接螺栓强度计算螺栓螺纹处拉应力zd KF214πσ= （MPa ）螺纹处切应力zd KFd K 31012.0=τ (MPa)合成应力P n σστσσ≤≈+=3.1322z ：螺栓数量10、缸筒卡键连接卡键的切应力（A 处）lD P l D D P 441max 121max ==ππτ (MPa)卡键侧面的挤压应力 )2(h 4)2(44121max 2212121max h D D P h D D D P c -=--=πππσ 卡键尺寸一般取h=δ,l=h,2h h h 21==验算缸筒在A 断面上的拉应力[]22121max 22121max )(4-)(4D h D D P D h D D P --=-=ππσ (MPa)11、缸筒与端部焊接焊缝应力计算()n d D Fb σηπσ≤-=21214 (MPa)1D ：缸筒外径 （mm ）1d ：焊缝底径 （mm ）η：焊接效率，取η=0.7b σ：焊条抗拉强度 (MPa)n ：安全系数，参照缸筒壁的安全系数选取如用角焊ησh D F 12= h —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：P d Fσπσ≤=24 (MPa)2)如果活塞杆所承受的弯曲力矩（如偏心载荷等），则计算式： P d W M A F σσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+= (MPa) 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：P n F σσ≤≈222d 8.1 (MPa) 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：()[]pp c d d F σπσ≤+-=243212 F ：活塞杆的作用力（N ）d ：活塞杆直径 （mm ）P σ：材料许用应力，无缝钢管P σ=100~110MPa ，中碳钢（调质）P σ=400MPad A ：活塞杆断面积 (2mm )W ：活塞杆断面模数 (3mm )M ：活塞杆所承受弯曲力矩（N.m ）2F ：活塞杆的拉力 （N ）2d ：危险截面的直径 （mm ）1d ：卡键槽处外圆直径 （mm ）3d ：卡键槽处内圆直径 （mm ）c ：卡键挤压面倒角 （mm ）pp σ：材料的许用挤压应力（MPa ）13、活塞杆弯曲稳定行计算活塞杆细长比计算 dL B 4=λ B L ：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）；1）若活塞杆所受的载荷力1F 完全在活塞杆的轴线上，则按下式验算：kK n F F ≤1 2261210B K L K I E F ⨯=π （N ）()()51108.111⨯=++=b a E E （MPa ） 圆截面：44049.064d d I ==π(4m )K F ：活塞杆弯曲失稳临界压缩力 （N ）K n ：安全系数，通常取K n =3.5~6K ：液压缸安装及导向系数（见机械设计手册5卷21-292） 1E :实际弹性模量（MPa ）a ：材料组织缺陷系数，钢材一般取a ≈1/12b ：活塞杆截面不均匀系数，一般取b ≈1/13E ：材料弹性模量，钢材 5101.2⨯=E （MPa ）I ：活塞杆横截面惯性矩（4m )d A ：活塞杆截面面积 （2m )e ：受力偏心量 （m ）s σ：活塞杆材料屈服点（MPa ）S ：行程 （m ）2）若活塞杆所受的载荷力1F 偏心时，推力与支承的反作用力不完全处在中线上，则按下式验算：βσsec 81106e d A F d S K +⨯= （N ）其中：62010⨯=EI L F a B K β 一端固定，另一端自由0a =1，两端球铰0a =0.5，两端固定0a =0.25， 一端固定，另一端球铰0a =0.3514、 缸的最小导向长度 220D S H +≥（mm ）导向套滑动面的长度1）在缸径≤80mm 时A=(0.6~1)D2）在缸径＞80mm 时A=(0.6~1)d活塞宽度取B=(0.6~1)D15、圆柱螺旋压缩弹簧计算材料直径：P KC P d τn 6.1≥ CC C K 615.04414+--= 或按照机械设计手册选取（5卷11-28） d DC = 一般初假定C-5~8有效圈数：'8'd 3n n4P P