成形机械的活塞式液压缸部件设计
液压缸结构设计及其特征分析
液压缸结构设计及其特征分析在整个液压传动系统当中，液压缸负责利用液压油完成能量的传递，通过液压缸运动使得液压能够完成向机械动能的转变，进而驱动机械元件执行相应运动指令。
通常情况下，液压缸主要是由缸体、活塞杆、端盖以及套筒等零件组成。
本文将通过对液压缸的结构设计以及运行特性進行简要分析研究，以期能够有效提升液压缸的运行性能。
1 液压缸的结构设计液压缸是液压传动系统当中一项重要的能源执行元件，负责实现特定的功能，液压缸本身的结构尺寸以及性能作用等均直接影响到液压传动系统的结构尺寸、性能作用，因此对液压缸进行结构设计时需要设计人员对各因素进行充分考量。
图1展示的就是液压传动系统原理。
其中1代表油箱、2代表滤油器、3代表液压泵、4代表溢流阀、5代表阀系统、6发表压力表、7代表节流阀。
1.1 直径计算与校核1.1.1 液压缸。
图2展示的就是液压缸的结构图，如果有活塞杆并且与高压油侧通或是没有活塞杆但直接连通油箱的情况下，活塞向右即可完成开断。
在活塞的两侧同时与高压油相连通的情况下，鉴于两侧承压面积存在明显的差异性，因此此时活塞向左即可完成关闭。
在计算分断以及关闭情况下液压缸的缸筒直径时，可以使用公式进行计算，在这一公式当中活塞位移以及液压缸的机械效率和直径，分别用s、以及D进行表示，而运行系统归化在活塞当中的质量则用m表示，活塞杆的直径则用d表示，p1以及p2则分别代表有杆腔和无杆腔油压。
1.1.2 活塞杆。
鉴于活塞杆往往会在导向装置当中出现滑动情况，因此需要设计出合适的活塞杆直径避免其出现滑动故障。
而公式可以计算出在分断以及关闭状况下液压缸活塞的往返速度比值，在此基础上对其进行进一步推导后我们可以得出，公式可以完成活塞杆直径的计算，其中λ为活塞往返的速度比，而d则为活塞杆的直径。
考虑到液压缸在进行往复运动的过程当中，活塞杆通常会承受包括推力、扭转力等在内的各种力，并且力值相对比较大，因此设计人员有必要利用公式对活塞杆的強度、刚度等进行检验。
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液压缸的设计一、液压缸类型与安装方式的确定当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太 大。
比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。
由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则， 压缸的设计。
因为是活塞式，故用螺纹连接。
二、液压缸的结构设计1、缸体与缸的连接缸体与缸的连接形式较多，有拉杆连接、3、活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接大多采用螺纹连接结构和卡键连接结构。
螺纹连接结构 形式简单实用，应用较为普遍；卡键连接机构适用于工作压力较大， 工作机械振 动较大的油缸。
因此从多方面的因素考虑选择螺纹连接结构。
4、液压缸缸体的安全系数对缸体来说，液压力、机械力和安全系数有关的因素都对缸体有影响。
液压 缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是强度问题、刚度和定性问题三种 形式给表现出来，其中最重要的还是强度问题。
要保证缸体的强度，一定要考虑 适当的安全系数。
三、液压缸的主要技术性能参数的计算故选双作用单活塞杆立式快速液法兰连接、内半环连接、焊接连接、内螺纹连接等。
在此选用法兰连接，如下图所示：这种连接结构简单，装拆方便。
（一）、压力所谓压力，是指作用在单位面积上的负载。
从液压原理可知，压力等于负载力与活塞的有效工作面积之比。
P=F/A（N/m2）式中：F—作用在活塞上的负载力（NA —活塞的有效工作面积（m）从上述可知，压力值的建立是因为负载力的存在而产生的，在同一个活塞的有效工作面积上，负载越大，所需的压力就越大，活塞产生的作用力就越大。
如果活塞的有效工作面积一定，压力越大，活塞产生的作用力就越大。
由此可知：1、根据负载力的大小，选择活塞面积合适的液压缸和压力适当的液压泵。
2、根据液压泵的压力和负载力，设计和选用合适的液压缸。
3、根据液压缸的压力和液压缸的活塞面积，确定负载的重量。
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。
液压缸的设计优秀文档
液压缸设计：
一、液压缸主要尺寸计算
1.液压缸内径D计算：
根据负载大小和选定 的系统压力计算确定： 根据液压缸的输出速度和所选定的系统流量计算确定：
2.活塞杆直径d 计算： 3.液压缸长度 L：由最大行程决定 4.液压缸的壁厚δ：根据结构设计确定。但在工作压力较高
或 缸径较大时必须进行强度验算
液压缸装配图绘制：
1.各元件装配关系要正确。
零件图绘制： 任选二个非标零件的设计。
感谢观看
液压缸长度 液压缸长度
LL：：由由足最最大大够行行程程的决决缓定定 冲压力，使活
各根元据件 负装载配大关小系和要选塞正定确的减。系速统压，力计从算而确定避： 免与缸
盖快速相撞 液压缸的壁厚δ：根据结构设计确定。
