双活塞杆双作用活塞式液压缸结构设计

目录

1设计的依据、原则和步骤 (3)

1.1引言 (3)

1.2设计的依据 (3)

1.3设计的一般原则 (3)

1.4设计的一般步骤 (4)

2设计的题目、技术参数、目的和要求 (5)

2.1设计题目 (5)

2.2设计技术参数 (5)

2.3设计目的 (5)

2.4设计要求 (5)

3液压缸缸体结构形式的确定 (5)

3.1结构初型 (5)

4液压缸性能参数与结构参数的计算 (6)

4.1液压缸工作负载力分析和计算 (6)

4.2 液压缸的液压力计算和工作压力的选择 (7)

4.3液压缸速度比的确定 (7)

4.4液压缸速度计算和流量选择 (7)

4.5液压缸综合结构参数及安全系数的选择 (8)

5缸筒设计与计算 (9)

5.1缸筒与缸盖的连接形式 (9)

5.2对缸筒的要求及材料选择 (11)

5.3缸筒的计算 (11)

5.4缸筒加工的技术要求 (13)

5.5缸筒头部法兰厚度 (14)

5.6缸筒—缸盖的连接计算 (15)

5.7 缸盖的材料和技术要求 (15)

5.8缸盖厚度的确定 (16)

5.9最小导向长度的确定 (16)

5.10缸体长度的确定 (16)

6活塞组件设计 (16)

6.1活塞设计 (16)

6.2活塞与活塞杆的连接结构 (17)

6.3活塞杆设计 (18)

6.4活塞杆及连接件强度校核 (19)

6.5活塞杆液压缸稳定性校核 (20)

7液压缸油口和排气装置设计 (21)

7.1油口设计 (21)

7.2排气装置设计 (22)

参考文献 (23)

双活塞杆双作用活塞式

液压缸结构设计

1设计的依据、原则和步骤

1.1引言

一部现代机器通常由机架、原动机、传动装置和工作机构四个主要部分构成，其中机架为载体，原动机的作用是进行能量形式的转换，为机器提供适当形式的动力，传动装置的作用是进行动力的传递，工作机构即执行机构，其作用是消耗能量而做功。如果原动机将其他形式的能转换成液压能，执行元件消耗液压能而做功，则称为液压机械或液压机。液压机械的执行元件即做功元件是液压马达和液压缸。液压马达和液压缸是通用化和标准化程度很高的液压元件，用户或设计者在研制一部新的液压机械时，应尽量选择标准化的液压元件，以避免金钱的浪费和时间、精力的消耗。但由于使用要求的千差万别，液压元件的专用化设计是不可避免的，其中以液压缸设计居多。这是由于液压缸配置的灵活性，设计、制造比较容易，维护比较方便的特点决定的。因而，相对其他液压元件而言，液压缸的设计是极为常见的，这也是工程技术人员必须具有的一种基本技能。

1.2设计的依据

液压缸与机器及机器上的机构直接相联系，对于不同的机构，液压缸的具体用途和工作性能也不同，因此设计之前，要进行全面地分析和研究，收集必要的原始资料并加以整理作为设计的依据。

（1）了解和掌握液压缸在机器上的用途和工作要求。

（2）了解液压缸工作环境条件。

（3）了解外部负载情况。

（4）了解液压缸运动形态及安装的约束条件。

（5）了解液压系统的情况。

（6）了解有关国家标准、技术规定和其他参考资料。

1.3设计的一般原则

液压缸设计时应注意如下问题：

（1）保证液压缸的输出推力、拉力（或转矩）、行程和往返运动速度满足要求。液压缸的额定工作压力（输出力的折算值）以液压泵的额定工作压力的70%为宜。

（2）保证液压缸的每个零件有足够的强度、刚度和耐用性（寿命）。

（3）在保证上述两个条件的前提下，尽量减小液压缸的外形尺寸和重（质）量。一般说来，在外负载一定的条件下，提高液压缸的额定工作压力可减小液压缸的外形尺寸。

（4）在保证液压缸性能的前提下，尽量减少零件数量，简化结构。

（5）尽量避免液压缸承受横（侧）向负载和偏心负载，活塞杆工作时最好受拉力，以免产生纵向弯曲而引发稳定问题。

（6）液压缸的安装形式、活塞杆头部与外负载的连接形式要合理，尽量减小活塞杆伸出后的有效安装长度，避免产生“鳖劲”现象，增加液压缸的稳定性。

（7）密封部位的设计和密封件的选用要合理，保证性能可靠、漏量少、摩擦力小、寿命长、更换方便。密封部位的设计是保证液压缸性能的重要一环，对所选用的密封件，应使其压缩率在合理范围内。

（8）根据液压缸的工作条件和具体情况设置适当的排气、缓冲和防尘措施。在工作条件恶劣的情况下应考虑活塞杆的防护措施。

（9）各种零件的结构形式和尺寸设计，应尽量采用标准形式和规系列尺寸，尽量选用标准件。

（10）液压缸应做到成本低、制造容易、维护方便。

1.4设计的一般步骤

一般情况下，应根据已确定的工作条件和掌握的设计资料，灵活地选择设计程序和步骤，反复推敲和计算，直到获得满意的设计结果。

（1）根据设计依据和负载机构的动作要求，初步确定设计方案：缸体结构设计、安装方式、连接方式等。

（2）根据液压缸承受的外部载荷作用力确定液压缸在行程各阶段上负载变化规律及必须提供的动力数据。

（3）在以输出力为主的液压缸设计中，根据负载F和选定的额定（工作）压力Pn，确定缸筒内径（即活塞外径）D和活塞杆直径d。

（4）根据选择活塞外径D和活塞杆直径d计算无杆腔面积A1和有杆腔面积A2；根据液压缸速度u的要求，确定液压缸所需的流量Q。

（5）选择缸筒材料，计算缸筒厚度或外径。

（6）选择缸底和缸盖的结构形式，计算缸底厚度、缸筒与缸盖的连接强度；确定具体安装形式及结构尺寸；确定缸筒上油口的位置、尺寸和连接形式。

（7）活塞组件设计。