D P F Gd n ==弹簧刚度n C GDn D G P 43488d '==总圈数x n +=1nx ：1/2 (见机械设计手册第5卷 11-18） 节距：n dH t )2~1(0-=间距：d t -=δ自由高度：d n H ）（10+=最小工作载荷时高度：101-F H H =GD C P Gd D P F 414311n 8n 8==或者'11P P F =最大工作载荷时的高度n n F H H -0=GD C P Gd D P F n n 443n n 8n 8==或者'n1P P F = 工作极限载荷下的高度j j F H H -0=GDC P GdD P F j j 443j n 8n 8==或者'j 1P P F =弹簧稳定性验算 高径比：DH b 0=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：n B C P H P C P ＞0'=C P ：弹簧的临界载荷 （N ）B C ：不稳定系数 （见机械设计手册第5卷 11-19） n P ：最大工作载荷 （N ）强度验算： 安全系数 P S S ≥+=maxmin075.0τττ0τ： 弹簧在脉动循环载荷下的剪切疲劳强度，（见机械设计手册第5卷 11-19）m ax τ： 最大载荷产生的最大切应力 n 3max 8P d KDπτ=， m in τ： 最小载荷产生的最小切应力 13in8P d KD m πτ=， P S ：许用安全系数 当弹簧的设计计算和材料实验精度高时，取 P S =1.3~1.7 ， 当精确度低时，取 P S =1.8~2.2静强度： 安全系数P SS S ≥=maxττ S τ：弹簧材料的屈服极限15 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。
液压缸缸底、法兰计算
缸筒壁厚mm油缸最大工作压力Mpa油缸内径m2倍材料抗拉强度Mpa
13.02250.125600
内径(MM)内径(M)压力单边壁厚1250.12525013
内径(MM)半径(M)半径(M)压力125 6.25 6.25210
缸筒内径行程导套长度(H）→
6330061.5
活塞杆的直径CM D拉力N（P2)工件的T位100125.0030缸筒内径180
缸径D(mm)许用应力
[σ]Mpa
油缸内最高工作
压力P(MPA)缸底油口直径D0(mm)
1801201542法兰在缸筒最大
内压下的轴向压
力F 法兰外圆半径RA法兰螺孔直径DL法兰螺孔中心高b
计算缸底厚度
计算油缸FA厚度
缸筒壁厚mm=油缸最大工作压力Mpa*油缸内径m/2倍材料抗拉
计算壁厚及缸体外径
计算吨位
导向套长度计算
计算多大的缸筒用多大的活塞杆直径
安全系数
外径5
151.0416667
缸体外径151.0416667
吨位25.77085547
压力MPA(P)
20
P*D σ*(D-D0)缸底厚度2700
16560
31.47111408
缸筒材料的许用应力σp 法兰考虑DL的厚度H 法兰不考虑DL的
厚度H
厚度
厚度
料抗拉强度Mpa/安全系数
油泵最高压力=315GK=31.5Mpa
杆直径。
(完整word版)液压缸设计规范
液压缸的设计计算标准目录 : 一、液压缸的根本参数1、液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列2、液压缸行程系列〔GB2349-1980〕二、液压缸种类及安装方式1、液压缸种类2、液压缸安装方式三、液压缸的主要零件的结构、资料、及技术要求1、缸体2、缸盖〔导向套〕3、缸体及联接形式4、活塞头5、活寒杆6、活塞杆的密封和防尘7、缓冲装置8、排气装置9、液压缸的安装联接局部〔GB/T2878〕四、液压缸的设计计算1、液压缸的设计计算部骤2、液压缸性能参数计算3、液压缸几何尺寸计算4、液压缸结构参数计算5、液压缸的联接计算一、液压缸的根本参数1.1 液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列液压缸内径系列〔GB/T2348-1993〕810121620253240506380〔90〕 100〔110〕125〔140〕 160〔180〕 200220〔250〕〔280〕 320〔360〕 400450500括号内为优先采用尺寸活塞杆外径尺寸系列〔 GB/T2348-1993〕456810121416182022252832364045505663708090100110125 140160 180200 220250280 320360活塞杆连接螺纹型式按细牙，规格和长度查有关资料。
