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1、12本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要 液壓缸的類型及特點(diǎn)液壓缸的類型及特點(diǎn) 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 液壓缸的密封液壓缸的密封 通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問題，包括和等，為液壓缸設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。本章主要內(nèi)容為：3 液壓缸液壓缸（油缸）主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應(yīng)用廣泛。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是速度和力。液壓缸和液壓馬達(dá)都是液壓執(zhí)行元件， 其職能是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。p1p2FVdQ21pppA液壓缸壓力p 流量Q液壓功率作用力F 速度V機(jī)械功率43.1
2、3.1 液壓缸的類型及特點(diǎn)液壓缸的類型及特點(diǎn)按供油方向分：單作用缸和雙作用缸。按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸、柱塞缸、伸縮套筒缸、擺動(dòng)液壓缸。按活塞桿形式分：單活塞桿缸、雙活塞桿缸。AFQPv單桿液壓缸單桿液壓缸AFQPv雙桿液壓缸雙桿液壓缸AFQPv柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸5理想液壓缸理想液壓缸AFQPv理想單桿液壓缸理想單桿液壓缸PQ=PvAFQPv理想雙桿液壓缸理想雙桿液壓缸PQ=PvFQPvA1理想油缸理想油缸數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型A/()A單位位移排量油缸有效工作面積_AAQvPFvFQP63.1.1 3.1.1 活塞式液壓缸活塞式液壓缸 活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)形式，其安裝又有缸筒
3、固定和活塞桿固定兩種方式。3.1.1.1 3.1.1.1 雙桿活塞液壓缸雙桿活塞液壓缸 雙活塞桿液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸體固定和活塞桿固定兩種安裝形式，如圖31所示。AFqv(a)缸筒固定式缸筒固定式1P2PAFqv(b)活塞桿固定式活塞桿固定式1P2P7 因?yàn)殡p活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑相等兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時(shí)，其往返運(yùn)動(dòng)速度和推力相等。則缸的運(yùn)動(dòng)速度V和推力F分別為：vvdDqAqv)(422（3.1）mppdDF)(42122（3.2）式中:、1p2p分別為缸的進(jìn)、回油壓力；vm分別為缸的容積效率和機(jī)械效率；、D、d 分別為活塞直徑和活塞桿直徑；q
4、 輸入流量；A活塞有效工作面積。這種液壓缸常用于要求往返運(yùn)動(dòng)速度相同的場合。這種液壓缸常用于要求往返運(yùn)動(dòng)速度相同的場合。83.1.1.2單活塞桿液壓缸單活塞桿液壓缸 單活塞桿液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運(yùn)動(dòng)可以獲得不同的速度和輸出力，其簡圖及油路連接方式如圖3.2所示。2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vq9無桿腔進(jìn)油vvDqAqv2114（3.3）mmpdDpDApApF)(4)(2221222111（3.4）1v1F活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為:2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq10有桿
5、腔進(jìn)油活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為:2v2F2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vqvvdDqAqv)(42222（3.5）mmpDpdDApApF)(4)(2212211222（3.6）11 比較上述各式，可以看出： , ；液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度比為： 2v1v1F2F22212dDDvv（3.7） 上式表明：當(dāng)活塞桿直徑愈小時(shí)，速度比接近當(dāng)活塞桿直徑愈小時(shí)，速度比接近1，在兩個(gè)方向上的速度差值就愈小。在兩個(gè)方向上的速度差值就愈小。2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vq12兩腔進(jìn)油,差動(dòng)聯(lián)接2A3F(c)差動(dòng)
6、聯(lián)接差動(dòng)聯(lián)接1P1A3vq 當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入壓力油時(shí)，由于無桿腔有效作用面積大于有桿腔的有效作用面積，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右運(yùn)動(dòng)，活塞桿向外伸出；與此同時(shí)，又將有桿腔的油液擠出，使其流進(jìn)無桿腔，從而加快了活塞桿的伸出速度，單活塞桿液壓缸的這種連接方式被稱為差動(dòng)連接差動(dòng)連接。13兩腔進(jìn)油,差動(dòng)聯(lián)接2A3F(c)差動(dòng)聯(lián)接差動(dòng)聯(lián)接1P1A3vqvvdqAAqv22134（3.8）vmpdAApF1221134)(（3.9） 在忽略兩腔連通油路壓力損失的情況下，差動(dòng)連接液壓缸的推力為：3F1P21AA 3vq等效活塞的運(yùn)動(dòng)速度為：14兩腔進(jìn)油,差動(dòng)聯(lián)接2A3F(c
