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1.25
5.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/10t
??V ：速度(m/min)
??S ：液压缸行程(m)
??t ：时间(min)
??液压油缸出力(kgf) ??F = p × A
??F = (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 4
??U ：油的黏度(cst)
??S ：油的比重
??L ：管的长度(m)
非标液压、机电、试验、工控设备开发研制。

液压缸无杆腔面积平方米)=0.005024(平方米)
泵的理论流量Q=排量*转速=32*1430/1000000 ? (立方米/
分)=0.04576(立方米/分)
液压缸运动速度约为V=0.95*Q/A=0.104 ? ? m/min 所用时间约为T=缸的行程/速度=L/V=0.8/0.104=8 ? (秒)
? 上面的计算是在系统正常工作状态时计算的,如果溢流阀的安全压力调得较低,负载过大,液压缸的速度就没有上面计算的大,时间T就会增大.
楼主应把系统工作状态说得更清楚一些.其实这是个很简单的问题:你先求出油缸的体积,会求吧,等于:4021238立方毫米;然后再求出泵的每分钟流量,需按实际计算,效率取92%(国家标准),得出流量为立方毫米;两数一除就得出时间:0.0955分钟,也就是5.7秒,至于管道什么流速什么的东西根本不要考虑,影
响比较少.
油缸主要尺寸的确定方法
1．油缸的主要尺寸
油缸的主要尺寸包括：缸筒内径、活塞缸直径、缸筒长度以及缸筒壁厚等。

2．主要尺寸的确定
（1）缸筒直径的确定
根据公式：F=P×A，由活塞所需要的推力F和工作压力P可求得活塞的有
效面积A，进一步根据油缸的不同结构形式，计算缸筒的直径D。

（2）活塞杆尺寸的选取
活塞杆的直径d，按工作时的受力情况来确定。

根据表4-2来确定。

（3）油缸长度的确定
油缸筒长度=活塞行程+活塞长度+活塞导向长度+活塞杆密封及导向
长度+其它长度。

活塞长度=(0.6—1)D；活塞杆导向长度=（0.6—1.5）d。

其它长度指一些特殊的需要长度，如：两端的缓冲装置长度等。

某些单活塞杆油缸油时提出最小导向程度的要求，如：H≥L/20+D/2。

•液压设计常用资料
•??时间：2010-8-27 14:17:02
•径向密封沟槽尺寸
•
•
•沟槽尺寸计算方法
•活塞密封沟槽：d3max=d4min-2t •活塞杆密封沟槽：d6min =d5max+2t •轴向密封沟槽尺寸
•
•
•沟槽尺寸计算方法
•受内压的沟槽形式：d7=d1-2d2
•受外压的沟槽形式：d8 =d1
•沟槽各尺寸公差
•
•沟槽及与O形圈配合表面的表面粗糙度
•
•
•O形圈使用范围
•
•注：▲为推荐使用密封形式
•
•字母代号
•d1—O形圈内径
•d2—O形圈截面直径
•d3—O形圈沟槽内径（活塞密封时，沟槽底直径）•d4—缸孔直径?
•d5—活塞杆直径
•d6—O形圈沟槽外径（活塞杆密封时，沟槽底直径）•d7—轴向密封时沟槽外径（受内压）
•d8—轴向密封时沟槽内径（受外压）
•d9—活塞直径（活塞密封）
•d10—O形圈截面直径
•b—O形圈沟槽宽度
•b1—加1个挡圈的O形圈沟槽宽度•b2—加2个挡圈的O形圈沟槽宽度•z—导角长度
•r1—槽底圆角半径
•r2—槽棱圆角半径
•2g—径向间隙
•
•油缸组合密封结构尺寸
•
•
•活塞密封
•
•活塞杆密封
•支撑环及防尘圈选用尺寸
•
•
•
•粗牙螺栓的保证载荷和最小拉力载荷（GB3098.1-82）
•
•
•细牙普通螺纹基本尺寸计算表
•
•
•螺栓、螺钉和螺柱的力学性能（GB3098.1-82）
•
•注：1.表面硬度不应比芯部硬度高出30个维式硬度值，但10.9级的表面硬度应不大于390HV30。

•
•伺服油缸用拉杆螺（纹）栓拧紧力矩（Rexroth）
•
•
•管道参数
•一.管道内油流速度
•流速计算V=Q/A=21.2314Q/d2（m/S）?
•Q—流量（L/min）? d—管子内径（mm）
• 1.?吸油管道：V≤1.5～2m/S（一般常取1m/S以下）
• 2.?压力油管道：V≤2.5～5m/S（压力高时取大值，压力低时取小值；管道长时取????????????????????????????????????????????????????
•小值，管道短时取大值；油粘度大时取小值）。

