油缸设计计算公式
一、液压油缸的主要技术参数：
1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。
2. 进出口直径及螺纹参数
3.活塞杆直径；
4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以，高于16乘以
5.油缸行程；
6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。
7.油缸的安装方式；
达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧？好和合格还是有区别的。
二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。
液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面：
1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配精度以及密封摩擦力大小的综合指标；
非标液压、机电、试验、工控设备开发研制。
液压缸无杆腔面积A=*40*40/ (平方米)=(平方米)
泵的理论流量Q=排量*转速=32*1430/1000000 (立方米/分)=(立方米/
分)
液压缸运动速度约为V=*Q/A= m/min
所用时间约为T=缸的行程/速度=L/V==8 (秒) 上面的计算是在系统正常工作状态时计算的,如果溢流阀的安全压力调得较低,负载过大,液压缸的速度就没有上面计算的大,时间T就会增大.
楼主应把系统工作状态说得更清楚一些.其实这是个很简单的问题:你先求出油缸的体积,会求吧,等于:4021238立方毫米;然后再求出泵的每分钟流量,需按实际计算,效率取92%(国家标准),得出流量
为:32X1430X1000X92%=立方毫米;两数一除就得出时间:分钟,也就是秒,至于管道什么流速什么的东西根本不要考虑,影响比较少.
油缸主要尺寸的确定方法
1．油缸的主要尺寸
油缸的主要尺寸包括：缸筒内径、活塞缸直径、缸筒长度以及缸筒壁厚等。
2．主要尺寸的确定
（1）缸筒直径的确定
根据公式：F=P×A，由活塞所需要的推力F和工作压力P可求得活塞的有效面积A，进一步根据油缸的不同结构形式，计算缸筒的直径D。
（2）活塞杆尺寸的选取
活塞杆的直径d，按工作时的受力情况来确定。根据表4-2来确定。
（3）油缸长度的确定
油缸筒长度=活塞行程+活塞长度+活塞导向长度+活塞杆密封及导向
长度+其它长度。活塞长度=—1)D；活塞杆导向长度=（—）d。其它长度指一些特殊的需要长度，如：两端的缓冲装置长度等。某些单活塞杆油缸油时提出最小导向程度的要求，如：
H≥L/20+D/2。
液压设计常用资料
时间：2010-8-27 14:17:02
径向密封沟槽尺寸
O形密封圈截面直径d
2
沟槽宽度b
气动动密封液压动密封
和
静密封
b
b
1
b
2
沟槽深度t
活塞密封
（计算d
3
用）
液压动密
封
气动动密
封
静密封
活塞杆密封
（计算d
6
用）
液压动密
封
气动动密
封
静密封
导角长度z
min
槽底圆角半径r
1
～～～
槽棱圆角半径r
2
～
沟槽尺寸计算方法
活塞密封沟槽：d3max=d4min-2t 活塞杆密封沟槽：d6min =d5max+2t
轴向密封沟槽尺寸
O形密封圈截面直径
d
2
沟槽宽度b
沟槽深度h
槽底圆角半径r
～～～
1
～
槽棱圆角半径r
2
沟槽尺寸计算方法
受内压的沟槽形式：d7=d1-2d2
受外压的沟槽形式：d8 =d1
沟槽各尺寸公差
沟槽及与O形圈配合表面的表面粗糙度
O形圈使用范围
注：▲为推荐使用密封形式
字母代号
d1—O形圈内径
d2—O形圈截面直径
d3—O形圈沟槽内径（活塞密封时，沟槽底直径）
d4—缸孔直径
d5—活塞杆直径
d6—O形圈沟槽外径（活塞杆密封时，沟槽底直径）
d7—轴向密封时沟槽外径（受内压）
d8—轴向密封时沟槽内径（受外压）
d9—活塞直径（活塞密封）
d10—O形圈截面直径
b—O形圈沟槽宽度
b1—加1个挡圈的O形圈沟槽宽度
b2—加2个挡圈的O形圈沟槽宽度
z—导角长度
r1—槽底圆角半径
r2—槽棱圆角半径
2g—径向间隙
油缸组合密封结构尺寸
活塞密封
活塞杆密封
支撑环及防尘圈选用尺寸
粗牙螺栓的保证载荷和最小拉力载荷（）
细牙普通螺纹基本尺寸计算表
螺栓、螺钉和螺柱的力学性能（）
注：1.表面硬度不应比芯部硬度高出30个维式硬度值，但级的表面硬度应不大于390HV30。
伺服油缸用拉杆螺（纹）栓拧紧力矩（Rexroth）
管道参数
一.管道内油流速度
流速计算V=Q/A=d2（m/S）
Q—流量（L/min） d—管子内径（mm）
1. 吸油管道：V≤～2m/S（一般常取1m/S以下）
2. 压力油管道：V≤～5m/S（压力高时取大值，压力低时取小值；管道长时
取
小值，管道短时取大值；油粘度大时取小值）。
3. 管道及局部收缩处取：V=5～7m/S
4. 回油管道：V≤～S
二.壁厚计算
δ=Pg*d/（2「σ」）（mm）
Pg—公称压力（Kg/cm2）
d —管子内径（mm）
「σ」—许用应力（Kgcm2）对于钢管「σ」=σb/n （n=4～8）三.钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及推荐流量表（JB827-66）
四.弯曲半径
最小弯曲半径：R≥10D （D—钢管外径）
五.管道支架间距（直管部分）
液压油物理化学性质
一.常用液压油
一.常用液压油
1.运动粘度：液体在同一温度下的动力粘度与该液体密度的比值ν。
1cSt=1mm2/S
2.动力粘度：单位面积上的粘性力，即内摩擦阻力与垂直于该面上的速度变化率成比例，其比例常数μ即动力粘度。
1kgf/m2==、1P= PaS=. S/m2
3.粘度指数：
4.温度膨胀：体积：ΔVt=V（1+αVΔt）（mL）
密度：ρt=ρ（1+αVΔt）（g/mL）
αV=（～）×10-4/℃，平均取αV=×10-4/℃
5.热导率：液体内热传递的难易程度：
Qn=λA（t2-t1）/L（W）
