3.3液压缸的设计 目前,液压缸的供货品种、规格比较齐全,用户可以在市场上购得。厂家也可以根据用户的要求设计、制造, 用户一般只需提出液压缸的结构参数及安装形式即可。 标准油缸选择原则:动作要求、允许安装尺寸、安装形式、负载、行程、速度、工作压力等。通过计算油缸内 径D来选择标准油缸。 自行设计油缸是在标准油缸无法满足上述工况时,才进行设计。其主要参数按下述确定 3.3.1油缸的主要几何尺寸设计 1.油缸内径D D V/刀 式中: 活塞杆上的作用力, P系统工作压力,选用过大过小都不好,应参考类似产品、推荐值,经验选定。系统工作压力高,省材 料,机构紧凑,重量轻。 各类设备常用的工作压力(《机械设计手册》卷4表17-2-11) 设备类型 压力范|压力等级 说明 设备类型 压 范压力等级 说明 围/MPa 机床、压铸31 追求大作用 工矿车辆 机、耐压测 力,减轻重 注塑机、船 试机、飞 量 用机械、搬 机、液压机 运机械、工 具 程机械、冶 金机械 7,液压缸总效率,7=7m;其中,7m机械效率常”=09~0.95 刀7容积效率,当活塞密封为弹性材料时v=1,活塞密封为金属环时,y=098;7_作用力效 率,当有直接回油箱时a 计算出D后,根据《机械设计手册》卷4表17-6-2选取标准值(选大不选小)。 125160 320400500 2.活塞杆直径d Y_4/xD2-2=一 前述已知吟 =2= 式中:中—速比系数,主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装 置。速比不宜过大或过小,以免产生过大的背压或造成活塞杆太细。若无特殊要求,Φ值可参考下表取值(《机 械设计手册》卷4表17-6-3)。 工作油压(MPa) ≤10 12520 133 146~2 d=D,/④-1 d ④值确定后,则可算出 Φ。如无速比要求,也可取 根据手册选用标准值
3.3 液压缸的设计 目前，液压缸的供货品种、规格比较齐全，用户可以在市场上购得。厂家也可以根据用户的要求设计、制造， 用户一般只需提出液压缸的结构参数及安装形式即可。 标准油缸选择原则：动作要求、允许安装尺寸、安装形式、负载、行程、速度、工作压力等。通过计算油缸内 径D来选择标准油缸。 自行设计油缸是在标准油缸无法满足上述工况时，才进行设计。其主要参数按下述确定。 3.3.1 油缸的主要几何尺寸设计 1.油缸内径D 式中： ——活塞杆上的作用力，N； ——系统工作压力，选用过大过小都不好，应参考类似产品、推荐值，经验选定。 系统工作压力高，省材 料，机构紧凑，重量轻。 各类设备常用的工作压力（《机械设计手册》卷4表17-2-11） 设备类型 压 力 范 围/MPa 压力等级 说明 设备类型 压 力 范 围/MPa 压力等级 说明 机 床 、 压 铸 机、汽车 31.5 超高压 追 求 大 作 用 力 ， 减 轻 重 量 ——液压缸总效率， ；其中， ——机械效率，常取 ； ——容积效率，当活塞密封为弹性材料时 ，活塞密封为金属环时， ； ——作用力效 率，当有直接回油箱时 。 计算出 后，根据《机械设计手册》卷4表17-6-2选取标准值（选大不选小）。 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 2.活塞杆直径d 前述已知 式中： ——速比系数，主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装 置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成活塞杆太细。若无特殊要求， 值可参考下表取值（《机 械设计手册》卷4表17-6-3）。 工作油压（MPa） 1.33 1.46～2 2 值确定后，则可算出 。如无速比要求，也可取 ，根据手册选用标准值
100 110 125140 160180200 220 280 360 3.液压缸行程 液压缸的活塞行程系列见表 100 50 4.缸筒长度 =活塞行程+活塞长度+导向长度+密封长度+其它长度(如缓冲装置) 其中活塞长度=06D,导向长度=(061.5x,最好l≤20D 3.3.2油缸的强度、刚度校核 1.缸筒的强度 中、低压缸筒的臂厚一般情况下由结构工艺要求决定,一般都能满足强度要求,不用验算。但在高压系统中, 若臂厚6与D的比值6时,6可按薄壁筒强度计算公式计算 8zPs'20) 式中:P,油缸试验压力MP2),当缸的额定工作压力P16MPa P:=1.25Pg 缸筒材料的许用应力(MPa) d=na抗拉强度NMPa n安全系数=5 D—油缸内径(m) <10 当时,可按厚壁筒强度公式验算,即 Da]+04 2y[a]-13p 2.活塞杄强度及压杆刚度校验(即稳定性校验) (1)强度验算 的b/p 式中:F活塞杆上的载荷(N) 活塞杄材料许用应力(Pa) =n,抗拉强度,n安全系数(n214) (2)稳定性校验 当活塞杆受压,且d时(活塞杆长),需要对活塞杆进行稳定性验算 F 式中:F—活塞受压时的载荷(N) 2_压杆能保持工作稳定的临界载荷(N),B与材料的性质、截面形状、直径、长度、缸的安装方式 等有关,可查设计手册; 安全系数,2~4
4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 3.液压缸行程 液压缸的活塞行程系列见表3-5。 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 4.缸筒长度 ＝活塞行程＋活塞长度＋导向长度＋密封长度＋其它长度（如缓冲装置） 其中活塞长度＝ ，导向长度＝ ，最好 。 3.3.2 油缸的强度、刚度校核 1.缸筒的强度 中、低压缸筒的臂厚一般情况下由结构工艺要求决定，一般都能满足强度要求，不用验算。但在高压系统中， 若臂厚 与D的比值 时， 可按薄壁筒强度计算公式计算： 式中： ——油缸试验压力（MPa），当缸的额定工作压力 MPa时， ，当 MPa 时， ； ——缸筒材料的许用应力（MPa）， ， ——抗拉强度MPa， n——安全系数 ； ——油缸内径（m）。 当 时，可按厚壁筒强度公式验算，即： 2.活塞杆强度及压杆刚度校验（即稳定性校验） （1）强度验算 式中： ——活塞杆上的载荷（N）； ——活塞杆材料许用应力（Pa）， ， ——抗拉强度，n——安全系数（ ）。 （2）稳定性校验 当活塞杆受压，且 时（ ——活塞杆长），需要对活塞杆进行稳定性验算： 式中： ——活塞受压时的载荷（N）； ——压杆能保持工作稳定的临界载荷（N）， 与材料的性质、截面形状、直径、长度、缸的安装方式 等有关，可查设计手册； ——安全系数，2～4
