液压缸设计常用结构参数及计算表

二、二 缸 筒 壁 厚 的 验 算 B
1.液压缸的工作压力应低于一定的极限值Pm以确保工作安全
极限值Pm(MPa)
85.55555556 结论
OK, 满足安全要求
极限值Pm(MPa)
65.4967891 结论
OK, 满足安全要求
2.为避免缸体在工作时发生塑性变形,工作压力应低于0.42Ps
0.35Ps(MPa)
53.47610567 #NUM! 835
52.43557758 #NUM!
抗拉强度
50.83486671 #NUM! 980
48.6186745 #NUM!
53.55618831 52.57162267 51.05918934 48.97000331
已知倒角
已知角度
实际大径
最小杆尾
3
20
52.81610314
双固定+导向
210000
2
1
0.707
0.5
缸径(mm)
杆径(mm)
心部(mm) 行程(mm)
安装(mm)
180
160
130
7300
450
推力(N)
拉力(N)
速度比/面积比 两腔同时相进同压力 惯性矩（mm)4
763020
160140 4.764705882
602880 18140859.38
结 论 ON , 稳定性不足
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
键槽剪应力 安全系数
键槽压应力
87.71929825
7.41 81.77570093 6.358857143 193.236715
结论
OK, 卡键槽设计参数正确
十、活塞杆卡键及槽的强度验算
缸径 卡键外径
杆径(mm) 145
卡键内径
杆尾心部(mm) 屈服强度
70
0
441
卡键厚度
键外杆长
抗拉强度 650
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
牙拉应力
安全系数
牙剪应力
安全系数
有效圈数
348.5562191 0.96110751 178.4945154 1.501446693 20.90014686
结论
NO, 需重新确定螺纹牙型各设计参数
九、缸筒内卡键及槽的强度验算
缸径
缸筒外径
屈服强度
抗拉强度
工作压力
200
242
441
650
28
卡键外径
卡键内径
50.99272245 结论
OK, 满足朔性要求
0.42Ps(MPa)
61.19126695 结论
OK, 满足朔性要求
3.缸体在耐压试验时的径向变形量不得大于孔用密封圈的最大压缩量
弹性模数E=Mpa
206000 试验压力
50
径向变形量Db(mm)
0.354699912 结论
OK, 满足弹性变形要求
4.缸体在耐压试验时缸筒的爆破压力Pe远大于液压缸的耐压试验压力Pt
焊接长度 130
抗剪应力 2014.467
安全系数 16.03875
结论
焊接效率 0.7
焊接强度 500
抗拉应力
安全系数
1424.658416 11.34282178
结论
4、L*L角型焊缝的强度计算
焊接长度 130
焊接宽度 抗剪应力
3
136500
安全系数 0.108678344
结论
79.66815503
键槽剪应力 安全系数
键槽压应力
202.9622396 3.202566159 89.92788462 5.78241112 243.4279021
结论
OK, 卡键槽设计参数正确
3. 活塞杆肩甲部挤压强度的计算
工作压力 肩甲压应力 安全系数
29
903.2962963 1.439173398
结论
NO, 需重新确定杆尾各设计参数
12 272.019441
257.8785682 249.470626 236.2984324 217.4981005
335
抗拉强度
590
最小外径
最小外径
最小外径
最小外径
359.0245731 364.9169861 373.5813845
活塞杆的参数
3
5
8
12
12.85714286 16.59850006 20.99562637 25.71428571
焊接外径 240
焊接底径 202
抗拉力
安全系数
6460581.4
5.143775
结论
2、横“U”型焊缝的强度计算
焊接大径
焊接小径
配合直径
焊接长度
170
141
141
15
抗剪力 3254139
安全系数
抗拉力
安全系数
2.590875 3124452.17 1.952782606
结论
3、角型焊缝的强度计算
配合直径 141
7.1 外螺帽强度的计算
螺帽外径
退刀槽拉应力
退刀槽安全系 数
螺纹拉应力
螺纹剪应力
300 178.9805269
4.665312 242.4568966 72.05673902
螺帽受剪宽度 剪应力
安全系数
受挤压大径 受挤压小径
4 415.5585106
2.358272
234
223
结论
NO, 需重新确定螺帽各设计参数
0.12
结论
NO, 需重新确定各设计参数
螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5--2.5)
牙拉应力
安全系数
牙剪应力
安全系数
有效圈数
265.7313355 3.142271492 136.0801597 4.908871371 15.93143037
结论
NO, 需重新确定牙型各设计参数
1.2 已知推力、缸径求压力(效率0.9-0.98)
推力（T）
压力(MPa)
缸径(mm)
推力（T）
缸径(mm)
350
23 451.7243204
132
320
500
25 532.057923
110
250
6.3633
26 55.83669406
6.3633
160
4.3293
26 55.04759103
4.3293
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
十一、一、活塞杆外螺纹的强度验算(安全系数1=静3；动5-8；12；系数2=1.2--2.5)
十一、一、活塞杆外螺纹的强度验算(安全系数1=静3；动5-8；12；系数2=1.2--2.5)
缸径
221.8181818 50.42
缸筒内壁处最大合应力
226.7345455 安全系数
