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1、液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 材 料 厚 度0.1-1616-3045T3520519540Cr98078527SiMm98083542CrMo108093035CrMo1000850材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度00650427SiMm900800伸长率 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(mm) 缸缸筒筒长长一般缸筒长不
4、套滑滑动动面面长长度度缸缸径径(mm)(mm)行行程程（mmmm）缸缸径径8080时时按按缸缸径径取取：1003003006 60 0至至100100最小导向长度6565缸缸径径8080时时按按杆杆径径取取：3 30 0至至5050 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式）弹性模数 安装及导向系数 KE=MPa自由+固定双铰+导向固固定定+ +铰铰+ +导导向向双双固固定定+ +导导向向210000210.7070.5缸缸径径(mm)(mm)杆杆径径(mm)(mm) 心心部部(mm)(mm)行行程程(mm)(mm)安安装装(mm)(mm)1 18 80 01 16
8、二二十十二二、支支承承环环长长度度计计算算支支承承部部分分外外径径杆杆 径径支支承承环环长长度度活活塞塞杆杆悬悬伸伸长长度度（米米）侧侧向向力力75705.1760100支支承承环环许许用用应应力力侧侧向向力力矩矩支支承承环环面面积积支支承承环环受受应应力力结结论论83.69.125261.8398556缸径（mm）杆径(mm)心部（mm）行程（mm）安装距（mm）85 全全伸伸长长度度L L 活活塞塞杆杆断断面面转转半半径径 k k全伸长度（mm）实心杆空心杆273512.512.542.5L/K实心218.8空心218.8实实心心用用
9、欧欧拉拉公公式式计计算算空空心心用用欧欧拉拉公公式式计计算算欧欧 拉拉 公公 式式工作所承受的压力安全系数203.5杆受力截面转动惯量安全系数拉力推力227813752.0拉拉 金金 公公 式式材料强度试验值nm560杆受力截面面积安全系数20.2.52732.19压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计一一、设设计计要要求求及及参参数数安装载荷（N） 安装高度（N） 工作载荷（N） 工作行程(mm） 弹簧中径(mm） 2二二、材材料料参参数数材料名称切变模量弹性模量抗拉强度许用切应力5
10、32三三、计计算算结结果果要求刚度计计算算钢钢丝丝直直径径旋绕比有有效效圈圈数数224.374.3785.62四四、校校核核与与分分析析取取钢钢丝丝直直径径取取有有效效圈圈数数总圈数实际刚度安安装装变变形形量量4.54.55.55.57.522.478.9工作载荷(N)自由高度（mm）压并高度压并变形量试验载荷(N)3.7533.4螺旋角 查查表表值值展开长度最小切应力 最大切应力0.105104886.16.1451OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合OKOK，安安装装载
11、载荷荷基基本本符符合合OKOK，试试验验切切应应力力符符合合OKOK，试试验验载载荷荷符符合合OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80%之之间间OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足表表A A、表表C C表表A A: :普普通通圆圆柱柱螺螺旋旋压压缩缩及及拉拉伸伸弹弹簧簧的的结结构构尺尺寸寸(mm)(mm)计计算算公公式式参参数数名名称称及及代代号号计计算算公公式式备备注注压压缩缩弹弹簧簧拉拉伸伸弹弹簧簧中中径径D D2D D2=C=Cd按按表C取取标标准准值值内内径径D D1D D1=
16、4 45 56 0注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。0缸径杆径1351350已知等于求得直径已知是求得的2倍18025434直径127.530-延伸率收缩率185屈服强度1401501
18、度度的的计计算算缸缸径径0.60.61.01.0缸缸径径最最小小导导向向长长度度： 65100100导导向向滑滑动动面面长长： 25杆杆径径活活塞塞长长： 305050隔隔套套长长度度：37.537.5空空杆杆拉拉应应力力计计算算液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(mm) 缸缸筒筒长长1.21.2 已已知知推推力力、缸缸径径求求压压力力(效率0.9-0.98)1.31.3 已已知知缸缸径径、速速比比求求杆杆径径 速 比 据据受受力力情情况况确确
19、定定杆杆径径 受受拉拉力力杆杆径径等等于于0.3-0.50.3-0.5缸缸径径 受受压压力力时时： 导导向向套套滑滑动动面面长长度度 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式）抗抗拉拉强强度度安全系数590 K Nk许许用用应应力力0.53.5118压压力力(MPa)(MPa)有有杆杆腔腔压压力力活活塞塞杆杆拉拉应应力力3 30 03 30 0111.7241379允许力（N）系数N3.5结结论论2501456.9553 3. .2 27 78 83 36 63 35 54 49 9实实际际使使用用力力理理论论使使用用力力OKOK，拉拉应应力力满满足足5000005
