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宝鸡理工学校,液压缸的设计与计算,液压缸工作压力的确定 液 压缸内径和活塞杆直径的确定 缸筒壁厚的确定 液压缸其它部位尺寸的确定,宝鸡理工学校,4、2 液压缸的设计与计算,液压缸的主要尺寸包括: 液压缸内径D 活塞杆直径d 液压缸缸体长度L,宝鸡理工学校,液压缸工作压力的确定,见表4、2、1,4、2、2,宝鸡理工学校,液压缸内径和活塞杆直径的确定,(一)液压缸内径D (二)活塞杆直径d,宝鸡理工学校,液压缸内径D,1 根据最大总负载和选取的工作压力来确定 2 根据执行机构速度要求和选定液压泵流量 来确定,宝鸡理工学校,根据最大总负载和选取的工作压力来确定,以单杆缸为例: 无杆腔进油时 D=4F1/(p1-p2)-d2p2/p1-p2 有杆腔进油时D=4F2/(p1-p2)+d2p1/p1-p2 若初步选取回油压力p2=0,则上面两式简化为: 无杆腔进油时 D=4F1/p1 有杆腔进油时 D=4F2/p1+d2,宝鸡理工学校,根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定,无杆腔进油时: D=4qv/v1 有杆腔进油时: D=4qv/v1+ d2 计算所得液压缸的内径(即活塞直径)应圆整为标准值,宝鸡理工学校,(二)活塞杆直径d,原则:活塞杆直径可根据工作压力或设 备类型选取液压缸的往复速度比 有一定要求时 d = Dv-1/v 计算所得活塞杆直径d亦应圆整 为标准系列值。,宝鸡理工学校,(三)液压缸缸体长度L,原则:由液压缸最大行程、活塞宽 度、活塞杆导向套长 度、活 塞杆密封 长度和特殊要求的 其它长度确定, 为减小加工难 度,一般液压缸缸体长度不 应大于内径的2030倍。,宝鸡理工学校,三 缸筒壁厚,中低压系统,无需校核 确定原则 高压大直径时,必须校核,宝鸡理工学校,缸筒壁厚校核方法,薄壁缸体(无缝钢管): 当/ D0.08时 pmaxD/2 厚壁缸体(铸造缸体): 当/ D=0.080.3时 pmaxD/2.3 -3pmax 当/ D0.3时 D/2+ 0.4 py/ -1.3py-1,宝鸡理工学校,液压缸其它部位尺寸的确定,导向长度HL/20+D/2 (L为液压缸最大行程) 活塞宽度B =(0、61、0)D; A =(0.610)D (D80mm) 导向套滑动面长度A A =(0.61)d (D80mm) 如装有隔套K时, C = H -(A+B)/2,宝鸡理工学校,液压缸其它部位尺寸的确定,活塞杆长度由L确定,必要时需进行稳定性验算。 当液压缸承受轴向压缩载荷时: 若l/d15时,无须验算 验算 l/d15时,可按材料力学有关公式进行,宝鸡理工学校,4、3 液压缸结构设计,4、3、1 液压缸的典型结构举例 4、3、2 缸体与端盖的结构设计,宝鸡理工学校,4、3、1 液压缸的典型结构举例,典型结构 设计依据,宝鸡理工学校,典型结构,缸体组件、活塞组件、密封件、 连接件、缓冲装置、排气装置等。,宝鸡理工学校,设计依据,缸工作压力、运动速度、工作条件、 加工工艺及拆 装检修等。,宝鸡理工学校,4、3、2 缸体与端盖的结构设计,缸体与端盖的连接 活塞和活塞杆结构 活塞杆头部的连接 液压缸的缓冲装置 液压缸的排气装置,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接,法兰连接 半环连接 螺纹连接 拉杆连接 焊接连接,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接, 工作压力、缸体材料、 工作条件不同 连接形式很多低压, 铸铁缸体,外形尺寸大,宝鸡理工学校,缸体与端盖的连接形式,法兰连接:高压,需焊接法兰盘,较杂。 内半环 结构简单、紧凑、装卸 半环连接 重量轻,外径小,但端部复杂, 外螺纹 装卸不便,需专用工具 焊接连接,宝鸡理工学校,拉杆连接,通用性好,缸体加工方便,装拆方 便,但端盖体积大,重量也大,拉 杆受力后会拉伸变形,影响端部密 封效果,只适于低压.,宝鸡理工学校,活塞和活塞杆的连接, 工作压力、安装方式、 工作条件的不同。 活塞组件有多种结构形式。 整体式:常用于小直径液压缸, 结构简单,轴向尺寸紧凑, 但损坏后需整体更换,宝鸡理工学校,活塞和活塞杆的连接,焊接式:同上 锥销式:常用于双杆缸,加工容易,装配 简单,但承 载能力小。 螺纹式:常用于单杆缸,结构简单,装拆 方便,但需 防止螺母松动。 半环式:常用于高压大负载或振动比较大 的场合,强 度高,但结构复杂, 装拆方便。,宝鸡理工学校,活塞杆头部结构,活塞杆:是连接活塞和工作部件的传 力零件,必须具有足 够的强 度和刚度,一般用钢料制成, 且需镀铬。,宝鸡理工学校,液压缸的缓冲装置,必要性 缓冲原理 缓冲装置类型,宝鸡理工学校,缓冲的必要性, 在质量较大、速度较高(v12m/min), 由于惯性力较大,活塞运动到终端时会撞 击缸盖,产生冲击和噪声,严重影响加工 精度,甚至使液压缸损坏。 常在大型、高速、或高精度液压缸中设置 缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。,宝鸡理工学校,缓冲原理,利用节流方法在液压缸的回油腔产 生阻力,减小速度,避免撞击。,宝鸡理工学校,缓冲装置类型,(1)圆柱形环隙式缓冲装置 (2)圆锥形环隙式缓冲装置 (3)可变节流槽式缓冲装置 (4) 可调节流孔式缓冲装置,宝鸡理工学校,液压缸的排气装置,必要性 排气方法,宝鸡理工学校,排气的必要性, 系统在安装或停止工作后常会渗入空气 使液压缸产生爬行、振动和前冲,换向精度降低等。 故 必须设置排气装置。,宝鸡理工学校,排气方法,1 排气孔 油口设置在液压缸最高处 2 排气塞 象螺钉(如暖气包上的放气阀) 3 排气阀 使液压缸两腔经该阀与油 箱相通启动时,拧开排气 阀使液压缸空载往复运动 几次即可,
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