• 3.?管道及局部收缩处取：V=5～7m/S
• 4.?回油管道：V≤1.5～2.5m/S
•二.壁厚计算
•δ=Pg*d/（2「σ」）? （mm）
•Pg—公称压力（Kg/cm2）
• d —管子内径（mm）
•「σ」—许用应力（Kgcm2）? 对于钢管「σ」=σb/n? （n=4～8）•三.钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及推荐流量表（JB827-66）•
•四.弯曲半径
•最小弯曲半径：R≥10D （D—钢管外径）
•
•五.管道支架间距（直管部分）
•
•
•液压油物理化学性质
•一.常用液压油
•
•
•一.常用液压油
• 1.运动粘度：液体在同一温度下的动力粘度与该液体密度的比值ν。

1cSt=1mm2/S
• 2.动力粘度：单位面积上的粘性力，即内摩擦阻力与垂直于该面上的速度变化率成比例，其比例常数μ即动力粘度。

•1kgf/m2=98.066P=9.80665PaS、1P=0.1 PaS=0.1N. S/m2
• 3.粘度指数：
•
• 4.温度膨胀：体积：ΔVt=V（1+αVΔt）（mL）•??????????? 密度：ρt=ρ（1+αVΔt）（g/mL）•??????????????? αV=（8.5～9.0）×10-4/℃，平均取αV=8.7×10-4/℃• 5.热导率：液体内热传递的难易程度：
•????????? Qn=λA（t2-t1）/L（W）
•????????? A—传热面积（m2）、L—与热流成直角方向的物质厚度（m）•????????? λ=0.116～0.151（W/m.K）
• 6. 弹性模量：β=1/K=-ΔV/（V*Δp）（MPa-1）•???????????? K≈（1.2～2）×103 MPa，实际（油混气）工程中取（0.7～1.4）×103 MPa
•7. 比热容：
•
•作动器缸径D、杆径d、速度比Ψ及输出力F1（单杆）/F2（双杆）
•进油压力21MPa ，回油压力0, A1—无杆腔工作面积，A2—有杆腔工作面积，Ψ=A1/A2
•
•作动器常用安装形式
•
•液压、气动和元件结构及尺寸
•
•
•
•常用液压公式
• 1. 泵和马达
• a.几何流量QL=q×n÷1000（L/min）•?????????? q—几何排量（mL/rev）•?????????? n—轴转速（rev/min）
• b.液压功率N=QL×PS÷61.2η（KW）•????????? QL—流量（L/min）•????????? PS—压力（MPa）
•η—效率
• c.轴功率N=ML×n÷9550（KW）
•ML—轴扭矩（Nm）
•n—轴转速（rev/min）
• 2. 油缸
• a. 几何流量QL=A×VL÷1000?? （L/min）•?A—有效面积（cm2）•?????????? vL—活塞速度（cm/S）
• b.理论推力F= A×PS×100（N）•????????? A—有效面积（cm2）
•PS—压力（MPa）
•常用密封件材料适用的介质和使用温度范围
•
•普通工制粗牙螺纹扭紧力矩
•
液压缸工作压力确定
活塞杆直径d与缸筒内径D的计算受拉时：?????? ????????????? d=(0.3~0.5)D
受压时：?????? ????????????? d=(0.5~0.55)D???????????????????? (p1<5mpa)???????????? ????????????? ????????????????????????????????????
d=(0.6~0.7)D?????????????????????? (5mpa<p1<7mpa) ????????????????????????????????????
d=0.7D?????? ????????????????????????? (p1>7mpa)
缸筒最薄处壁厚：δ≥pyD/2(σ)?????????????????
δ—缸筒壁厚；D—缸筒内径；???????????????
py—缸筒度验压力，当额定压Pn>160x105Pa时，
Py=1.25Pn ；???????????????????
(σ)—缸筒材料许用应力。