A—传热面积（m2）、L—与热流成直角方向的物质厚度（m）
λ=～（W/）
6. 弹性模量：β=1/K=-ΔV/（V*Δp）（MPa-1）
K≈（～2）×103 MPa，实际（油混气）工程中取（～）×103 MPa
7. 比热容：
作动器缸径D、杆径d、速度比Ψ及输出力F1（单杆）/F2（双杆）
进油压力21MPa ，回油压力0, A1—无杆腔工作面积，A2—有杆腔工作面积，Ψ=A1/A2
作动器常用安装形式
液压、气动和元件结构及尺寸
常用液压公式
1. 泵和马达
a.几何流量QL=q×n÷1000（L/min）
q—几何排量（mL/rev）
n—轴转速（rev/min）
b.液压功率N=QL×PS÷η（KW）
QL—流量（L/min）
PS—压力（MPa）
η—效率
c.轴功率N=ML×n÷9550（KW）
ML—轴扭矩（Nm）
n—轴转速（rev/min）
2. 油缸
a. 几何流量QL=A×VL÷1000 （L/min）
A—有效面积（cm2）
vL—活塞速度（cm/S）
b.理论推力F= A×PS×100（N）
A—有效面积（cm2）
PS—压力（MPa）
常用密封件材料适用的介质和使用温度范围
普通工制粗牙螺纹扭紧力矩
液压缸工作压力确定
负载（KN）0~7070~140140~250>250
60100~140180~210320缸工作压力
(bar)
活塞杆直径d与缸筒内径D的计算
受拉时： d=~D
受压
时： d=~D
(p1<5mpa)
d=~D
(5mpa d= (p1>7mpa) 缸筒最薄处壁厚：δ≥ pyD/2(σ) δ—缸筒壁厚；D—缸筒内径； py—缸筒度验压力，当额定压Pn>160x105Pa时， Py= ； (σ)—缸筒材料许用应力。(σ)=σb/n。 活塞杆的计算 直径强度校核：d≥[4F/π(σ)]1/2 d—活塞杆直径；F—液压缸的负载； (σ)—活塞杆材料许用应力，(σ)=σb/n。 液压缸缸筒长度的确定 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。 液压缸的计算 工作日记 2007-06-27 09:03:59 阅读1199 评论1 字号：大中小订阅使用压力类别名称对应油缸 7Mpa 低压液压缸 14Mpa 中压液压缸 CX, HO, RO系列 21Mpa 高压液压缸 HRO系列 常用计算公式： 示意图计算公式 推力：F1=A1×P1×Q (kgf) 拉力：F2=A2×P2×Q (kgf) 推侧活塞受压面积：A1=πD2/4 = (C㎡)拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4 =(D2-d2) (C㎡) 液压缸内径，即活塞直径：D (cm) 活塞杆直径：d (cm) 推侧压力：P1 (kgf/C㎡) 拉侧压力：P2 (kgf/C㎡) 效率：Q 注：1：油缸实际出力低于理论出力 2：效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60% 缸油分类说明：使用压力类别名称对应油缸 7Mpa 低压液压缸 MO系列 14Mpa 中压液压缸 CX, HO, RO系列 21Mpa 高压液压缸 HRO系列 常用计算公式： 计算公式 推力：F1=A1×P1×Q (kgf) 拉力：F2=A2×P2×Q (kgf) 推侧活塞受压面积：A1=πD2/4 = (C㎡) 拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4 =(D2-d2) (C㎡) 液压缸内径，即活塞直径：D (cm) 活塞杆直径：d (cm) 推侧压力：P1 (kgf/C㎡) 拉侧压力：P2 (kgf/C㎡) 效率：Q 注：1：油缸实际出力低于理论出力 2：效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60% 工作日记 2009-04-14 17:29:44 阅读119 评论0 字号：大中小订阅液压常用计算公式 长度 重量 面积 容积 力 压力 力矩 马力 动力黏度 油箱 油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。 油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。 油箱的设计要点 图10为油箱简图。设计油箱时应考虑如下几点。 1）油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。 2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。 3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/3～3/4。 图10 油箱 1—液位计；2—吸油管；3—空气过滤器；4—回油管；5—侧板；6—入孔盖；7—放油塞； 8—地脚；9—隔板；10—底板；11—吸油过滤器；12—盖板； 4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。 5）油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。 6）对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有： ①酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 液压油缸的主要设计技术参数 一、液压油缸的主要技术参数： 1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。 2. 进出口直径及螺纹参数 3.活塞杆直径； 4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以1.5，高于16乘以1.25 5.油缸行程； 6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。 7.