液壓缸設計計算

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1、第一部分總體計算1、壓力油液作用在單位面積上的壓強Pa式中：F——作用在活塞上的載荷，NA——活塞的有效工作面積，從上式可知，壓力值的建立是載荷的存在而產生的。在同一個活塞的有效工作面積上，載荷越大，克服載荷所需要的壓力就越大。換句話說，如果活塞的有效工作面積一定，油液壓力越大，活塞產生的作用力就越大。額定壓力（公稱壓力）?PN,是指液壓缸能用以長期工作的壓力。最高允許壓力，也是動態(tài)實驗壓力，是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力。通常規(guī)定為：MPa。耐壓實驗壓力，是檢驗液壓缸質量時需承受的實驗壓力，即在此壓力下不出現(xiàn)變形、裂縫或破裂。通常規(guī)定為：MPa。液壓缸壓力等級見表1。表1液壓

2、缸壓力等級單位MPa壓力范圍0～2.5＞2.5～8＞8～16＞16～32＞32級別低壓中壓中高壓高壓超高壓2、流量單位時間內油液通過缸筒有效截面的體積：　　　　　　　　L/min由于L則　　L/min　對于單活塞桿液壓缸：當活塞桿伸出時　　　　當活塞桿縮回時　　式中：V——液壓缸活塞一次行程中所消耗的油液體積，L；t——液壓缸活塞一次行程所需的時間，min；D——液壓缸缸徑，m；d——活塞桿直徑，m；——活塞運動速度，m/min。3、速比液壓缸活塞往復運動時的速度之比：　　　　　式中：——活塞桿的伸出速度，m/min；——活塞桿的縮回速度，m/min；D——液壓缸缸徑，m；d——

3、活塞桿直徑，m。計算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和是否設置緩沖裝置。速比不宜過大或過小，以免產生過大的背壓或造成因活塞桿太細導致穩(wěn)定性不好。4、液壓缸的理論推力和拉力活塞桿伸出時的理推力：　　　N　　活塞桿縮回時的理論拉力：　N式中：——活塞無桿腔有效面積，；——活塞有桿腔有效面積，；P——工作壓力，MPa；D——液壓缸缸徑，m；d——活塞桿直徑，m。5、液壓缸的最大允許行程活塞行程S，在初步確定時，主要是按實際工作需要的長度來考慮的，但這一工作行程并不一定是油缸的穩(wěn)定性所允許的行程。為了計算行程，應首先計算出活塞的最大允許計算長度。因為活塞桿一般為細長桿，由歐拉公式推導出：　

4、　　　　　　　　　mm式中：——活塞桿彎曲失臨界壓縮力，N；E——材料的彈性模量。鋼材的E=2.1X10MPa；I——活塞桿橫截面慣性矩，mm；圓截面　。將上式簡化后　　　mm　由于旋挖鉆機液壓缸基本上是一端耳環(huán)、一端缸底安裝，所以油缸的最大計算長度（安全系數取3）　　　　　　　　　　　　　式中：P——油缸的工作壓力；油缸安裝形式如圖1。圖1液壓缸安裝形式　　　L=行程6、液壓缸主要參數A.液壓缸產品啟動壓力起動時，記錄下的油缸起動壓力為最低起動壓力.判斷基準起動：壓力<0.6MPa。B.內泄漏輸入額定壓力1.3~1.5倍的壓力,保壓5分鐘,測定經活塞泄至未加壓腔的泄漏量。C.外

5、泄漏全程往復運行多次,觀察焊接各處及活塞桿密封處及各結合面處的漏油、掛油、帶油。D.耐壓輸入額定壓力1.3~1.5倍的壓力,保壓5分鐘.所有零件均無松動、異常磨損、破壞或永久變形異?，F(xiàn)金蟬脫殼的外滲漏現(xiàn)象。E.緩沖調整溢流閥使其試驗壓力為公稱壓力的50%，使液壓缸作全行程動作，同時，觀看緩沖效果和緩沖長度。第二部分缸筒計算1、缸筒結構缸筒結構見表2。表2缸筒結構缸頭法蘭連接缸頭內螺紋連接優(yōu)點：結構簡單，易加工，易拆裝。優(yōu)點：重量輕，外徑較小缺點：重量比螺紋連接的大缺點：裝卸時要用專用的工具，擰端部時，有可能把O形圈擰扭曲。缸筒跟缸底采用焊接連接2、缸筒材料缸筒材料要求有足夠的強度

6、和沖擊韌性，對焊接缸筒還要求有良好的焊接性能，缸筒主要材料有，45、27SiMn。缸筒毛坯采用退火的冷拔或熱扎無縫鋼管。缸筒材料無縫鋼管的機械性能見表3。　　　　　　　　　表3缸筒材料無縫鋼管的機械性能材料456103601427SiMn1000850123、缸筒計算缸筒要有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)實驗壓力而不致產生永久變形；有足夠的剛度，能承受側向力和安裝的反作用力而不致產生彎曲；內表面與活塞密封件及導向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少。A、缸筒內徑當油缸的作用力F(推力、拉力)及工作壓力p壓力為已知時，則無桿腔的缸筒內徑D為　　　　　　　m　有桿腔的缸

7、筒內徑D為　　　　　　　　　　m　最后將以上各式所求得的D值，選擇其中最大者，圓整到標準值。B、缸筒壁厚　　在不考慮缸筒外徑公差余量和腐蝕余量的情況下，缸筒壁厚可按下式計算　m式中：——缸筒內最高工作壓力，MPa；——缸筒材料的許用應力，MPa；　最后將以上式所求得的值，圓整到標準值?！ψ罱K采用的缸筒壁厚應作三方面的驗算額定工作壓力應低于一定的極限值，以保證工作安全：　MPa式中：——缸筒外徑；額定工作壓力也應與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生：式中：——