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液压缸长度 L：由最大行程决定
排气装置
液压缸长度 L：由最大行程决定 根据负载大小和选定 的系统压力计算确定： 根据负载大小和选定 的系统压力计算确定： 液压缸的壁厚δ：根据结构设计确定。 根据负载大小和选定 的系统压力计算确定： 但在工作压力较高或 液压缸的壁厚δ：根据结构设计确定。 液压缸的壁厚δ：根据结构设计确定。 缸径较大时必须进行强度验算 根据液压缸的输出速度和所选定的系统流量计算确定： 各元件装配关系要正确。 但在工作压力较高或 缸盖时，增大排油阻力， 液压缸长度 L：由最大行程决定 各元件装配关系要正确。 液压缸长度 L：由最大行程决定 各元件装配关系要正确。 液压缸长度 L：由最大行程决定
最小导向长度
活塞宽度
H
B
上
油缸最大行程 LDFra bibliotekdAC
导向滑动配合面长度
隔套长度
液压缸结构设计
1.3 强度校核
1. 缸筒壁厚校核 在中、低压液压系统中，液压缸的缸筒壁厚常由结构工艺
上的要求决定，强度问题是次要的，一般不须验算。在高压系 统中，即
1.3 强度校核 2. 活塞杆直径校核 （1）强度计算。活塞杆强度按下式校核
（2）稳定性计算。活塞杆所能承受的负载F，应小于使它保持 工作稳定的临界负载Fk。
3．螺栓强度校核
1.3 强度校核
3．螺栓强度校核 液压缸盖固定螺栓在工作过程中同时承受拉应力和扭应力，
其螺栓直径ds可按下式校核
液压与气动控制
d值也可由D和λv来决定。按国家标准进行圆整。行业标准规定 了单杆活塞液压缸两腔面积比的标准系列 。
3）缸筒长度L 液压缸的缸筒长度L由最大工作行程决定， 通常缸筒的长度=活塞最大行程+活塞长度+活塞杆导向长度+ 活塞杆密封长度+其他长度，其中活塞长度=(0.6～1)D，活塞 杆导向长度= (0.6～1.5)d。其他长度是指一些特殊装置所需 长度，如液压缸两端缓冲装置所需的长度等。缸筒的长度一般 不超过其内径的20倍。
4）最小导向长度H 对于一般的液压缸，当液压缸的最大行 程为L，缸筒直径为D时，最小导向长度H为：
活塞的宽度B一般取B=(0.6～1)D。导向套滑动面长度A，在 D＜80mm时，取A=(0.6～1)D，在D＞80mm时，取A=(0.6～ 1)d。为保证最小导向长度，过分增大A和B都是不合适的，必要时 可在导向套和活塞之间装一隔套（图中零件K），隔套的长度C由 需要的最小导向长度H决定，即
1.2 液压缸主要尺寸计算
1）缸筒内径D 根据负载大小和选定的工作压力，或运动速 度和输入流量，按本章有关算式确定后，再从国家标准中选取 相近尺寸加以圆整。
液压缸设计
液压缸设计(总23页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--液压缸设计指导书河南理工大学机械与动力工程学院热能与动力工程系一、设计目的油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。
具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。
因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。
它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。
所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。
通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。
为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。
二、设计要求1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。
2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。
计算公式不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。
3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。
说明书的最后要附上草图。
4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。
5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。
三、设计任务设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。
四、设计依据和设计步骤油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。
液压缸设计计算
液压缸设计计算第四章液压缸的设计计算在上一章液压系统的设计中，已对液压缸的主要结构尺寸作了计算，本章继续对液压缸的其余主要尺寸及结构进行设计计算。