油缸的安装方式； 达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧？好和合格还是有区别的。 二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。 液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面： 1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的 最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配 精度以及密封摩擦力大小的综合指标； 2.最低稳定速度：是指液压缸在满负荷运动时没 有爬行现象的最低运动速度，它没有统一指标， 承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也 不相同。 3.内部泄漏：液压缸内部泄漏会降低容积效率， 加剧油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液 压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置，也 因此它是液压缸的主要指标之。 液压油缸常用计算公式 液压油缸常用计算公式 项目公式符号意义 液压油缸面积(cm 2 ) A =πD 2 /4 D ：液压缸有效活塞直径(cm) 液压油缸速度(m/min) V = Q / A Q ：流量(l / min) 液压油缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10t V ：速度(m/min) S ：液压缸行程(m) t ：时间(min) 液压油缸出力(kgf) F = p × A F = (p × A) －(p×A) ( 有背压存在时) p ：压力(kgf /cm 2 ) 泵或马达流量(l/min) Q = q × n / 1000 q ：泵或马达的几何排量(cc/rev) n ：转速（rpm ） 泵或马达转速(rpm) n = Q / q ×1000 Q ：流量(l / min) 泵或马达扭矩(N.m) T = q × p / 20π 液压所需功率(kw) P = Q × p / 612 管内流速(m/s) v = Q ×21.22 / d 2 d ：管内径(mm) 管内压力降(kgf/cm 2 ) △ P=0.000698×USLQ/d 4 U ：油的黏度(cst) S ：油的比重 液压缸设计计算说明 系统压力为1p =25 MPa 本系统中有顶弯缸、拉伸缸以及压弯缸。以下为这三种液压缸的设计计算。 一、 顶弯缸 1 基本参数的确定 （1）按推力F 计算缸筒内径D 根据公式 3.5710D -=? ① 其中，推力F=120KN 系统压力1p =25 MPa 带入①式，计算得D= 78.2mm ，圆整为D = 80 mm （2）活塞杆直径d 的确定 确定活塞杆直径d 时，通常应先满足液压缸速度或速比的要求，然后再校核其结构强度和稳定性。若速比为?，则 d = ② 取?=1.6，带入②式，计算得d =48.9mm ，圆整为d =50mm 8050 D d ?===1.6 （3）最小导向长度H 的确定 对一般的液压缸，最小导向长度H 应满足 202 L D H ≥+ ③ 其中，L 为液压缸行程，L=500mm 带入③式，计算得H=65mm （4）活塞宽度B 的确定 活塞宽度一般取(0.6~1.0)B D = ④ 得B=48mm~80mm ，取B=60mm （5）导向套滑动面长度A 的确定 在D ＜80mm 时，取(0.6~1.0)A D = ⑤ D ＞80mm 时，取(0.6~1.0)A d = ⑥ 根据⑤式，得A=48mm~80mm ，取A=50mm （6）隔套长度C 的确定 根据公式2 A B C H +=- ⑦ 代入数据，解得C=10mm 2 结构强度计算与稳定校核 （1）缸筒外径 缸筒内径确定后，有强度条件确定壁厚δ，然后求出缸筒外径D 1 假设此液压缸为厚壁缸筒，则壁厚1]2D δ= ⑧ 液压缸筒材料选用45号钢。其抗拉强度为σb =600MPa 其中许用应力[]b n σσ=，n 为安全系数，取n=5 将数据带入⑧式，计算得δ=8.76mm 故液压缸筒外径为D 1=D+2δ=97.52mm ，圆整后有 D 1=100mm ，缸筒壁厚δ=10mm （2）液压缸的稳定性和活塞杆强度验算 按速比要求初步确定活塞杆直径后，还必须满足液压缸的稳定性及其 4.1纵向气缸的设计计算与校核: 由设计任务可以知道，要驱动的负载大小位140N，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响，并考虑到机械爪的质量。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率β： 由《液压与气压传动技术》表11-1： /β=200N 运动速度v=30mm/s，取β=0.7，所以实际液压缸的负载大小为：F=F D=1.27= =66.26mm F—气缸的输出拉力 N； P —气缸的工作压力P a 按照GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=20 mm 气缸缸径尺寸系列 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90）100 （110）125 （140）160 （180）200 （220）250 320 400 500 630 由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=8mm 缸筒长度S=L+B+30 L为活塞行程；B为活塞厚度 活塞厚度B=(0.6 1.0)D= 0.720=14mm 由于气缸的行程L=50mm ,所以S=L+B+30=886 mm 导向套滑动面长度A: 一般导向套滑动面长度A，在D<80mm时，可取A=(0.6 1.0)D；在D>80mm 时, 可取A=(0.6 1.0)d。 