7、)差動(dòng)聯(lián)接差動(dòng)聯(lián)接1P1A3vq3F1P21AA 3vq等效 差動(dòng)連接差動(dòng)連接時(shí)時(shí),液壓缸液壓缸的的有效作用面積有效作用面積是是活塞桿的橫截活塞桿的橫截面積面積，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度比無桿腔進(jìn)油時(shí)的大，而輸出力則較小。 差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法?，F(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法。15 差動(dòng)液壓缸計(jì)算舉例差動(dòng)液壓缸計(jì)算舉例 例3.1：已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑D=100mm，活，活塞桿直徑塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量，進(jìn)入液壓缸的流量q=25min，壓力，壓力P1=2Mpa，P2=0。液
8、壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為0.98、0.97，試求在圖，試求在圖3.2(a)、(b)、(c)所示的三種工況下，所示的三種工況下，液壓缸可推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度各是多少？并給出運(yùn)液壓缸可推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度各是多少？并給出運(yùn)動(dòng)方向。動(dòng)方向。)(1523797.01021 .04462121NpDFm)/(052.0601 .098.01025442321smDqvv 解：解：在圖3.2（a）中，液壓缸無桿腔進(jìn)壓力油，回油腔壓力為零，因此，可推動(dòng)的最大負(fù)載為： 液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為：16)(777197. 0102)07. 01 . 0(4)(4
9、6221222NpdDFm)/(102. 060)07. 01 . 0(98. 010254)(4223222smdDqvm)(6466097. 010207. 04462123NpdFm)/(106.06007.098.01025442323smdqvv 在圖3.2（b）中，液壓缸為有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油壓力為零，可推動(dòng)的負(fù)載為： 液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為： 在圖3.2（c）中，液壓缸差動(dòng)連接，可推動(dòng)的負(fù)載力為： 液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為：173.1.2 柱塞式液壓缸圖3.3柱塞式液壓缸 當(dāng)活塞式液壓缸行程較長時(shí)，加工難度大,使得制造成本增加。 某些場合所用的液壓缸并不要求雙向控
10、制,柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價(jià)格低廉的液壓缸。柱塞pq 缸筒A（a）18柱塞pq 缸筒A（a）圖3.3柱塞式液壓缸 如圖如圖3.33.3（a a）所示，柱塞缸由）所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、缸筒、柱塞、導(dǎo)套、密封圈和壓蓋導(dǎo)套、密封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。成本低。19 柱塞式液壓缸是柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧需要借助自重或彈簧等其它外力來完成。等其它外力來完成。如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，可將兩柱塞液壓
11、缸成可將兩柱塞液壓缸成對使用為減輕柱塞的對使用為減輕柱塞的重量，有時(shí)制成空心重量，有時(shí)制成空心柱塞。柱塞。圖3.3柱塞式液壓缸QQVdd24dQV2214)(dppF式中：d柱塞直徑，p1進(jìn)油壓力，p2另一缸的回油壓力。p1p2203.1.3 擺動(dòng)式液壓缸圖3.4擺動(dòng)液壓缸Dd1234432411 擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于360角度的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，主要有單葉片式和雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)形式。21圖3.4擺動(dòng)液壓缸Dd1234432411 單葉片擺動(dòng)液壓缸單葉片擺動(dòng)液壓缸主要由定子塊1、缸體2、擺動(dòng)軸3、葉片4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成。定子塊固定在缸
12、體上，葉片和擺動(dòng)軸固連在一起，當(dāng)兩油口相繼通以壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)擺動(dòng)軸作往復(fù)擺動(dòng)。22圖3.4擺動(dòng)液壓缸Dd1234432411當(dāng)考慮到機(jī)械效率時(shí)，單葉片缸的擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩為p1p2mppdDbT)(82122（3.10）D 缸體內(nèi)孔直徑； d 擺動(dòng)軸直徑； b 葉片寬度；23圖3.4擺動(dòng)液壓缸Dd1234432411q根據(jù)能量守恒原理,結(jié)合式(3.10)得輸出角速度為D 缸體內(nèi)孔直徑； d 擺動(dòng)軸直徑； b 葉片寬度；)(822dDbqv（3.11）24Dd1234432411q 單葉片擺動(dòng)液壓缸單葉片擺動(dòng)液壓缸的的擺角擺角一般不超過一般不超過 ，雙葉雙葉片擺動(dòng)液壓缸片擺動(dòng)液壓缸的的擺角擺
13、角一般不超過一般不超過 。 當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)軸當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度是相同參數(shù)單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片的一半。則是單葉片的一半。25Dd1234432411q 擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)位或間一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方。歇運(yùn)動(dòng)的地方。26缸體伸出伸出縮回縮回套筒活塞活塞伸縮式單作用缸伸縮式單作用缸27伸出伸出縮回縮回 伸縮式液壓缸的特點(diǎn)是：活塞桿伸出的