3.528355145
缸底支承时缸筒内壁处最大合 应力
244.2867845 安全系数
3.274839455
最小外径
219.9529351 最 大 外 径
结论
OK, 缸筒壁厚设计参数正确,进入下一代验算
结论
OK, 缸筒壁厚设计参数正确,进入下一代验算
爆破压力Pe(MPa)
163.9051793 结论
OK, 满足爆破安全要求
结论
OK, 缸筒壁厚设计参数正确
三、一 缸筒及活塞杆抗拉强度的验算
安全系数 最小外径 最大内径
屈服强度 已知内径
350
安全系数 最小槽径 最大内径 最大尾孔
屈服强度 最小杆尾 已知大径
55
缸筒的参数
3
5
8
234.0911021 243.0316991 255.8574815
590
31.5
法兰外径
螺孔1中心
螺孔1径
大法兰外径
440
400
22
380
1. 法兰强度的计算
缸筒法兰厚度
缸底法兰厚度 44.58081558
导向套法兰厚度 79.66815503
缸筒法兰厚度
缸底法兰厚度
导向套法兰厚度 大法兰厚度
35
35
150
150
结论
NO, 需重新确定各设计参数
2. 螺栓抗拉强度的计算
186.6666667 螺纹退刀槽
171
54.2437175 208.9774799 1.33586962
螺纹退刀槽安全系数
螺纹退刀槽
2.564469866
NO,
0.12
结论
OK, 内螺纹尺寸设计参数正确
结论
OK, 内螺纹尺寸设计参数正确
螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5--2.5)
液压缸设计常用结构参数及计算表
材料厚 度
液压缸设计常用材料及性能
0.1-16
16-30
45T 45 35 20 10
40Cr 27SiMm 42CrMo 35CrMo
材料名称
20 35 45 27SiMm
650 590 510 390 335 980 980 1080 1000 抗拉强度
500 600 700 900
160
18
20 107.0745915
30
200
1.3 已知缸径、速比求杆径
缸径(mm)
速比
100
1.25
1.33
1.46
2
杆径(mm)
45
50
56 70.71067812
据受力情况确定杆径 受拉力杆径等于0.3-0.5缸径
受拉力杆径 为：
30
至
50
受压力时：
P≤5MPa：
50
至
55
5＜P≤7时：
60
七、缸筒外螺纹的强度验算
缸径
外径 250
屈服强度
290
835
抗拉强度 980
工作压力 30
螺纹大径
螺距
280
螺纹长度 5
*底径*
安全系数
83
276
1.2
螺纹拉应力 螺纹剪应力 螺纹合应力 安全系数
摩擦系数
-3616.005139 -1132.509932 4113.785289 0.202976077
挤压底径
1020
挤压应力
安全系数
920 6.237113402 189.1900826
结论
2. 法兰受拉螺栓强度的计算
螺栓承载 91000
螺栓个数
螺栓应力 12
安全系数 0 #DIV/0!
结论
结论
#DIV/0!
六、缸筒焊缝的强度验算
缸径
外径
屈服强度
抗拉强度
工作压力
200
240
785
980
40
1、立“U”型Leabharlann Baidu缝的强度计算
24.53531599
0.3 NO 右边计算结果不考虑
21.61733887
0.3 NO 右边计算结果不考虑
24.729882
二、一 缸 筒 壁 厚 的 验 算 A (35,45,20MnMo,许用应力110-150MPa)
计算点
径向应力δr 200 合应力
-40 切向应力δt 226.7411966 缸底厚度
卡键厚度
键外缸筒长
键屈服强度
214
180
16
16
440
1. 卡键挤压强度及剪切强度的计算
卡键剪应力 安全系数
卡键压应力1 安全系数
卡键压应力2
87.5 5.942857143 193.236715
6.7275 147.3684211
结论
OK, 卡键设计参数正确
2. 卡键槽挤压、抗拉、剪切强度的计算
键槽拉应力 安全系数
杆尾
84
48
20
20
65
1. 卡键挤压强度及剪切强度的计算
卡键剪应力 安全系数
卡键压应力1 安全系数
卡键压应力2
89.92788462 8.718096766 165.1801484 11.86583267 243.4279021
结论
OK, 卡键设计参数正确
2. 卡键槽挤压、抗拉、剪切强度的计算
键槽拉应力 安全系数
51.3108766
三、二 缸底参数确定及验算
缸径
外径
280
340
缸底孔径 缸底厚度
220
68.85
屈服强度 335
焊接效率 0.70
抗拉强度 590
焊接强度 500.00
工作压力 35
焊缝底径 276.41
四、缸筒法兰、缸底法兰、导向套法兰厚度的验算
缸径
外径
屈服强度
抗拉强度
工作压力
100
121
335
导套受剪宽度 剪应力
安全系数
5
375 2.613333333
结论
NO, 需重新确定导向套各设计参数
八、缸筒内螺纹的强度验算
缸径 螺纹大径
缸筒外径
屈服强度
160
190
335
螺距
螺纹长度
抗拉强度 590
*外径*
工作压力 35
安全系数
170
3
60
190
1.2
螺纹拉应力 螺纹剪应力 螺纹合应力 安全系数
摩擦系数
焊接效率 0.7
结论
焊接强度 500
抗拉应力
安全系数
96534.65347 0.054355587
结论
NO, 需重新确定各设计参数
抗拉合力
抗拉合系数
9586458.228 7.632530437
抗剪合力
抗剪合系数
3256153.467 2.592478875
抗拉结果 抗剪结果
OK, 焊缝强度足够 NO, 需重新确定参数
441 335 305 245 205 785 835 930 850 屈服强度
400～450 500～550 600～650
800
430 325 295 235 195
屈服强度 8 6 4
伸长率
1. 一般缸径、杆径及压力的计算
缸径(mm)
一般缸筒长不超过内径20倍
1.1 已知推力、压力求缸径(效率0.9-0.98)