21、2.52-2.52 22 25 5. .9 94 49 90 03 37 73 3 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式） 缸缸筒筒各各设设计计参参数数的的确确定定及及验验算算 一一、缸缸筒筒的的初初步步确确定定及及验验算算 二二、一一 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 A A (35,45,20MnMo,许用应力110-150MPa) OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确, ,进进入入下下一一代代验验算算 二二、二二 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 B B1.液压缸的工作所承受的压力应低于一定的极限值Pm以确保工作安全 OK, 满足
23、. .5 53 31 10 02 24 48 88 8另法兰厚度导套法兰应力79.6681550331.53.缸体在耐压试验时的径向变形量小于孔用密封圈的最大压缩量 OK, 满足弹性变形要求4.缸体在耐压试验时缸筒的爆破压力Pe远大于液压缸的耐压试验压力Pt OK, 满足爆破安全要求 OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确 三三、一一 缸缸筒筒及及活活塞塞杆杆抗抗拉拉强强度度的的验验算算缸缸筒筒的的参参数数活活塞塞杆杆的的参参数数 三三、二二 缸缸底底参参数数确确定定及及验验算算 四四、缸缸筒筒法法兰兰、缸缸底底法法兰兰、导导向向套套法法兰兰厚厚度度的的验验算算 1.1.
24、法法兰兰强强度度的的计计算算导向套法兰厚度7 79 9. .6 66 68 81 15 55 50 03 3 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 2.2. 螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度的的计计算算安全系数1.25-2.5回程压力保险系数255 OK,挤压强度足够#DIV/0!焊接效率焊接强度0.7700 OK,焊缝强度足够焊接效率焊接强度0.7700 NO,需重定设计参数 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,需重新确定参数 NO,需重新确定参数 拧紧系数 OK,OK, 螺螺栓栓设设计计参参数数正正确确 五五、缸缸筒筒法法兰兰抗抗压压强强度度及及受受拉拉螺螺栓栓的的验验
25、算算 1.1. 法法兰兰挤挤压压强强度度的的计计算算( (铸铸钢钢件件许许用用挤挤压压应应力力=80MPa)=80MPa) 2.2. 法法兰兰受受拉拉螺螺栓栓强强度度的的计计算算#DIV/0!#DIV/0! 六六、缸缸筒筒焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 4 4、L*LL*L角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 NO,NO, 需需重重新新确确定
28、O, 需需重重新新确确定定螺螺帽帽各各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定导导向向套套各各设设计计参参数数 八八、缸缸筒筒内内螺螺纹纹的的强强度度验验算算 OK,OK, 内内螺螺纹纹尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) NO,NO, 需需重重新新确确定定螺螺纹纹牙牙型型各各设设计计参参数数 九九、缸缸筒筒内内卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算安全系数8 8. .8 82 21 14 42 28 85 57 71 1安全系数6 6. .7 7
30、2 26 67 73 38 84 4 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2. 卡键槽挤压、抗拉、剪切强度的计算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 十十、活活塞塞杆杆卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2.2. 卡卡键键槽槽挤挤压压、抗抗拉拉、剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 3.3. 活活塞塞杆杆肩肩甲甲部部挤挤压压强强度度的的计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定杆杆尾尾各各设设计计参参数数
32、螺栓栓抗抗拉拉强强度度足足够够焊接效率焊接强度0.7500 OK,焊缝强度足够焊接效率焊接强度0.7500 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数活活塞塞杆杆的的参参数数 十十二二、二二、活活塞塞杆杆用用螺螺母母外外径径的的强强度度验验算算 十十三三、活活塞塞杆杆用用螺螺栓栓结结构构的的强强度度验验算算 OK,OK, 活活塞塞杆杆螺螺栓栓设设计计正正确确 十十四四、活活塞塞杆杆焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算
33、2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确耳环孔至底面有球铰 2.8d 1.2d耳耳环环孔孔至至底底面面2 22 24 49 96 6工作所承受的压力有杆腔压力1919三角变形四面凹陷34安全系数安全系数 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 十十五五、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算 耳耳环环宽宽度度、外外径径、耳耳环环孔孔中中心心至至底底面面尺尺寸寸推推荐荐 耳 环 外