1.2 液压缸的行程系列〔 GB2349－1980〕第一系列255080100125160200250320400500 63080010001250160020002500320040001.2.1 第二系列406390110140180 220280360 45055070090011001400180022002800 3600二、液压缸的种类和安装方法2.1 液压缸的种类对江东机械公司而言双作用式活塞式液压缸单作用式柱塞式液压缸2.2 液压缸的安装方式对江东机械公司而言对柱塞式头部法兰对活塞式螺纹联接在梁上三、液压缸主要零件的结构、资料、技术要求3.1 缸体缸体资料A 焊接缸头缸底等，采用 35 钢粗加工后调质B 一般情况采用45钢HB241 －285C 铸钢采用ZG310－57[D 球墨铸铁〔江东厂采用〕QT50－7[E 无缝纲管调质〔 35 号 45 号〕[缸体技术要求[[ σ ] ＝110MPaσ] ＝120MPa σ] ＝100MPa σ] ＝ 80－90MPa σ] ＝110MPaA内径 H8 H9 B 内径圆度精度9－11 级粗糙度〔垳磨圆柱度 8级〕缸盖(导向套)缸盖资料A可选 35,45 号锻钢B可采用 ZG35,ZG45铸钢C可采用 HT200 HT300 HT350 铸铁D当缸盖又是导导游时选铸铁缸盖技术要求A 直径 d( 同缸内径 ) 等各种辗转面 ( 不含密封圈 ) 圆柱度按9 、10、11 级精度B 内外圆同轴度公差C与油缸的配合端面⊥按7 级D导向面表面粗糙度联接形式多种可按图13活塞头(耐磨)A 资料灰铸铁 HT200 HT300 钢 35 、45B技术要求外径 D(缸内径 ) 与内孔 D1↗按 7、8 级外径 D的圆柱度9 、10、11 级端面与内孔 D1的⊥按 7 级C活塞头与活塞杆的联接方式按图 3形式D活塞头与缸内径的密封方式V 型组合搬动局部柱寒缸40MPa以下Yx 型搬动局部活塞缸32MPa以下用O“型静止局部32MPa以下用“活塞杆A端部结构按江东厂常用结构图17、18B活塞杆结构空心杆实心杆C资料实心杆 35、45 钢空心杆 35、45 无缝缸管D技术要求粗加工后调质 HB229－285 可高频淬火 HRC45－55外圆圆度圆柱度公差按 9、10、11按 8 级级精度两外圆↗为端面⊥按 7 级工作表面粗糙度<〔江东镀铬深度〕渡后抛光3.2.6 活塞杆的导向、密封、和防尘A 导向套结构图9〔江东常用〕导向杆资料可用铸铁、球铁导向套技术要求内径 H8/f8 、H8/f9 表面粗糙度B活塞杆的密封与防尘柱塞缸 V 型组合搬动局部活塞缸Yx搬动局部“O〞型〔静止密封〕防尘，毛毡圈〔江东常用〕3.2.7 液压缸缓冲装置多路节流形式缓冲参照教科书3.2.8 排气装置采用排气螺钉液压缸的安装联接局部的型式及尺寸可用螺纹联接〔细牙〕油口部位可用法兰压板联接油口部位液压缸安装可按图84液压缸的设计计算液压缸的设计计算部骤依照主机的运动要求定缸的种类选择安装方式依照主机的动力解析和运动解析确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸如推力速度作用时间内径行程杆径注：负载决定了压力。
液压缸的设计计算
i ' 4 q'/ D i 2 d i 2 （m/s）
F ' D i 2 d i 2 p i '/ 4 D i 2 p 0 / 4 m ' 1 6 0 (N)
4.摆动液压缸
图（a）为单叶片摆动液压缸，其输出扭矩和回转角速度为：
活塞干的直径选择
工作压力ｐ /(MPa)
小于２
２～５
活塞杆直径ｄ
工作压力ｐ/ （ＭＰａ）
（０.２～０.３） Ｄ
５～１０
０.５Ｄ
活塞杆直径ｄ ０.７Ｄ
（2）动力较小的液压设备（如磨床、珩床及研磨类机床等），常根据缸的流量q和 活塞的运动速度V来决定，即
D 4q
v1
D
（3）液压缸的差动连接
单杆活塞液压缸在其左右两腔相互连通并输入压力油时称 之为“差动连接”。
• 不计容积损失时，差动连接缸的伸出速度：
3 q /A 1 A 2 4 q /d 2 (m/s)
• 活塞推力： F 3 p A 1 A 2m d 2 p m / 4 1 6 0 （N）
