液压缸的设计与计算 (PDF)

0.1-1616-30

45T6504414304559033532535510305295203902452351033520519540Cr98078527SiMm98083542CrMo108093035CrMo1000850材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度20500400～450835600500～550645700600～650427SiMm900800伸长率

推力（T）压力(MPa)缸径(mm)推力（T）缸径(mm)35023451.724320413232050025532.0579231102506.36332655.836694066.36331604.32932655.047591034.32931601820107.074591530200

缸径(mm)1001.251.331.462杆径(mm)45505670.71067812

受拉力杆径为：30至50

P≤5MPa：50至555＜P≤7时：60至70P＞7时：70

缸径(mm)行程（mm）10030060至100最小导向长度651.2 已知推力、缸径求压力(效率0.9-0.98)一般缸筒长不超过内径20倍液压缸设计常用结构参数及计算

1. 一般缸径、杆径及压力的计算 缸径(mm) 缸筒 液压缸设计常用材料及性能

1.3 已知缸径、速比求杆径 速 比

据受力情况确定杆径 受拉力杆径等于0.3-0.5缸径 材 料 厚 度

1.1 已知推力、压力求缸径(效率0.9-0.98)

受压力时：

最小导向长度 H≥L/20+D/2缸径＜80时按缸径取：

缸径＞80时按杆径取：导向套滑动面长度30至50

弹性模数 安装及导向系数 KE=MPa自由+固定双铰+导向固定+铰+导向双固定+导向210000210.7070.5缸径(mm)杆径(mm) 心部(mm)行程(mm)安装(mm)1801601307300450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)47630201601404.76470588260288018140859.38

0.1-1616-30

45T650441430

45590335325

35510305295

20390245235

10335205195

40Cr980785

27SiMm980835

42CrMo1080930

35CrMo1000850

材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度

20500400～4508

35600500～5506

45700600～6504

27SiMm900800

伸长率

推力（T）压力(MPa)缸径(mm)推力（T）缸径(mm)

35023451.7243204132320

50025532.057923110250

6.36332655.836694066.3633160

4.32932655.047591034.3293160

1820107.074591530200

缸径(mm)

1001.251.331.462

杆径(mm)45505670.71067812

受拉力杆径为：30至50

P≤5MPa：50至55

5＜P≤7时：60至70

P＞7时：70

缸径(mm)行程（mm）

10030060至100

最小导向长度65

30至501.2 已知推力、缸径求压力(效率0.9-0.98)一般缸筒长不超过内径20倍液压缸设计常用结构参数及计算

1. 一般缸径、杆径及压力的计算 缸径(mm) 缸 液压缸设计常用材料及性能

1.3 已知缸径、速比求杆径

速 比

据受力情况确定杆径 受拉力杆径等于0.3-0.5缸径 材 料 厚 度

1.1 已知推力、压力求缸径(效率0.9-0.98)

受压力时：

最小导向长度 H≥L/20+D/2缸径＜80时按缸径取：

缸径＞80时按杆径取：导向套滑动面长度

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+导向双固定+导向210000210.7070.5

缸径(mm)杆径(mm) 心部(mm)行程(mm)安装(mm)

1801601307300450

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

一、液

压缸常

用压力

等级系

列,摘自

(GB/T2

346-

1988)单

位:MPa

6.31012.516202531.5

二、液

压缸缸

筒内径

常用尺

寸系列,

摘自

(GB/T2

348-

1993)单

位:mm

324050638090100110

125140160180200220250280

320360380400420450500

三、液

压缸活

塞杆径

常用尺

寸系列,

摘自

(GB/T2

348-

1993)单

位:mm液压油缸设计规范及工艺参数和要求1618202225283640

45505663708090100

110125140160180200220250

280300320360380400420450

四、液

压缸油

口螺纹

常用尺

寸系列,

摘自

(GB/T2

878-

1993)单

位:mm

M5X0.8M8X1M10X1M12X1.5M14X1.5M16X1.5M18X1.5M20X1.5

M22X1.5M27X2M33X2M42X2M50X2M60X2

材料名称处理状态抗拉强度δ S单位:MPa单位:MPa

0.1-1616-3030-

4565044114高压薄壁

液压缸

3552034017

4559033532531514普通液压

缸

3551030529528517

Q34549032531521

Q29543029528522

2039024523522520低压液压

缸

1033520519518524

40Cr980785高压薄壁

液压缸

27SiMm98083512

30CrMo95080012

35CrMo100085012

42CrMo108093012

38CrMoAlA100085015

15MnVn75050026耐冲击

ZG230-45045023022特种液压

缸五 、 液压缸设计常用材料及性能

屈服强度单位:mm 备 注材料厚度

调质

热扎

调质ZG270-50056027018

ZG310-57057021015

ZL105铸铝合金160-2306.5特种液压

1 液压缸的设计

一、液压缸类型与安装方式的确定

当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。

因为是活塞式，故用螺纹连接。

二、液压缸的结构设计

1、缸体与缸的连接

缸体与缸的连接形式较多，有拉杆连接、法兰连接、内半环连接、焊接连接、内螺纹连接等。在此选用法兰连接，如下图所示：这种连接结构简单，装拆方便。

3、活塞与活塞杆的连接

活塞与活塞杆的连接大多采用螺纹连接结构和卡键连接结构。螺纹连接结构形式简单实用，应用较为普遍；卡键连接机构适用于工作压力较大，工作机械振动较大的油缸。因此从多方面的因素考虑选择螺纹连接结构。

4、液压缸缸体的安全系数

对缸体来说，液压力、机械力和安全系数有关的因素都对缸体有影响。液压缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是强度问题、刚度和定性问题三种形式给表现出来，其中最重要的还是强度问题。要保证缸体的强度，一定要考虑适当的安全系数。

三、液压缸的主要技术性能参数的计算 2 （一）、压力

所谓压力，是指作用在单位面积上的负载。从液压原理可知，压力等于负载力与活塞的有效工作面积之比。

P=F/A(N/m2)

式中：F—作用在活塞上的负载力（N）

A—活塞的有效工作面积（m2）

从上述可知，压力值的建立是因为负载力的存在而产生的，在同一个活塞的有效工作面积上，负载越大，所需的压力就越大，活塞产生的作用力就越大。如果活塞的有效工作面积一定，压力越大，活塞产生的作用力就越大。由此可知：

1、根据负载力的大小，选择活塞面积合适的液压缸和压力适当的液压泵。

2、根据液压泵的压力和负载力，设计和选用合适的液压缸。

3、根据液压缸的压力和液压缸的活塞面积，确定负载的重量。