34、径 耳耳 环环 外外 径径 十十六六、空空心心活活塞塞杆杆抗抗拉拉及及抗抗压压强强度度验验算算 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十七七、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算变形系数四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十八八、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算耳环孔至底面有球铰 2.8d 1.2d耳耳环环孔孔至至底底面面2 22 24 49 96 6三角变形四面凹陷34安全系数安全系数回程压力保险系数335 NO,NO,需需重重新新确确定定设设计计参参数数铜管2
36、荐荐 耳 环 外 径 耳耳 环环 外外 径径 十十九九、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算变形系数四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 二二十十、隔隔套套的的抗抗压压强强度度验验算算二二十十一一、油油管管的的计计算算(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;)(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;) 材材 料料安安全全系系数数经经验验零零界界压压力力2 2. .8 81 16 64 45 50 01 11 17 70 0. .4 41 11 11 1
37、6 61 16 6抗抗拉拉强强度度支支承承环环全全全全系系数数2503ON , 支承环长度不足3125柔性系数m材料铸铁锻钢低碳钢中碳钢材料强度试验值0试验常数1/16001/90001/75001/5000柔性系数m801109085末端条件系数弹性模数 安装及导向系数 KE=MPa自由+固定双铰固固定定+ +铰铰接接双双固固定定2100000.25124直直径径旋旋绕绕比比0.20.20.40.47 714140.50.51.01.05 51212 外径受压极限当钢管长度除平均半径较大时,近似计算如下 OK,OK, 油油管管尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确二二十十二二
39、压缩缩螺螺旋旋弹弹簧簧及及其其特特性性曲曲压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计一一、设设计计要要求求及及参参数数二二、材材料料参参数数三三、计计算算结结果果四四、校校核核与与分分析析OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合OKOK，安安装装载载荷荷基基本本符符合合OKOK，试试验验切切应应力力符符合合OKOK，试试验验载载荷荷符符合合OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80%之之间间OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足0.250.250.30.
42、00g为为材材料料的的密密度度，对对各各种种钢钢，g7700kg/m7700kg/m3；对对铍铍青青铜铜，g8100kg/m8100kg/m3注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。采用拉杆连接时，当液压缸行程大于内径的20倍时，须加装中间支承或分段连接m850.25末端条件系数0.50.50.60.60.80.81 15 56 68 7
44、0注：1.本表适用于压缩、拉伸和扭转的圆圈界面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧2.应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。3.拉伸弹簧有效圈数除按表中规定外，由于两勾环相对位置不同，其尾数还可以为0.25、0.5、0.75。计计算算螺纹大径螺纹中径螺纹小径牙根宽螺距dd2d1bp螺纹理论高度H=(3/2)0.5*P普通螺纹参数缸径杆径(mm
49、设计计销销轴轴强强度度验验算算2009.12.28油缸伸出（受压） 油缸缩回（受拉）注：销轴材料选用42CrMo，抗拉强度b=900MPa,屈服强度s=650MPa，许用应力=427MPa，许用剪切应力=246MPa，许用挤压应力j=597MPa参数单位数值实际取销轴直径安装长度mm2918单耳厚度全伸长度mm54185418销轴剪切应力最大行程mm2500销轴挤压应力缸筒内径Dmm160销轴安全系数缸筒外径D1mm180 NO,NO, 需需重重新新确确定定参参数数活塞杆直径dmm100活塞杆内径d1mm0速度/时间/流量计算速度比缩/伸1.641.64缸径最大受力t88
51、向套支撑带长mm3.63.6250缸缸径径外外径径杆杆径径心心部部行行程程0活活塞塞杆杆稳稳定定性性校校核核油缸计算长度mm77507750l/d54.254.260mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考虑满足强度要求的情况下，外径尽力小对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费十十二二、油油缸缸常常用用材材料料、压压力力、外外径径尺尺寸寸、及及常常用用无无缝缝管管尺尺寸寸二二，调调质质处处理理4545号号及及27SiMn27SiMn管管缸径工作所承受的压力 25MPa工作所承受的压力 31
57、2*9114*10121*9缸径200220220外径SiMn27SiMn无无缝缝管管140*11159*13180*13203*15219*13245*26245*16273*30 其余厚壁管未列出,壁厚60mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考虑满足强度要求的情况下，外径尽力小对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费 但需要注意的是,除非为了减轻重量,因受无缝管规格限制,有些液压缸采用27SiMn后能减小壁厚,但材料
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