T bR R 2 1 m pr b 2 dR 1 2 r R 2 2 pm （Nm）
8q D2 d2
b
(1/s)
(3)其他液压缸及特点
• 1.串联液压缸（增力缸）：用于径向尺寸受限制 且要求处理较大的情况
• 2.增压液压缸
pA4D2 pB4d2
（7）选择缸盖的结构形式，计算厚度和强度 （8）审定全部设计计算资料，进行修改补充 （9）选择适当的密封结构，设计缓冲、排气和防尘等装置 （10）绘制装配图和零件图，编制技术文件
液压缸计算缸底厚度
缸径D 160mm 杆径d110mm 额定启门力320KN 有杆腔启门压力30.1958009Mpa油缸内最高工作压力P 35Mpa 缸径D40mm 屈服极限σs 340Mpa 许用应力[σ]115Mpa 可以取115-150油缸壁厚δ6.100217865mm油缸缸底厚度计算缸径D20mm 许用应力[σ]120Mpa 45钢取120，锻件（QT）取100油缸内最高工作压力P 40Mpa 缸底油口直径D00mmP*D800σ*(D-D0)2400缸底厚度4.999853331缸体内外径的平均值D1186.5mm 最终壁厚δ26.5mm缸体纵向应力[σz1]23.90105721Mpa 缸体环向应力[σh1]123.1603774Mpa 缸体合应力[σzh1]125.4581169Mpa116螺纹拧紧系数K 1.25螺纹内摩擦系数K10.12螺纹内径d126.211mm 螺纹外径d030mm 最大拉力F137.5KN 拉应力s 86.916943Mpa 剪应力t 46.85576302Mpa 合应力s n118.9156952Mpa45钢最大可取170螺纹强度核算有杆腔启门压力油缸壁厚计算液压缸缸体强度核算螺栓螺纹强度核算螺纹拧紧系数K 1.25螺纹内摩擦系数K10.12螺纹内径d113.835螺纹外径d016最大拉力F1200螺栓数量Z23拉应力s72.34094687Mpa剪应力t39.40450854Mpa合应力s n99.45530893Mpa 系统压力液压缸内最大计算工作压力Pc30.1958009Mpa活塞杆组件自重压力损失0.3Mpa密封和导向压力损失0.2Mpa管道压力损失0.4Mpa换向阀压力损失0.06Mpa调速阀压力损失0.6Mpa液控单向阀压力损失0.03Mpa回油滤器压力损失0.03Mpa系统压力计算值31.8158009Mpa系统压力圆整值31.82Mpa 油缸运行所需流量活塞杆径d55mm活塞直径D110mm油缸数量N1启门活塞速度 V启 2.1M/min 闭门活塞速度 V闭 2.1M/min 启门时油缸所需流量Q启14.9601375L/Min 闭门时油缸所需流量Q闭 (不考虑差动）19.94685L/Min 油泵排量汇漏系数e 1.2最大计算流量14.9601375L系统流量17.952165L电机转速1450油泵排量12.38080345ml电机功率系统压力P31.82Mpa 油缸运行所需流量Q17.952165L 油泵容积效率0.88系统功率P10.81889944KW 计算厚度外直径D2油缸壁厚计算20100628备注油缸内最高工作压力P25Mpa缸径D160mm材料牌号45屈服极限σs360Mpa许用应力[σ]115Mpa可以取115-150抗拉强度σb610Mpa安全系数n5一般取5缸筒材料的许用应力σp122油缸壁厚公式116.39344262δ/D≤0.08油缸壁厚公式219.45525292δ/D=0.08~0.3油缸壁厚公式317.15506238δ/D≥0.3油缸壁厚δ020mm外径公差余量c11mm腐蚀余量c21mm实际壁厚δ22.00mm油缸底部厚计算20100628计算厚度外直径D2100mm缸内最大工作压力P40MPA缸筒材料的许用应力σp122实际壁厚δ24.79350788缸筒头部法兰厚度法兰在缸筒最大内压下的轴向压力F20000N 法兰外圆半径RA0.24m 法兰螺孔直径DL0.0165m 法兰螺孔中心高b0.0671m 缸筒材料的许用应力σp122m 法兰厚度H7.918132238mm 不考虑DL的厚度7.641100175mm缸筒内径d200mm 卡键厚度h20mm 卡键宽度L10mm 外卡键剪应力 1.929375MPA 外卡键挤压应力201.1476064MPA 缸筒危险截面10.000525137MPA 内卡键剪应力157.5MPA 内卡键挤压应力165.7894737MPA 缸筒危险截面1108.3870968MPA。