14、行程長，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小，適用于翻斗汽車，起重機(jī)的伸縮臂等。28伸縮式雙作用缸伸縮式雙作用缸伸出伸出BA二級活塞 缸體兩端有進(jìn)、出油口A和B。當(dāng)A口進(jìn)油，B口回油時(shí)，先推動(dòng)一級活塞向右運(yùn)動(dòng)。一級活塞右行至終點(diǎn)時(shí)，二級活塞在壓力油的作用下繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。29伸出伸出BA二級活塞303.1.5 齒條活塞缸 齒條活塞缸由帶有齒條桿的雙作用活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成，活塞往復(fù)移動(dòng)經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。876543211211109行程圖3.6齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖1 緊固螺帽；2 調(diào)節(jié)螺釘；3 端蓋；4 墊圈；5 O形密封圈；6 擋圈；7 缸套；8 齒條活塞；9 齒輪；l0 傳動(dòng)軸；11
15、缸體；12 螺釘q313.2 液壓缸的結(jié)構(gòu) 圖 3.9 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l 缸底；2 卡鍵；3、5、9、11 密封圈；4 活塞；6 缸筒；7 活塞桿；8 導(dǎo)向套；10 缸蓋；12 防塵圈；13 耳軸32 圖 3.9 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l 缸底；2 卡鍵；3、5、9、11 密封圈；4 活塞；6 缸筒；7 活塞桿；8 導(dǎo)向套；10 缸蓋；12 防塵圈；13 耳軸 單活塞桿液壓缸主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導(dǎo)向套8等組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接。活塞與活塞桿采用卡鍵連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應(yīng)部位設(shè)置了密封圈3、5、9、11和防
16、塵圈12。333.2.1.1 缸筒與端蓋的連接圖3.8缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)3.2.1 缸體組件34（2）半環(huán)式連接）半環(huán)式連接，分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式。 (1）法蘭式連接）法蘭式連接35（3）螺紋式連接）螺紋式連接外螺紋連接內(nèi)螺紋連接36（5）焊接式連接）焊接式連接（4）拉桿式連接）拉桿式連接37 缸筒缸筒 是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗造度在0.1m0.4m。 端蓋端蓋 裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 導(dǎo)向套導(dǎo)向套 對活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)
17、導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向。383.2.3 活塞組件 活塞組件由活塞、密封件、活塞桿和連接件等組成?；钊c活塞桿的連接形式 如圖3.9所示，活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。12345(a)(b) 1一活塞桿；2一活塞；3一密封圈；4一彈簧圈；5一螺母1一卡鍵；2一套環(huán)；3一彈簧卡圈39 活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。對密封裝置的對密封裝置的基本要求基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動(dòng)是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動(dòng)提高密封性提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油。 油缸主要采用密封圈密封，密封圈有
18、O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。 （1）O形密封圈 O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。與唇形密封圈相比，運(yùn)動(dòng)阻力較大，作運(yùn)動(dòng)密封時(shí)容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，故一般不單獨(dú)用于油缸運(yùn)動(dòng)密封。40 （1）O形密封圈(a) 圖3.10 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理 （a）普通型（b)（b）有擋板型41 O形圈密封的原理：任何形狀的密封圈在安裝時(shí)，必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞。因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。 在動(dòng)密封中，當(dāng)壓力大于10MPa時(shí)，O形圈就會(huì)被擠入間隙中而損壞，為此需在O形圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯
19、或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈。(a) （b) （a）普通型 （b）有擋板型圖3.10 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理 42 V形圈的截面為V形，如圖3.11所示，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于10MPa時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時(shí)，V形圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。（2）V形密封圈（a ) （b ) （c） a)壓環(huán) b)V型圈 c)支承環(huán)圖3.11 V形密封圈43 Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈。它是一種摩擦阻力小、壽命較長的密封圈，應(yīng)用普遍。Y形圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。根據(jù)截面長寬比例的不同，Y形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式，圖3.
