液压缸的设计计算
液压缸的设计计算
计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。
(1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D，再从GB2348—80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。
根据负载和工作压力的大小确定D：
①以无杆腔作工作腔时
②以有杆腔作工作腔时
式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax为最大作用负载。
(2)活塞杆外径d。活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若液压缸速度比为λv，则该处应有一个带根号的式子：
也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。
受压力作用时：
pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D
5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7D
pI＞7MPa时,d=0.7D
(3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：
L=l+B+A+M+C
式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度。
一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。
另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。
(4)最小导向长度的确定。
当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。
液压机的液压缸是液压传动的执行元件，它与主机的工作机构有着直接的联系，对于不同的机构，液压缸同样具有不同的用途和要求，因此作为设计者在设计前应作调查研究，真备好必要的原始资料和设计依据，然后根据设计步骤，综合考虑，反复验算，才能或得较满意的效果
液压缸的主要尺寸包括缸的内径、活塞杆直径、液压缸的长度和活塞杆的长度等
液压缸的内径和活塞杆的直径的确定方法与使用的液压缸设备类型油管，通常根据液压缸的推力和液压缸的有效工作压力来决定
液压缸由于用途广泛，其结构形式和结构尺寸多种多样。一般情况采用标准件，但有时也需要自行设备及。
设计液压缸的基本原始数据是液压缸的负载力、运动速度和行程，液压缸的结构型式及安装要求等。首先是根据上述原始数据确定其主要技术参数，然后进行强度、稳定性及缓冲验算，最后再进行结构设计。
1.液压缸主要技术参数的确定
根据液压缸的负载可确定液压缸大、小腔活塞的液压有效作用面积，由此即可算出活塞和活塞杆的直径D和d，然后圆整成标准值。
当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度Ld（图3-15）。若导向长度过小，将使液压缸相对运动副的配合间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须满足下式要求的最小导向长度。
图3-15 导向长度
一般导向套滑动面的长度L1这样取值：当缸内径D≤80mm时，取L1＝（0.6～1.0）D；而缸内径D＞80mm时，取L1＝（0.6～1.0）d。取活塞的宽度b＝（0.6～1.0）D。为了保证最小导向长度，过分地增大导向套长度和活塞宽度都是不适宜的，为此，最好在导向套和活塞间装一隔套（图3-15中K），隔套长度L2由所需的最小导向长度决定。采用隔套不仅能保证最小导向长度，还可以改善导向套及活塞的通用性。
2.强度校验
液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径和缸盖处的固定、连接部分都必须进行强度校验。缸体壁厚校验时分薄壁和厚壁两种情况。（1）当D/δ≥10时为薄壁圆筒，壁厚按下式决定或校验：
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：D为缸体内径；py为缸体的试验压力，当液压缸的额定压力pn≤16MPa时，取py＝1.5pn；当pn＞16MPa时，取py＝1.25 pn；［σ］为缸体材料的许用应力，［σ］＝ σb为缸体材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n＝5。
（2）当D/δ＜10时为厚壁圆筒，壁厚按下式计算或校验：
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：μ为缸体材料的泊松比，钢的泊松比μ＝0.3。
活塞杆的直径按下式进行强度校验：
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：F为活塞杆上的作用力；［σ］为活塞杆材料的许用应力， σs为活塞杆材料的屈服极限，安全系数n＝1.4～2。
3.活塞杆弯曲稳定性验算
当液压缸的安装长度L≥（10～15）d时，d为活塞杆直径，须考虑活塞杆的弯曲稳定性验算。
活塞杆通常是细长杆体，因此活塞杆的弯曲计算一般可按“欧拉公式”进行。
活塞杆弯曲失稳临界负荷Fk（N），可按下式计算：
液压动力头岩心钻机设计与使用
在弯曲失稳临界负荷Fk时，活塞杆将纵向弯曲。因此，活塞杆最大工作负载F应按下式验证：
式中：E为活塞杆材料的弹性模数（MPa），钢材：E＝210×103 MPa；J为活塞杆横截面惯性矩，m4；圆截面： ，m4；k为安装及导向系数，见表3-5；nk为安全系数，一般取nk＝3.5；L为安装距（表3-5）。
表3-5 活塞杆安装长度表
液压缸内推力计算公式
A）相乘，可以得到液压缸的推力（F）。这个计算公式是基于帕斯卡原理，即在一个封闭的液体系统中，压力是均匀传递的。因此，通过知道液压缸的内部压力和有效作用面积，就可以计算出液压缸的推力。了解这个计算公式对于理解和分析液压系统的性能非常重要，有助于进行系统设计、故障排查以及优化操作。
液压缸选型?设计时根据需要如何计算出杆长度和缸径
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封开县15292915890： 怎么设计一个简易液压缸??求思路 - ？
廉琳筋伤： 首先确定负载大小然后根据负载大小选定活塞杆直径,确定后选择适当的系统压力,就可根据公式得出油缸内径.还可计算出油缸的壁厚等参数.查手册找密封件的标准确定密封沟槽尺寸.然后计算导向套之类的尺寸就完成了.
