液压缸设计计算实例

3液压缸的设计及计算

3.1液压缸的负载力分析和计算

本课题任务要求设备的主要系统性能参数为： 铝合金板材的横截面积为400mm2 铝合金板材的强度极限为12kg/mm2 型材长度?1000mm （1）工作载荷FR

常见的工作载荷为活塞杆上所受的挤压力，弹力，拉力等，在这里我们可得 铝合金板材所受的最大外力为：

F?A??0?4?10?4?120?106?48KN (3-1)

式中 ?0----强度极限，Pa ； A-----截面面积，m2 。 由上式得液压缸所受工作载荷约为48KN

（2）单活塞杆双作用缸液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示，其阻力F或所需提供的液压力可表示为

F?FL?Fa?Ff?F??Fp2 （3-2）

式中 FL-----作用在活塞上的工作阻力，N ； Fa-----液压缸起动（或制动）时的惯性力，N ； Ff-----运动部件处的摩擦阻力，N ；

FG-----运动部件的自重（含活塞和活塞杆自重），N ；

F?-----液压

3液压缸的设计及计算

3.1液压缸的负载力分析和计算

本课题任务要求设备的主要系统性能参数为： 铝合金板材的横截面积为400mm2 铝合金板材的强度极限为12kg/mm2 型材长度?1000mm （1）工作载荷FR

常见的工作载荷为活塞杆上所受的挤压力，弹力，拉力等，在这里我们可得 铝合金板材所受的最大外力为：

F?A??0?4?10?4?120?106?48KN (3-1)

式中 ?0----强度极限，Pa ； A-----截面面积，m2 。 由上式得液压缸所受工作载荷约为48KN

（2）单活塞杆双作用缸液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示，其阻力F或所需提供的液压力可表示为

F?FL?Fa?Ff?F??Fp2 （3-2）

式中 FL-----作用在活塞上的工作阻力，N ； Fa-----液压缸起动（或制动）时的惯性力，N ； Ff-----运动部件处的摩擦阻力，N ；

FG-----运动部件的自重（含活塞和活塞杆自重），N ；

F?-----液压

液压缸 的设计计算 规范

目录:一、液压缸的基本参数

1、 液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列 2、 液压缸行程系列（GB2349-1980） 二、液压缸类型及安装方式

1、 液压缸类型 2、 液压缸安装方式

三、液压缸的主要零件的结构、材料、及技术要求

1、 缸体

2、 缸盖（导向套） 3、 缸体及联接形式 4、 活塞头 5、 活寒杆

6、 活塞杆的密封和防尘 7、 缓冲装置 8、 排气装置

9、 液压缸的安装联接部分（GB/T2878）

四、液压缸的设计计算

1、 液压缸的设计计算部骤 2、 液压缸性能参数计算 3、 液压缸几何尺寸计算 4、 液压缸结构参数计算 5、 液压缸的联接计算

一、液压缸的基本参数

1.1液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列 1.1.1液压缸内径系列（GB/T2348-1993） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 220 （250） （280） 320 （360） 400

液压缸的设计内容和步骤(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。(3)结构强度、刚度的计算和校核。

液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分.

1.液压缸的设计内容和步骤

(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。

(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。

(3)结构强度、刚度的计算和校核。

(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。

(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。

下面只着重介绍几项设计工作。

2.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

(4-32)

②以有杆腔作工作腔时

(4-33)

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

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版权使用授权书

本人 杨益峰 学号 106015086 声明所呈交的毕业设计（论文）、学位论文《 激振器用液压缸设计 》，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计（论文）、学位论文作者愿意遵守浙江科技学院 关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计（论文）、学位论文被查阅。本人授权 浙江科技学院 可以将毕业设计（论文）、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库在校园网内传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文）、学位论文。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书）

论文作者签名： 导师签名：

签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日

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激振器用液压缸设计

学生姓名：杨益峰

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第三章 液压缸

一、填空题

1. 液压缸是将________转变为________的转换装置，一般用于实现________或 ________。

2. 双出杆活塞缸当________固定时为实心双出杆活塞缸，其工作台运动范围约为有效行程的________倍；当________固定时为空心双出杆活塞缸，其工作台运动范围约为有效行程的________倍。

3. 两腔同时通压力油，利用________进行工作的________叫作差动液压缸。 4. 液压缸常用的密封方法有________和________。

二、判断题

1. 空心双出杆液压缸的活塞是固定不动的。 ( )

2. 单出杆活塞缸活塞两个方向所获得的推力是不相等的，当活塞慢速运动时，将获得较小推力。 ( )

3. 单出杆活塞缸活塞杆面积越大，活塞往复运动的速度差别就越小。 ( ) 4. 差动连接的单出杆活塞缸，可使活塞实现快速运动。 ( )

三、选择题

1. 单出杆活塞式液压缸________。 A. 活塞两个方向的作用力相等

B. 活塞有效作用面积为活塞杆面积2倍时，工作台往复运动速度相等 C. 其运动范围是工作行程的3倍

D. 常用于实现机床的快速退回及工作进给 2

液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。

上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?

缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式

常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。

(1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。

(2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内半环连接两种连

目录

一、设计要求——————————————————————-1 1、目的—————————————————————————1 2、题目—————————————————————————1 二、总述————————————————————————-2 1、作者的话——————————————————————--2 2、设计提要———————————————————————3 三、各零部件的设计及验算————————————————-5 1、缸筒设计———————————————————————5 2、法兰设计———————————————————————14 3、活塞设计———————————————————————19 4、活塞杆设计——————————————————————21 5、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26 四、外接线路和程序———————————————————-27 1、液压设配外接线路———————————————————27 2、操作板————————————————————————28 3、程序地址分配—————————————————————29 4、芯片接线图——————————————

三八八厂液压缸产品样本

一 HSG系列工程液压缸

工程液压缸均为双作用单活塞杆液压缸，安装方式多采用耳环型。按缸盖与缸体的联接方式，可分为外螺纹联接式、内卡键联接式及法兰联接式三种；按缸盖与缸体联接方式，可分为外螺纹、内螺纹二种。 工程液压缸主要用于工程机械、重型机械、起重运输机械及矿山机械的液压系统。

型号说明

HSG □ * D ／d □ □－□ * □

缓冲装置代号：Z1—间隙缓冲；Z2—阀缓冲。

脚标*为耳环说明号：C—带衬套；G—带关节轴承。 安装方式代号：E—耳环型；ZE—中间销轴耳环型。 压力分级代号：E—16MPa；H—32MPa。

活塞杆型式代号：A—螺纹联接式；B—整体式。 结构尺寸代号：液压缸直径/活塞杆直径。 系列号。

缸盖联接方式代号：L—外螺纹联接；K—内卡键联接；F—法兰联接。 双作用单活塞杆液压缸。

工程液压缸的结构图 缸盖外螺纹联接式 L型

缸盖内卡键联接式 K型

缸盖法兰联接式 F型

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三八八厂液压缸产品样本

工程液压缸的技术规格

缸径 活塞杆直径d mm 222D 速度比φ＝D／D－d mm 1.33 1.46 2 40 20 22 25 50