所以A=25mm 最小导向长度H： 根据经验，当气缸的最大行程为L，缸筒直径为D，最小导向长度为：H 代入数据即最小导向长度H + =80 mm 活塞杆的长度l=L+B+A+80=800+56+25+40=961 mm 由《液压气动技术手册》可查气缸筒的壁厚可根据薄避筒计算公式进行计算： 式中 —缸筒壁厚（m）； D—缸筒内径（m）； P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）； —缸筒材料的许用应力（MPa）； 实际缸筒壁厚的取值：对于一般用途气缸约取计算值的7倍；重型气缸约取计算值的20倍，再圆整到标准管材尺码。 参考《液压与气压传动》缸筒壁厚强度计算及校核 ,我们的缸体的材料选择45钢，=600 MPa， ==120 MPa n为安全系数一般取 n=5；缸筒材料的抗拉强度(Pa) P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）。当工作压力p≤16 MPa时，P=1.5p；当工作压力p＞16 MPa时，P=1.25p 由此可知工作压力0.6 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.5×0.6=0.9 MPa ==0.3mm 液压油缸的主要技术参数 一、液压油缸的主要技术参数： 1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。 2. 进出口直径及螺纹参数 3.活塞杆直径； 4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以，高于16乘以 5.油缸行程； 6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。 7.油缸的安装方式； 达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧好和合格还是有区别的。 二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。 液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面： 1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配 非标液压、机电、试验、工控设备开发研制。 液压缸无杆腔面积A=*40*40/ (平方米)=(平方米) 泵的理论流量Q=排量*转速=32*1430/1000000 (立方米/分)=(立方米/ 分) 液压缸运动速度约为V=*Q/A= m/min 所用时间约为T=缸的行程/速度=L/V==8 (秒) 上面的计算是在系统正常工作状态时计算的,如果溢流阀的安全压力调得较低,负载过大,液压缸的速度就没有上面计算的大,时间T就会增大. 楼主应把系统工作状态说得更清楚一些.其实这是个很简单的问题:你先求出油缸的体积,会求吧,等于:4021238立方毫米;然后再求出泵的每分钟 流量,需按实际计算,效率取92%(国家标准),得出流量 为:32X1430X1000X92%=立方毫米;两数一除就得出时间:分钟,也就是秒,至于管道什么流速什么的东西根本不要考虑,影响比较少. 油缸主要尺寸的确定方法 1．油缸的主要尺寸 油缸的主要尺寸包括：缸筒内径、活塞缸直径、缸筒长度以及缸筒壁厚等。 2．主要尺寸的确定 （1）缸筒直径的确定 根据公式：F=P×A，由活塞所需要的推力F和工作压力P可求得活塞的有效面积A，进一步根据油缸的不同结构形式，计算缸筒的直径D。 （2）活塞杆尺寸的选取 活塞杆的直径d，按工作时的受力情况来确定。根据表4-2来确定。 （3）油缸长度的确定 油缸筒长度=活塞行程+活塞长度+活塞导向长度+活塞杆密封及导向 长度+其它长度。活塞长度=—1)D；活塞杆导向长度=（—）d。其它长度指一些特殊的需要长度，如：两端的缓冲装置长度等。某些单活塞杆油缸油时提出最小导向程度的要求，如： H≥L/20+D/2。 液压设计常用资料 时间：2010-8-27 14:17:02 径向密封沟槽尺寸 O形密封圈截面直径d 2 沟槽宽度b 气动动密封液压动密封 和 静密封 b b 1 b 2 油缸压力计算公式 油缸工作时候的压力是由负载决定的，物理学力的压力等于力除以作用面积（即P=F/S） 如果要计算油缸的输出力，可按一下公式计算： 设活塞（也就是缸筒）的半径为R （单位mm） 活塞杆的半径为r （单位mm） 工作时的压力位P （单位MPa） 则 100吨油缸，系统压力16Mpa,请帮我计算下选用的油缸活塞的直径是多少？怎么计算的？ 理论值为：282mm 16Mpa=160kgf/cm2 100T=100000kg 100000/160=625cm 液压油缸行程所需时间计算公式 当活塞杆伸出时，时间为(15××缸径的平方×油缸行程)÷流量 当活塞杆缩回时,时间为[15××(缸径的平方-杆径的平方)×油缸行程]÷流量 缸径单位为m 杆径单位为m 行程单位为m 流量单位为L/min 套筒式液压油缸的行程是怎么计算的，以及其工作原理 形成计算很简单： 油缸总长，减去两端盖占用长度，减去活塞长度，即为有效形成，一般两端还会设置缓冲防撞机构或回路。工作原理： 1、端盖进油式：油缸的两端盖接有管路一端通油活塞及活塞杆向令一个方向运行；结构紧凑适合小型油缸 2、活塞杆内通油式：活塞杆为中空，内通油，活塞与活塞杆链接部位有通油孔，通油后活塞及活塞杆想另一方向运行；适合大型油缸。 3、缸体直入式：大吨位单作用油缸，一端无端盖（端盖与缸体焊接一体），直接对腔体供油，向令一方向做功，另一端端盖进油回程或弹簧等储能元件回程。 大致如此几种 我有一台液压油缸柱塞直径40毫米缸体外径150毫米高度400毫米请专业人士告诉我它的吨位最好能告诉我计算公式谢谢 油泵压力10MPA 一台液压机械的压力（吨位）是与柱塞直径和供油压力有关。 其工作压力（吨位）的计算： 柱塞的受力面积×供油压力=工作压力（吨位） 柱塞的受力面积单位:mm2 供油压力单位:N/mm2 工作压力（吨位）单位:N 1000Kgf=1Tf(吨力) 油缸15到25吨的力要多大的钢径 油缸的吨位和缸径的大小还有系统提供的压力有关。 