(σ)=σb/n。

活塞杆的计算
直径强度校核：d≥[4F/π(σ)]1/2
d—活塞杆直径；F—液压缸的负载；?? (σ)—活塞杆材料许用应力，(σ)=σb/n。

液压缸缸筒长度的确定
? 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。

活塞杆长度根据缸筒长度而定。

对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。

液压缸的计算
工作日记2007-06-27 09:03:59 阅读1199 评论1 ??字号：大中小?订阅
使用压力?? 类别名称??? 对应油缸
7Mpa????? 低压液压缸
14Mpa???? 中压液压缸?? CX, HO, RO系列?
21Mpa???? 高压液压缸?? HRO系列?
常用计算公式：
示意图计算公式
推力：F1=A1×P1×Q?? (kgf)
拉力：F2=A2×P2×Q?? (kgf)
推侧活塞受压面积：A1=πD2/4 =0.785D2???? (C㎡) 拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4? =0.785(D2-d2)???? (C㎡)
液压缸内径，即活塞直径：D (cm)
活塞杆直径：d?? (cm)
推侧压力：P1 (kgf/C㎡)
拉侧压力：P2 (kgf/C㎡)
效率：Q
? 注：1：油缸实际出力低于理论出力
????? 2：效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60%?
?
缸油分类说明：使用压力类别名称对应油缸
7Mpa?? 低压液压缸MO系列?
14Mpa? 中压液压缸? CX, HO, RO系列?
21Mpa? 高压液压缸? HRO系列?
常用计算公式：
?计算公式
推力：F1=A1×P1×Q?? (kgf)
拉力：F2=A2×P2×Q?? (kgf)
推侧活塞受压面积：A1=πD2/4 =0.785D2???? (C㎡)
拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4? =0.785(D2-d2)???? (C㎡) 液压缸内径，即活塞直径：D?? (cm)
活塞杆直径：d?? (cm)
推侧压力：P1 (kgf/C㎡)
拉侧压力：P2 (kgf/C㎡)
效率：Q
? 注：1：油缸实际出力低于理论出力
??????????? 2：效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60%
液压常用公式
工作日记2009-04-14 17:29:44 阅读119 评论0 ??字号：大中小?订阅液压常用计算公式
长度
重量
面积
容积
力
压力
力矩
马力
动力黏度
油箱
? ? 油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。

油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。

? ? 油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。

开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。

开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。

闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。

如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。

矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。

? ? 2.1 油箱的设计要点
? ? 图10为油箱简图。

设计油箱时应考虑如下几点。

? ? 1）油箱必须有足够大的容积。

一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。

? ? 2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。

管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。

吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。

回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。

? ? 3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。

隔板高度为液面高度的2/3～3/4。

图10 油箱
1—液位计；2—吸油管；3—空气过滤器；4—回油管；5—侧板；6—入孔盖；7—放油塞；8—地脚；9—隔板；10—底板；11—吸油过滤器；12—盖板；
? ? 4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。

为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。

对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。

? ? 5）油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。

在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。

? ? 6）对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。

常用的方法有：
? ? ①酸洗后磷化。

适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。

? ? ②喷丸后直接涂防锈油。

适用于一般矿物油和合成液压油，不适合含水液压液。

因不受处理条件限制，大型油箱较多采用此方法。

? ? ③喷砂后热喷涂氧化铝。

适用于除水-乙二醇外的所有介质。

? ? ④喷砂后进行喷塑。

适用于所有介质。

但受烘干设备限制，油箱不能过大。

? ? 考虑油箱内表面的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。

油箱的容量计算
? ? 油箱容量的计算
? ? 液压泵站的油箱公称容量系列（JB/T7938-1995），见表1。

表1 油箱容量JB/T7938-1995（L）
? ? 油箱容量与系统的流量有关，一般容量可取最大流量的3～5倍。

另外，油箱容量大小可从散热角度去设计。

计算出系统发热量与散热量，再考虑冷却器散热后，从热平衡角度计算出油箱容量。

不设冷却器、自然环境冷却时计算油箱容量的方法如下。

? ? 1）系统发热量计算在液压系统中，凡系统中的损失都变成热能散发出来。

每一个周期中，每一个工况其效率不同，因此损失也不同。

一个周期发热的功率计算公式为
式中 H——一个周期的平均发热功率（W）；
? ? T——一个周期时间（s）；
? ? Ni——第i个工况的输入功率（W）；
? ?
ηi——第i个工况的效率；
? ? ti——第i个工况持续时间（s）。

? ? 2）散热量计算当忽略系统中其他地方的散热，只考虑油箱散热时，显然系统的总发热功率H全部由油箱散热来考虑。

这时油箱散热面积A的计算公式为
式中 A——油箱的散热面积（m2）；
??
??H——油箱需要散热的热功率（W）；
△t——油温（一般以55℃考虑）与周围环境温度的温差（℃）；
? ? K——散热系数。

与油箱周围通风条件的好坏而不同，通风很差时K=8～9；良好时X=15～17.5；风扇强行冷却时K=20～23；强迫水冷时K=110～175。

? ? 3）油箱容量的计算设油箱长、宽、高比值为α：b：c，则边长分别为αl、bl、cl、时（见图11），l的计算公式为
式中 A——散热面积（m2）。