封开县15292915890： 液压缸的计算 - ？
廉琳筋伤： 连通的话,就是说两个缸内的压强相等,因为液体有向四周均匀传播压强的能力,这也是液压动力的基础. 压强P=F/S,你知道D的力,就等于知道F1;还知道D的直径,那么就等于知道D的圆面积S1;那么你就知道了D的压强PD. 两个缸的压强应该相等PD=Pd,同样根据上边的公式,你知道d的直径,就是也知道了d的圆面积S2,这样就应该是F1/S1=F2/S2, 因此F2=F1*S2/S1=5000*100/2500=200(圆面积中是半径的平方) 所以,答案正确!
封开县15292915890： 液压缸选型?设计时根据需要如何计算出杆长度和缸径 - ？
廉琳筋伤： 杆的长度以及行程都是根据实际需要来确定的,并没有什么计算方法(另外杆的长度不等于行程) 缸径的计算方法: 1.求出油缸在额定压力P下,产生额定作用力F所需要的有效面积 S(cm^2)=F(Kgf)/P(Kgf/cm^2) 2.当油缸用于顶出场合时,顶出时油压是加在活塞的底部的,活塞直径(即缸径)D ▁▁▁▁▁▁ D(cm)=2√S(cm^2)/3.14 算出来的数是一个小数,活塞直径(即缸径)的尺寸有个国家标准...25;32;40;50;63;80... 在25到32之间取32;在32到40之间取40... 3.当油缸用于拉回场合时,拉回时油压是加在活塞端部的,是一个圆环形的面积
封开县15292915890： 液压缸设计需要哪些计算公式?请详细讲解,谢谢？
廉琳筋伤： 油缸的缸径、杆径和工作压力确定 缸筒壁厚计算 缸筒强度校核 活塞杆强度计算 活塞杆柔度校核计算 油缸总成长细比校核计算 活塞杆稳定性计算 上,下盖联接螺钉强度校核计算
封开县15292915890： 液压系统的压力计算与公式 - ？
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封开县15292915890： 液压缸输出力吨位怎么计算? - ？
廉琳筋伤： 液压缸直径40MM,其面积为A=3.14X0.04^2/4=0.001256m^2 输出力:F=pA=20X10^6X0.001256=2512N=0.2吨 要输出10吨,反过来算就行了,我算一下活塞面积要50cm^2,直径要80mm 其实,压力还有损失,你要保证到达缸的压力为20Mpa,不然缸径还要大些.
封开县15292915890： 在已知液压缸的 最大工作压力 最大输出力 最大位移的情况下要怎样计算出液压缸的缸筒内径 - ？
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封开县15292915890： 液压油缸设计原理 - ？
廉琳筋伤： 1、压力一般是根据设备的大小、使用场合,选取一个相应的压力系统,大型工程设备可选31.5MPA,中型选用16MPA,小型就可以是8MPA,超高压就可能100MPA以上的. 2、做力的分析----算出油缸的负载---初设钢筒尺寸和选取液压系统压力等级-----计算活塞杆直径---确定缸筒壁厚----然后设计两端盖的结构形式和油口的接口形式. 3、具体参考:http://wenku.baidu.com/link?url=MWewyVH-CoB2pX_GVJQ7LYO6qdt32ZCdXwqVWbFPnoP-J9Lo2UbUzp6KaOR9gMKqWJvw2HEi1oQVeMsYorwmYLqwUwBK7BLZf7XtPMM5uHy