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，编制工况图，选定系统的工作压力(详见第三章)，然后根据使用要求进行结构设计。
本章只对抬升缸做上述设计计算。
4.1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。
在上一章中已经作过缸筒内径D及活塞杆外径的计算，此处从略。
缸筒内径D—80?活塞杆外径d—45?(详见第三章)4.1.1缸筒长度L缸筒长度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 (4-1) 式中: l—活塞的最大工作行程;l=450?B—活塞宽度，一般为(0.6-1)D;取B=1×80=80?A—活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;取A=1×80=80?M—活塞杆密封长度，由密封方式定;C—其他长度，取C=35?故缸筒长度为:L=80+35+450+80+15=660?4.2.2.最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图4-1所示)。
如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。
图4-1 油缸的导向长度对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式:H?L/20+D/2 (4-2)式中: L—液压缸最大工作行程(m);L=0.45mD—缸筒内径(m)，D=0.08m。
故最小导向长度H?62.5?4.2.液压缸主要零部件设计4.2.1缸筒1.缸筒结构缸筒与缸头的连接用法兰连接，其优点是:结构简单，易加工，易装卸;缺点是重量比螺纹连接的大，但比拉杆连接的小;外径较大。
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档液压缸（油缸）设计步骤：1.确定液压缸的工作参数：包括工作压力、负荷要求、行程长度、作用力、运动速度等。
这些参数可以根据设备的应用需求来确定。
2.选择液压缸的类型：有单作用和双作用两种，单作用液压缸只能在一个方向上产生推或拉力，而双作用液压缸可以在两个方向上产生推拉力。
3.计算活塞直径和活塞杆直径：活塞直径和活塞杆直径是根据负荷要求和工作压力来计算的。
一般来说，活塞直径越大，液压缸的承载能力越大，但也会增加摩擦阻力和油液消耗量。
4.确定液压缸筒体和活塞杆材料：根据工作环境的要求和负荷的性质选择合适的材料，一般常用的材料有铸铁、钢等。
5.完成液压缸内部部件的设计：包括密封件、液压缸密封结构、液压缸的阻尼装置等。
密封结构的设计需要考虑到液压缸的工作环境和工作温度。
6.进行液压缸的强度计算：计算液压缸各个部件的强度，包括活塞杆、筒体和密封结构等。
强度计算需要考虑到工作压力和作用力等参数。
7.进行液压缸的动态计算：根据液压缸的运动速度和所需的加速度等参数，进行液压缸的动态计算。
1.计算缸体容积：液压缸的容积可以通过下式计算得到：V=π/4*D^2*L其中，V为缸体容积，D为活塞直径，L为活塞行程长度。
2.计算活塞面积：根据活塞直径计算活塞面积，可以通过下式计算得到：A=π/4*D^2其中，A为活塞面积，D为活塞直径。
3.计算活塞杆面积：根据活塞杆直径计算活塞杆面积，可以通过下式计算得到：A'=π/4*D'^2其中，A'为活塞杆面积，D'为活塞杆直径。
4.计算推力：根据工作压力和活塞面积计算液压缸的推力，可以通过下式计算得到：F=P*A其中，F为液压缸的推力，P为工作压力，A为活塞面积。
5.计算液压缸的速度：液压缸的速度可以通过可控阀门来调节，一般使用油流量来计算液压缸的速度，可以通过下式计算得到：V=Q/A其中，V为液压缸的速度，Q为油流量，A为活塞面积。
液压油缸的设计机械类论文
液压油缸的设计-机械类论文液压油缸的设计-机械类论文摘要：本文主要论述液压油缸的设计方法及密封选用，装配及试验，简单，方便易懂。
关键词：油缸，法兰;缓冲;活塞杆;密封1 设计参数给定首先给定油缸直径、活塞杆直径、缸外径、油缸行程、液压系统压力、法兰厚、缸筒壁厚、工作介质普通液压油。
油缸活塞面积A=πd2/4 m2、油缸推力F=PA N(1)法兰安装方式：油缸安装方式为前端法兰固定。
(2)缓冲机构选用：在承压10MPa以上应当选用缓冲机构，本次设计工作压力25MPa，因有钻孔机构，所以前端忽略，采用后缓冲。
(3)密封装置的选用：选用Y型轴孔通用密封圈，材质聚氨酯(PU)，因压力超过16MPa，故Y形密封圈加挡圈。
2 液压缸的装配装配前先检查各零件尺寸，然后对各零件去除飞边，毛刺，然后用煤油清洗，清洗完后，放在干燥环境中自然风干，或用气泵风吹干。
装配前各滑动部位涂抹润滑油，装配时要轻拿轻放，不允许划伤和碰伤。
活塞与活塞杆装配后，应测量同轴度，圆度及圆柱度，直线度，不能超差。
装配完毕后各相对运动部件间运动灵活，无卡滞发生。
3 液压缸各部的设计与计算方法3.1 缸筒设计①缸筒结构的选择：选取卡键式连接，参照国家标准，外形尺寸小，结构简单。