例如油缸内径是100mm， 系统提供的压力是16MPA 50吨液压油缸内外径是多少 则： 液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力(详见第九章)，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。 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。若速度比为λv，则该处应有一个带根号的式子： (4-34) 也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。 受压力作用时： pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D 5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7D pI＞7MPa时,d=0.7D (3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：L=l+B+A+M+C 式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导 液压缸计算公式 1、液压缸内径和活塞杆直径的确定 液压缸的材料选为Q235无缝钢管，活塞杆的材料选为Q235 液压缸内径: 4，F4== D,3.14，,p F:负载力 (N) 2A:无杆腔面积 () mm P:供油压力 (MPa) D:缸筒内径 (mm) :缸筒外径 (mm) D1 2、缸筒壁厚计算 π×,??ηδσψμ 1)当δ/D?0.08时 pDmax,,(mm) 02,p 2)当δ/D=0.08~0.3时 pDmax,,(mm) 02.3,-3ppmax 3)当δ/D?0.3时 ,,,，0.4pDpmax,,,,(mm) 0,,2,1.3p,pmax,, ,b,, pn δ:缸筒壁厚(mm) ,:缸筒材料强度要求的最小值(mm) 0 :缸筒内最高工作压力(MPa) pmax :缸筒材料的许用应力(MPa) ,p :缸筒材料的抗拉强度(MPa) ,b :缸筒材料屈服点(MPa) ,s n:安全系数 3 缸筒壁厚验算 22,(D,D)s1(MPa) PN,0.352D1 D1P,2.3,lg rLsD PN:额定压力 :缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa) PrL :缸筒耐压试验压力(MPa) Pr E:缸筒材料弹性模量(MPa) :缸筒材料泊松比 =0.3 , 同时额定压力也应该与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免 塑性变形的发生，即: ，，(MPa) PN,0.35~0.42PrL 4 缸筒径向变形量 22,,DPDD，1r,,D,,，,(mm) 22,,EDD,1,,变形量?D不应超过密封圈允许范围5 缸筒爆破压力 D1PE,2.3,lg(MPa) bD 6 缸筒底部厚度 Pmax,(mm) ,0.433D12,P :计算厚度处直径(mm) D2 7 缸筒头部法兰厚度 4Fbh,(mm) ,(r,d),aLP F:法兰在缸筒最大内压下所承受轴向力(N) b:连接螺钉孔的中心到法兰内圆的距离(mm) :法兰外圆的半径(mm) ra 第一部分 总体计算 1、 压力 油液作用在单位面积上的压强 A F P = Pa 式中： F ——作用在活塞上的载荷，N A ——活塞的有效工作面积，2 m 从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。 额定压力（公称压力） PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。 最高允许压力 P max ，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为：P P 5.1max ≤ MPa 。 耐压实验压力P r ，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：PN P r 5.1≤ MPa 。 液压缸压力等级见表1。 2、 流量 单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积： t V Q = L/min 由于310?=At V ν L 则 32104 ?= =νπ νD A Q L/min 对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时 32104 ?= νπ D Q 当活塞杆缩回时 32210)(4 ?-=νπ d D Q 式中： V ——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L ； t ——液压缸活塞一次行程所需的时间，min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m ； ν——活塞运动速度，m/min 。 3、速比 液压缸活塞往复运动时的速度之比： 2 2 2 12d D D v v -==? 式中： 1v ——活塞杆的伸出速度，m/min ； 2v ——活塞杆的缩回速度，m/min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。 4、液压缸的理论推力和拉力 活塞杆伸出时的理推力： 626 11104 10?= ?=p D p A F π N 活塞杆缩回时的理论拉力： 6226 2210)(4 10?-= ?=p d D p F F π N 式中： 1A ——活塞无杆腔有效面积，2 m ； 2A ——活塞有杆腔有效面积，2m ； P ——工作压力，MPa ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 5、液压缸的最大允许行程 活塞行程S ，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出： k k F EI L 2π= mm 式中： 油缸出力与速度计算 1.