液压缸设计校核

工作压力/MPa 速度Fra Baidu bibliotek������ < ������������ 1.33 12.5~20 1.46,1.61,2 > ������������ 2
(4.7.3)
（资料来源：液压传动）
根据计算而选择的液压缸内径 D 与活塞杆直径 d 应圆整到国家技术标准 之规定，如表 4-8 和表 4-9 所列。 表 4-8 液压缸内径的系列尺寸（GB/T2348—1993）
表 4-5 不同负载下的设计参数压力
负载/kN 设计压力/MPa ≤5 <0.8~1 5~10 1.5~2 10~20 2.5~3 20~30 3~4 30~50 4~5 ≥50 ≥5
（资料来源：液压传动）
表 4-6 液压缸的公称压力 Pn（GB7938--1987）
Pn/MPa 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 31.5 40.0
1
u
Q A2 A1
= A 1 = D 2 −d 2
2
A
D2
（4.7.2）
根据式（7.72）有 d = D 1 − φ−1 d=73.782 在式（4.71）中，应根据速度比要求，将式（4.7.3）代入 D，进而求 出 d，液压缸速比φ取值应符合国家标准规定 GB/2348—1993 的规定 （φ=1.06,1.12,1.25,1.33,1.46,2,2.25） ，同时还要参考工作压力进行选 择，如表 4-7 所列。 表 4-7 液压缸速度比与工作压力的关系
σ ----缸筒材料许用应力， MPa； σ = σ/n，σb 为材料抗拉强度， n 为安全系数，一般 n=5。 当D = 0.08~0.3时为中厚壁缸，壁厚δ按下式校核： δ≥ Py D 2 σ − 3Py
δ
dang σ/D > 0.3时为厚壁缸，壁厚σ按下式校核： δ≥ 2. 技术条件 缸体与活塞一般采用基孔制间隙配合。活塞用橡胶、皮革材质的密封件 时，缸筒内孔可采用 H8，H9 公差等级；采用活塞环密封式，缸筒内孔采用 H7 公差等级；采用间隙密封时，缸筒内孔擦用 H6 公差等级。缸筒内孔表面 粗糙度一般为R a =(0.10~0.05)μm。 缸筒内孔的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差的一半；轴线的直线度 不大于 0.03mm/10mm；缸筒断面对轴线的跳动不大于 0.04mm/100mm。 为防止腐蚀和提高寿命，缸筒内孔镀铬厚度δ = （0.03~0.05）mm，并 研磨抛光。 缸筒端部与端面采用螺纹连接安装时， 螺纹采用 2a 级精度的公制螺纹； 采用法兰连接安装时，结合端面对轴线的垂直度不大于 0.04mm/100mm， 缸筒与法兰的合接的精度等级一般可选择 H8/f8， H9/f8。 缸体采用耳轴 （环） 轴线与缸筒轴线的位置度不大于 0.04mm
D/mm 括号内为非优选系 列 10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,（90）,100 (110),125,(140),160,(180),200,(220),250,(280), 320,(360),400,(450),500 （资料来源：液压传动）
表 4-9 液压缸活塞杆系列尺寸（GB/T2348--1993）
d/ mm 4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,12 5,140,160,180,220,250,280,320,360 （资料来源：液压传动）
根据表 4-8,4-9 选液压缸内径 D=100mm 与活塞杆直径 d=80mm 进行液压缸 的结构设计。 在设计过程中， 确定其他参数， 同时记性强度校核和缸体校核。
液压缸的基本参数选择
1. 设计土压力选择 在以输出力为主的设计中，首先要选择设计（额定）工作压力。不同的液压 设备或不同负载下设计参考压力如表 4-4 和表 4-5 所列。选择的设计压力应 符合国家标准（见表 4-6） 。 表 4-4 各类液压缸设备常用的设计压力
设计压力/MPa 精加工机床（如各类磨床） 半精工机床（如组合机床） 机床类 龙门刨床 拉床 农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构 液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械 （资料来源：液压传动） 0.8-2 3-5 2-8 8-10 10-16 20-32
缸筒的设计与校核
1. 缸筒材料壁厚的选择与校核 缸筒应尽量选择冷拔与热轧无缝钢管；缸筒材料选用 45 号钢。参考类
似液压缸选择缸筒的壁厚δ按下式校核： δ≥2σ 式中
Py D
（4.7.6）
Py ----液压缸实验压力，MPa。当额定（设计）压力PR ≤ 16MPa时， Py = 1.5PR ； 当PR > 16������������������ 时，Py = 1.25PR 。
P 2 σ +0.4P y σ −1.3P y
− 1 或δ ≥
P 2
σ σ − 3P y
−1
（资料来源：液压传动）
2.
液压缸内径 D 与活塞杆直径 d 的选择
在选定适当的工作压力后，对于有杆腔（输出力为拉力） ，液压缸的内 径D为 D=
4F L πpηM
+ d2
（4.7.1）
D=98.375 根据式（4.7.1）计算出 D 后，可根据速度的要求确定活塞杆直径 d。速 度比φ的含义是
φ = u2 = Q