②缸筒的要求：缸筒一般采用20#或35#，特殊要求及强度的采用特殊材质，要求在动态工作压力下，长时间工作不变形;活塞杆要有足够刚度，在伸出中不允许有弯曲及扭动;缸筒内表面光滑，并镀铬。
③缸筒材料的选取及强度给定：材料的机械性能参照机械手册，本次设计选20号钢，从表中得到：缸筒材料的屈服强度=300MP;缸筒材料抗拉强度=480MP;进而用屈服强度来计算得到，缸筒材料的许用应力[]=/n=320/5=64MPa。
安全系数取5，参照机械设计手册。
④缸筒的计算。
1)液压缸的效率：油缸的效率由以下三种效率组成：(A)机械效率由各运动件摩擦损失所造成，在额定压力下，通常可取≈0.9。
液压缸设计说明范文
液压缸设计说明范文液压缸是一种通过压缩液体来产生力和运动的装置。
液压缸的设计非常关键，因为它直接影响到液压系统的性能和效率。
在本文中，将详细介绍液压缸的设计说明，包括液压缸的工作原理、结构设计、性能要求等。
一、液压缸的工作原理液压缸基本上是由一个活塞和一个圆筒组成的。
当液体从液压泵流入液压缸时，由于液体的压力作用在活塞上，活塞开始移动。
活塞上的力产生的推力通过轴承传递给机器或装置，使其产生运动。
液压缸的工作原理十分简单，但是涉及到的流体力学原理十分复杂。
二、液压缸的结构设计液压缸的结构设计应考虑以下几个方面：1.缸体和活塞材料的选择：缸体和活塞应使用高强度、耐腐蚀的材料，如优质铸铁或钢材。
这些材料具有良好的承载能力和耐用性。
2.传动杆的设计：传动杆应具备足够的强度和刚度，以抵抗液体的推力。
为了减轻传动杆的重量，可以使用轻质合金材料制造。
3.密封结构的设计：液压缸的密封结构非常重要，它直接影响着液压缸的性能和寿命。
常见的密封结构包括密封圈、密封垫和密封堵等。
三、液压缸的性能要求液压缸的性能要求包括负载能力、速度、精度和可靠性等方面的要求。
1.负载能力：液压缸的负载能力是指其能承受的最大推力。
根据具体的应用场景和需要，液压缸的负载能力应足够强大，能满足设备的工作需求。
2.速度：液压缸的速度是指活塞的移动速度。
为了加快工作效率，液压缸应具备快速移动和缓慢移动的能力。
可以通过调整液压泵的流量和压力来控制液压缸的速度。
3.精度：液压缸的精度是指活塞移动的精确度。
对于一些需要高精度的应用场景，液压缸需要具备较高的精度，以确保机器或装置的准确操作。
4.可靠性：液压缸的可靠性是指其工作稳定性和寿命。
液压缸应具备抗压能力强、密封性好、耐磨损和耐腐蚀等特点，以确保其长时间稳定运行。
四、液压缸的应用液压缸广泛应用于各种机械设备和工程项目中，如挖掘机、起重机、冶金设备、农业机械等。
液压缸的优势在于其高负载能力、稳定性和调节性能，能够满足不同工作环境和需求。
液压缸设计
第一章液压系统设计液压缸动作过程3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。
工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。
按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。
液压系统设计参数〔1〕合模力；〔2〕最大液压压28Mp；〔3〕主缸行程700㎜；〔4〕主缸速度υ快＝38㎜/s、υ慢=4.85㎜/s。
分析负载〔一〕外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。
〔二〕惯性负载设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△(三)阻力负载活塞杆竖直方向的自重活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。
静摩擦阻力动摩擦阻力由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
表*** 液压缸在各个工作阶段的负载F工况负载组成负载值F工况负载组成负载值F 启动981保压3150×103加速537补压3150×103快速491快退+G10301按上表绘制负载图如图***所示。
F/N v/mm s-1537 491981 384.850 l/mm 0 l/mm-491 -981由已知速度υ快＝38㎜/s、υ慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如图***所示。
液压缸的计算〔一〕液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。
鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。
在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。
由合模力和负载计算液压缸的面积。
将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:由此得液压缸两腔的实际有效面积〔二〕确定液压缸壁厚根据公式计算液压缸壁厚。
式中：δ=管壁厚 mmP=最大压力 kg/cm2D=液压缸内径 mm许用应力，[]=,n为安全系数，此处取n=5。