柱塞油缸： ①柱塞的推力F = 3 2 10 785.0-???d p (吨) ( P ：液体工作压力kgf/cm 2 d ：柱塞直径cm) ②柱塞的运动速度V = 2 60785.0d Q ?? (mm/s) (Q ：总输入油的流量L/min d ：柱塞直径m) 2.活塞油缸：（无杆腔为工作腔） ①工作行程的推力F = 3 210785.0-???D p (吨) （不考虑有背压） (P ：液体工作压力kgf/cm 2 D ：油缸内径cm) F ，=[()]322,210785.0785.0-?-?-??d D p D p (吨) （考虑回油腔有背压） (P ：液体工作压力kgf/cm 2 P ，，：液体背压压力kgf/cm 2 d :活塞杆直径m) ②活塞工作行程的运动速度V 下= 2 60785.0D Q ?? (mm/s) (Q :油泵供给油缸的流量L/min D :油缸内径m) ③从活塞杆腔排油的流量Q 排=()Q D d D ?-2 2 2 (L/min ） (Q ：油泵供给油缸的流量L/min D ：油缸内径m d ：活塞杆直径m) ④回程的拉力F =()3 2210785.0-?-??d D p (吨) （不考虑有背压） (P ：液体工作压力kgf/cm 2 D ：油缸内径cm d ：活塞杆直径cm ) F ，=[()]322,210785.0785.0-?-?-??d D p D p (吨) （考虑回油腔有背压） (P ：液体工作压力kgf/cm 2 P ，，：液体背压压力kgf/cm 2 d :活塞杆直径cm) ⑤活塞回程工作的运动速度V 回= ( ) 2 2 60785.0d D Q -?? (mm/s) (Q :油泵供给油缸的流量L/min D :油缸内径m) ⑥从无杆腔排油的流量Q 排= Q D ?2 2 2 (L/min ） 液压缸的设计计算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。 （2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 焊接型液压缸通常额定压力Mpa P n 25≤、缸筒内径mm D 320≤，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程m S 1510-≤。 液压装置往往通过液压油缸对外做功，在忽略 外渗漏、液体压缩性和摩擦力的前提下： 油缸产生的力等于供油压力与作用面积的乘积； 油缸的运动速度等于进入油缸腔的流量除于作 用面积。计算公式如下： 油缸推力： （1） 油缸拉力： （2） 伸出速度： （3） 缩回速度： （4） 式中： F 1——在无杆腔产生的力（推力）， kgf F 2——在有杆腔产生的力（拉力）， kgf A 、 B ——无杆腔、有杆腔面积，cm 2 D ——油缸内径，cm d ——活塞杆直径，cm V 1——活塞杆伸出速度，cm/min V 2——活塞杆缩回速度，cm/min Q 1——油缸无杆腔侧进油流量，cm 3/min Q 2——油缸有杆腔侧进油流量，cm 3/min 【举例】 （1）油缸内径D=100mm ，供无杆腔压力P 1=160kgf/cm 2，其油缸推力为： F 1=P 1×A=160×0.785×102 =12560 （kgf ） （2）油缸内径D=100mm ，杆径d=70mm ，供有杆腔压力P 1=160kgf/cm 2，其油缸拉力为： F 2=P 2×B= P 2×0.785(D 2-d 2)= 160×0.785(102-72)=6405.6 （kgf ） （3）油缸内径D=100mm ，进入无杆腔的流量为80升/分，其油缸的伸出速度为： V 1=Q 1/A= 80×103/（0.785×102）= 1019.1（cm/min ）=17cm/S （4）同上，油缸活塞的缩回速度为： V 2=Q 1/B=80×103/〖0.785×(102-72)〗=1998.2（cm/min ）= 33.3cm/S )(4 22222d D P B P F -?=?=π21114D P A P F π?=?=21114D Q A Q V ==)(422222d D Q B Q V -== 【最新整理，下载后即可编辑】 液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力(详见第九章)，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。 根据一览旗下液压英才网资深顾问理工分析有以下几大要点： 1.液压油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。 （液压招聘）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。若速度比为λv，则该处应有一个带根号的式子： (4-34) 也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。 受压力作用时： pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D 5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7D 一、课程设计任务 1.1已知数据： 推力载荷：150KN行程：150mm 速度：1mm/sec 安装方式：后法兰 1.2设计内容及完成的工作量 1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图 2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配 3）完成标准件的计算选型 4）完成非标零件精度设计 5）编写设计计算说明书一份 6）原动机经联轴器驱动泵类负载 二、液压缸主要几何尺寸的设计计算 2.1液压缸工作压力的确定 在液压系统中，为了便于液压元件和管路的设计选用，往往将压力分级 2.1压力分级 级别 低压 中压 中高压 高压 超高压 压力范围（MPa ） 0～ 2.5 >2.5～8 >8～16 >16～32 >32 2.2液压缸的公称压力系列（GB2346-80）（bar ） 25 40 63 （80） 100 （125） 160 200 250 315 400 500 630 800 依据表2.2所规定的公称压力系列，计算或选择的柱塞缸的公称压力为315bar=31.5MPa 2.2柱塞杆直径的确定 由柱塞式液压缸柱塞外伸时的推力公式： 61110??