液压缸的设计与计算.ppt

液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定液液压缸内径和活塞杆直径的确定压缸内径和活塞杆直径的确定缸筒壁厚缸筒壁厚的确定的确定液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定14、2液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算液压缸的主要尺寸包括：液压缸的主要尺寸包括：液压缸内径液压缸内径D活塞杆直径活塞杆直径d液压缸缸体长度液压缸缸体长度L2液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定见表见表4、2、1，4、2、23液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定（一）液压缸内径（一）液压缸内径D（二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d4液压缸内径液压缸内径D 1根据最大总负载和选取的工作压力来确定根据最大总负载和选取的工作压力来确定2根据执行机构速度要求和选定液压泵流量根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定来确定5根据最大总负载和选取的工作压力来确定根据最大总负载和选取的工作压力来确定以单杆缸为例：以单杆缸为例：无杆腔进油时无杆腔进油时D=4F1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2有杆腔进油时有杆腔进油时D=4F2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2若初步选取回油压力若初步选取回油压力p2=0，则上面两式简化为：，则上面两式简化为：无杆腔进油时无杆腔进油时D=4F1/p1有杆腔进油时有杆腔进油时D=4F2/p1+d26根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定无杆腔进油时：D=4qv/v1 有杆腔进油时：D=4qv/v1+d2 计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为标准值 7（二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d 原则：活塞杆直径可根据工作压力或设原则：活塞杆直径可根据工作压力或设备类型选取液压缸的往复速度比备类型选取液压缸的往复速度比有一定要求时有一定要求时d=Dv-1/v计算所得活塞杆直径计算所得活塞杆直径d亦应圆整亦应圆整为标准系列值。为标准系列值。8（三）液压缸缸体长度（三）液压缸缸体长度L 原则：由液压缸最大行程、活塞宽原则：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆导向套长度、活度、活塞杆密封塞杆密封长度和特殊要求的长度和特殊要求的其它长度确定其它长度确定,为减小加工难为减小加工难度，一般液压缸缸体长度不度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的应大于内径的2030倍。倍。9三三缸筒壁厚缸筒壁厚中低压系统，无需校核中低压系统，无需校核确定原则确定原则高压大直径时，必须校核高压大直径时，必须校核10缸筒壁厚缸筒壁厚校核方法校核方法薄壁缸体（无缝钢管）薄壁缸体（无缝钢管）:当当/D0.08时时pmaxD/2厚壁缸体（铸造缸体）厚壁缸体（铸造缸体）:当当/D=0.080.3时时pmaxD/2.3-3pmax当当/D0.3时时D/2+0.4py/-1.3py-111液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定导向长度导向长度HL/20+D/2（L为液压缸最大行程）为液压缸最大行程）活塞宽度活塞宽度B=（0、61、0）D；A=(0.610)D（D80mm）导向套滑动面长度导向套滑动面长度AA=(0.61)d（D80mm）如装有隔套如装有隔套K时，时，C=H-（A+B）/212液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定活塞杆长度由活塞杆长度由L确定，必要时需进行稳定性验算。确定，必要时需进行稳定性验算。当液压缸承受轴向压缩载荷时：当液压缸承受轴向压缩载荷时：若若l/d15时，无须验算时，无须验算验算验算l/d15时，可按材料力学有关公式进行时，可按材料力学有关公式进行134、3 液压缸结构设计 4、3、1液压缸的典型结构举例液压缸的典型结构举例4、3、2缸体与端盖的结构设计缸体与端盖的结构设计144、3、1液压缸的典型结构举例液压缸的典型结构举例典型结构典型结构设计依据设计依据15典型结构典型结构缸体组件、活塞组件、密封件、缸体组件、活塞组件、密封件、连接件、缓冲装置、排气装置等。连接件、缓冲装置、排气装置等。16设计依据设计依据缸工作压力、运动速度、工作条件、缸工作压力、运动速度、工作条件、加工工艺及加工工艺及拆 装检修等。174、3、2 缸体与端盖的结构设计缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接活塞和活塞杆结构活塞和活塞杆结构活塞杆头部的连接活塞杆头部的连接液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置液压缸的排气装置液压缸的排气装置18缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接法兰连接法兰连接半环连接半环连接螺纹连接螺纹连接拉杆连接拉杆连接焊接连接焊接连接19缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 工作压力、缸体材料、工作压力、缸体材料、工作条件不同工作条件不同 连接形式很多低压，连接形式很多低压，铸铁缸体，外形尺寸大铸铁缸体，外形尺寸大20缸体与端盖的连接形式缸体与端盖的连接形式法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。内半环内半环结构简单、紧凑、装卸结构简单、紧凑、装卸半环连接半环连接方便方便（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）外半环外半环内螺纹内螺纹螺纹连接螺纹连接重量轻，外径小，但端部复杂，重量轻，外径小，但端部复杂，外螺纹外螺纹装卸不便，需专用工具装卸不便，需专用工具焊接连接焊接连接21拉杆连接拉杆连接通用性好，缸体加工方便，装拆方通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压封效果，只适于低压.22活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接 工作压力、安装方式、工作压力、安装方式、工作条件的不同。工作条件的不同。活塞组件有多种结构形式。活塞组件有多种结构形式。整体式：常用于小直径液压缸，整体式：常用于小直径液压缸，结构简单，轴向尺寸紧凑，结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换但损坏后需整体更换23活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接焊接式：同上焊接式：同上锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单，但承简单，但承载能力小。载能力小。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但需方便，但需防止螺母松动。防止螺母松动。半环式：常用于高压大负载或振动比较大半环式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，强的场合，强度高，但结构复杂，度高，但结构复杂，装拆方便。装拆方便。24活塞杆头部结构活塞杆头部结构活塞杆：是连接活塞和工作部件的传活塞杆：是连接活塞和工作部件的传力零件，必须具有足力零件，必须具有足够的强够的强度和刚度，一般用钢料制成度和刚度，一般用钢料制成,且需镀铬。且需镀铬。25液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置必要性必要性缓冲原理缓冲原理缓冲装置类型缓冲装置类型26缓冲的必要性缓冲的必要性 在质量较大、速度较高在质量较大、速度较高(v12m/min），），由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至使液压缸损坏。精度，甚至使液压缸损坏。常在大型、高速、或高精度液压缸中设置常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。27缓冲原理缓冲原理利用节流方法在液压缸的回油腔产利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。生阻力，减小速度，避免撞击。28缓冲装置类型缓冲装置类型 （1）圆柱形环隙式缓冲装置圆柱形环隙式缓冲装置（2）圆锥形环隙式缓冲装置圆锥形环隙式缓冲装置（3）可变节流槽式缓冲装置可变节流槽式缓冲装置（4）可调节流孔式缓冲装置可调节流孔式缓冲装置29液压缸的排气装置液压缸的排气装置 必要性必要性排气方法排气方法30排气的必要性排气的必要性 系统在安装或停止工作后常会渗入空气系统在安装或停止工作后常会渗入空气 使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。故故必须设置排气装置必须设置排气装置。31排气方法排气方法1排气孔排气孔油口设置在液压缸最高处油口设置在液压缸最高处2排气塞排气塞象螺钉象螺钉（如暖气包上的放气阀）（如暖气包上的放气阀）3排气阀排气阀使液压缸两腔经该阀与油使液压缸两腔经该阀与油箱相通启动时，拧开排气箱相通启动时，拧开排气阀使液压缸空载往复运动阀使液压缸空载往复运动几次即可几次即可32