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缸径D 160mm 杆径d
110mm 额定启门力320
KN 有杆腔启门压力
30.1958009
Mpa
油缸内最高工作压力P 35Mpa 缸径D
40mm 屈服极限σs 340Mpa 许用应力[σ]115
Mpa 可以取115-150
油缸壁厚δ
6.100217865
mm
油缸缸底厚度计算
缸径D
20mm
许用应力[σ]
120Mpa 45钢取120，锻件（QT）取100
油缸内最高工作压力P 40Mpa 缸底油口直径D00mm P*D
800σ*(D-D0)2400
缸底厚度
4.999853331
缸体内外径的平均值D1186.5mm 最终壁厚δ26.5mm 缸体纵向应力[σz1]23.90105721Mpa 缸体环向应力[σh1]123.1603774Mpa 缸体合应力[σzh1]
125.4581169Mpa
116
螺纹拧紧系数K 1.25
螺纹内摩擦系数K10.12螺纹内径d126.211mm
螺纹外径d030mm 最大拉力F1
37.5KN
螺纹强度核算
有杆腔启门压力
油缸壁厚计算
液压缸缸体强度核算
拉应力s86.916943Mpa
剪应力t46.85576302Mpa
合应力s n118.9156952Mpa45钢最大可取170螺栓螺纹强度核算
螺纹拧紧系数K 1.25
螺纹内摩擦系数K10.12
螺纹内径d113.835
螺纹外径d016
最大拉力F1200
螺栓数量Z23
拉应力s72.34094687Mpa
剪应力t39.40450854Mpa
合应力s n99.45530893Mpa
系统压力
液压缸内最大计算工作压力Pc30.1958009Mpa
活塞杆组件自重压力损失0.3Mpa
密封和导向压力损失0.2Mpa
管道压力损失0.4Mpa
换向阀压力损失0.06Mpa
调速阀压力损失0.6Mpa
液控单向阀压力损失0.03Mpa
回油滤器压力损失0.03Mpa
系统压力计算值31.8158009Mpa
系统压力圆整值31.82Mpa
油缸运行所
需流量
活塞杆径d55mm
活塞直径D110mm
油缸数量N1
启门活塞速度 V启 2.1M/min
闭门活塞速度 V闭 2.1M/min
启门时油缸所需流量Q启14.9601375L/Min
闭门时油缸所需流量Q闭 (不考虑
差动）19.94685L/Min
油泵排量
汇漏系数e 1.2
最大计算流量14.9601375L 系统流量17.952165L 电机转速1450
油泵排量12.38080345ml 电机功率
系统压力P31.82Mpa 油缸运行所需流量Q17.952165L 油泵容积效率0.88
系统功率P10.81889944KW 计算厚度外直径D2
备注
油缸内最高工作压力P 25Mpa 缸径D 160mm
材料牌号45屈服极限σs 360Mpa
许用应力[σ]
115
Mpa 可以取115-150
抗拉强度σb 610Mpa 安全系数n
5
一般取5
缸筒材料的许用应力σp 122油缸壁厚公式116.39344262δ/D≤0.08
油缸壁厚公式219.45525292δ/D=0.08~0.3油缸壁厚公式317.15506238δ/D≥0.3
油缸壁厚δ020mm 外径公差余量c11mm 腐蚀余量c21mm 实际壁厚δ
22.00mm
计算厚度外直径D2100mm 缸内最大工作压力P 40MPA 缸筒材料的许用应力σp 122
实际壁厚δ
24.79350788
油缸壁厚计算20100628
油缸底部厚计算20100628
缸筒头部法兰厚度
法兰在缸筒最大内压下
的轴向压力F20000N 法兰外圆半径RA0.24m 法兰螺孔直径DL0.0165m 法兰螺孔中心高b0.0671m 缸筒材料的许用应力σp122m 法兰厚度H7.918132238mm 不考虑DL的厚度7.641100175mm
缸筒内径d200mm 卡键厚度h20mm 卡键宽度L10mm 外卡键剪应力 1.929375MPA 外卡键挤压应力201.1476064MPA 缸筒危险截面10.000525137MPA 内卡键剪应力157.5MPA 内卡键挤压应力165.7894737MPA 缸筒危险截面1108.3870968MPA。