=A P F （2-1） 得： 61110-?=P F A （2-2） 式中： 1F —液压缸的推力，这里为液压缸载荷(N) P —工作压力（Mpa ） 1A —柱塞杆的作用面积（2 m ） 2 14d A π= （2-3） 式中： d —柱塞杆的直径（m ） 将2-3带入2-2得d=0.019m=19mm ， 由柱塞杆的标准系列 取d=32mm 《液压与 气压传动》 P101 2.3液压缸行程 根据设计要求，行程取150mm 2.4柱塞缸内径1D 的确定 查表可得1D =42mm 2.5液压缸外径2D 的确定 查表可得2D =50mm 2.6缸筒壁厚 计算得壁厚δ=(2D -1D )/2=4mm 缸的材料选45钢 2.7缸底壁厚 平行缸底，取缸底无油情况， []σy P D h 433.0= （2-7） 式中： h —缸底厚度（mm ） D —液压缸内径（mm ） y P —试验压力（MPa ）,工作压力MPa P 16≤时，P P y 5.1=；工作压力MPa P 16≥时，P P y 25.1= []σ—缸底材料的许用应力（MPa ） 对于：锻钢[]MPa 120~100=σ 铸钢[]MPa 110~100=σ 机械设计手册第五 版第4卷 22-245 液压常用计算公式 1、齿轮泵流量（min /L ）： 1000Vn q o =，1000 o Vn q η= 说明：V 为泵排量（r ml /）；n 为转速（min /r ）；o q 为理论流量 （min /L ）；q 为实际流量（min /L ） 2、齿轮泵输入功率（kW ）： 说明：T 为扭矩（m N .）；n 为转速（min /r ） 3、齿轮泵输出功率（kW ）： 说明：p 为输出压力（a MP ）；'p 为输出压力（2 /cm kgf ）；q 为实际流量（min /L ） 4、齿轮泵容积效率（%）： 说明：q 为实际流量（min /L ）；o q 为理论流量（min /L ） 5、齿轮泵机械效率（%）： 说明：p 为输出压力（a MP ）； q 为实际流量（min /L ）；T 为扭矩 （m N .）；n 为转速（min /r ） 6、齿轮泵总效率（%）： 说明：V η为齿轮泵容积效率（%）；m η为齿轮泵机械效率（%） 7、齿轮马达扭矩（m N .）： π 2q P T t ??=，m t T T η?= 说明：P ?为马达的输入压力与输出压力差（a MP ）； q 为马达排量 （r ml /）；t T 为马达的理论扭矩（m N .）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .）；m η为马达的机械效率（%） 8、齿轮马达的转速（min /r ）： 说明：Q 为马达的输入流量（min /ml ）； q 为马达排量（r ml /）； V η为马达的容积效率（%） 9、齿轮马达的输出功率（kW ）： 说明：n 为马达的实际转速（min /r ）； T 为马达的实际输出扭矩（m N .） 10、液压缸面积（2 cm ）： 说明：D 为液压缸有效活塞直径（cm ） 11、液压缸速度（min m ）： 说明：Q 为流量（min L ）；A 为液压缸面积（2cm ） 12、液压缸需要的流量（min L ）： 说明：V 为速度（min m ）；A 为液压缸面积（2 cm ）；S 为液压缸行程（m ）；t 为时间（min ） 13、液压缸的流速（s m /）： 2114D Q A Q V V V πηη==，) (42222d D Q A Q V V V -==πηη 说明：Q 为供油量（s m /3 ）；V η为油缸的容积效率（%）；D 为无杆腔活塞直径（m ）；d 为活塞杆直径（m ） 14、液压缸的推力（N ）： 液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 3.1设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 3.2液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。（2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 P?25Mpa、缸筒内径焊接型液压缸通常额定压力，在活塞杆和缸mm320?D n筒的加工条件许可下，允许最大行程。m15?10?S． （3）法兰型液压缸 缸筒与前、后端盖均为法兰连接，而法兰与缸筒有整体、焊接、螺纹等连接方式。法兰型液压缸的特点是额定压力较高，缸筒内径大，外形尺寸大。适用于较严酷的冲击负载和外界工作条件，又称重载型液压缸。 P?35Mpa、缸筒内径法兰型液压缸通常额定压力，在活塞杆和缸mm320D?n筒的加工条件许可下，允许最大行程。m?8S由此可知，我们设计的液压升降平台车的液压缸应选择（2）焊接型液压缸比较合适。当然对缸筒的连接还需根据具体 引言 起升油缸设计（3级） 引言 液压缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它的结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到了广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。 液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，只是由于早期技术水平和生产需求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。1795年英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列化而在工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。 本设计中首先对设计产品进行工况分析，进而对其主要参数进行计算并校核，再利用CAD软件绘出产品零件图和总装图，以及solidworks进行机械运动仿真。solidworks软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。solidworks软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。 （2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 焊接型液压缸通常额定压力Mpa P n 25≤、缸筒内径mm D 320≤，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程m S 1510-≤。 液压常用计算公式 1、齿轮泵流量（min /L ）： 1000 Vn q o = ，1000 o Vn q η= 说明：V 为泵排量 （r ml /）；n 为转速（min /r ）；o q 为理论流量（min /L ）；q 为实际流量（min /L ） 2、齿轮泵输入功率（kW ）： 60000 2Tn P i π= 说明：T 为扭矩（m N .）；n 为转速（min /r ） 3、齿轮泵输出功率（kW ）： 612 60 ' q p pq P o = = 说明：p 为输出压力（a MP ）；' p 为输出压力（2 /cm kgf ）；q 为实际流量 （min /L ） 4、齿轮泵容积效率（%）： 100V ?= o q q η 说明：q 为实际流量（min /L ）；o q 为理论流量（min /L ） 5、齿轮泵机械效率（%）： 10021000?= Tn pq m πη 说明：p 为输出压力（a MP ）； q 为实际流量（min /L ）；T 为扭矩（m N .）； n 为转速（min /r ） 6、齿轮泵总效率（%）： m ηηη?=V 说明：V η为齿轮泵容积效率（%）；m η为齿轮泵机械效率（%） 7、齿轮马达扭矩（m N .）： π 2q P T t ??= ，m t T T η?= 说明：P ?为马达的输入压力与输出压力差 （a MP ）； q 为马达排量（r ml /）；t T 为马达的理论扭矩（m N .）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .）；m η为马达的机械效率（%） 8、齿轮马达的转速（min /r ）： V q Q n η?= 说明：Q 为马达的输入流量（min /ml ）； q 为马达排量（r ml /）； V η为 马达的容积效率（%） 9、齿轮马达的输出功率（kW ）： 3 10 602?= nT P π 说明：n 为马达的实际转速（min /r ）； T 为马达的实际输出扭矩（m N .） 10、液压缸面积（2 cm ）： 4 2 D A π= 说明：D 为液压缸有效活塞直径（cm ） 11、液压缸速度（min m ）： A Q V 10= 说明：Q 为流量（min L ）；A 为液压缸面积（2 cm ） 12、液压缸需要的流量（min L ）： Word格式1.1已知数据： 推力载荷：150KN行程：150mm 速度：1mm/sec 安装方式：后法兰 1.2设计内容及完成的工作量 1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配3）完成标准件的计算选型 4）完成非标零件精度设计 5）编写设计计算说明书一份 6）原动机经联轴器驱动泵类负载 二、液压缸主要几何尺寸的设计计算 2.1液压缸工作压力的确定 在液压系统中，为了便于液压元件和管路的设计选用，往往将压力分级 2.1压力分级 级别 低压 中压 中高压 高压 超高压 压力范围（MPa ） 0～ 2.5 >2.5～8 >8～16 >16～32 >32 2.2液压缸的公称压力系列（GB2346-80）（bar ） 25 40 63 （80） 100 （125） 160 200 250 315 400 500 630 800 依据表2.2所规定的公称压力系列，计算或选择的柱塞缸的公称压力为315bar=31.5MPa 2.2柱塞杆直径的确定 由柱塞式液压缸柱塞外伸时的推力公式： 61110??=A P F （2-1） 得： 61110-?=P F A （2-2） 式中： 1F —液压缸的推力，这里为液压缸载荷(N) P —工作压力（Mpa ） 1A —柱塞杆的作用面积（2 m ） 2 14d A π= （2-3） 式中： d —柱塞杆的直径（m ） 将2-3带入2-2得d=0.019m=19mm ， 由柱塞杆的标准系列 取d=32mm 《液压与 气压传动》 P101 2.3液压缸行程 根据设计要求，行程取150mm 2.4柱塞缸内径1D 的确定 查表可得1D =42mm 2.5液压缸外径2D 的确定 查表可得2D =50mm 2.6缸筒壁厚 计算得壁厚δ=(2D -1D )/2=4mm 缸的材料选45钢 2.7缸底壁厚 平行缸底，取缸底无油情况， []σy P D h 433.0= （2-7） 式中： h —缸底厚度（mm ） D —液压缸内径（mm ） y P —试验压力（MPa ）,工作压力MPa P 16≤时，P P y 5.1=；工作压力MPa P 16≥时，P P y 25.1= []σ—缸底材料的许用应力（MPa ） 对于：锻钢[]MPa 120~100=σ 铸钢[]MPa 110~100=σ 机械设计手册第五 版第4卷 22-245液压油缸设计计算公式 (2)
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