20、12所示為寬斷面Y形密封圈。（3） Y（Yx）形密封圈 (a)(b)圖3.12 Y形密封圈44(a)(b)圖3.12 Y形密封圈 Y形圈安裝時(shí)，唇口端面應(yīng)對著液壓力高的一側(cè)。當(dāng)壓力變化較大，滑動(dòng)速度較高時(shí)，要使用支承環(huán)，以固定密封圈，如圖3.12（b）所示。453.2.3 緩沖裝置 為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對液壓缸運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。 當(dāng)液壓缸帶動(dòng)質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)部件具有很大的動(dòng)能，因此當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到液壓缸終端時(shí)，會(huì)與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的損壞，而且會(huì)引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。463.2.3 緩沖裝置udu(b)
21、u(a)（c）u(d)圖3.13 液壓缸緩沖裝置47udu(b)u(a)（c）u(d) 當(dāng)活塞移至端部，緩沖柱塞開始插入缸端的緩沖孔時(shí)，活塞與缸端之間形成封閉空間，該腔中受困擠的剩余油液只能從節(jié)流小孔或緩沖柱塞與孔槽之間的節(jié)流環(huán)縫中擠出，從而造成背壓迫使運(yùn)動(dòng)柱塞降速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緩沖。483.2.4 排氣裝置排氣裝置 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。工作。 因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除
22、。 對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。493.3 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓缸的計(jì)算及驗(yàn)算方法 首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑D、缸、缸的長度的長度L、活塞
23、桿直徑、活塞桿直徑d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來確定上述參數(shù)?；钊\(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。50液壓缸工作壓力的確定 液壓缸要承受的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型參考表3.1來確定。513.3.1 液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑和活塞桿直徑d可根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來定，對單桿缸而言，有：2124dpFD有桿腔進(jìn)油時(shí)：有桿腔進(jìn)油時(shí)：（3.17）114pF
24、D（3.16）無桿腔進(jìn)油時(shí)無桿腔進(jìn)油時(shí)522124dpFD有桿腔進(jìn)油時(shí)：有桿腔進(jìn)油時(shí)：（3.17）114pFD（3.16）無桿腔進(jìn)油時(shí)無桿腔進(jìn)油時(shí) 式（3.17）中的桿徑d可根據(jù)工作壓力選取，見表3.4；當(dāng)液壓缸的往復(fù)速度比有一定要求時(shí)，由式（3.7）得桿徑為1 Dd（3.18）53 計(jì)算所得的計(jì)算所得的液壓缸內(nèi)經(jīng)液壓缸內(nèi)經(jīng)D D和活塞桿直經(jīng)和活塞桿直經(jīng)d d應(yīng)圓整應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列，參見為標(biāo)準(zhǔn)系列，參見新編液壓工程手冊新編液壓工程手冊。 液壓缸的缸筒長度由活塞最大行程、活塞長度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特殊要求的長度確定。其中活塞長度為（0.6-1.0）D，導(dǎo)向套長度為（0.6-1.
25、5）d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。543.3.2 液壓缸的校核3.3.2.1 缸筒壁厚的驗(yàn)算 中、高壓液壓缸一般用無縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即/D0.08。此時(shí)，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計(jì)算公式驗(yàn)算缸筒的壁厚，即 2maxDp（3.19） 當(dāng)/D0.3時(shí)，可用下式校核缸筒壁厚) 13 . 14 . 0(2maxmaxppD(3.20)55 當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時(shí)，壁厚由鑄造工藝確定，這時(shí)應(yīng)按厚壁圓筒計(jì)算公式驗(yàn)算壁厚。當(dāng)/D=0.08-0.3時(shí)，可用下式校核缸筒的壁厚maxmax3 3 . 2pDp(3.21)maxp式中: 缸筒內(nèi)的最高工作壓力 缸筒材
26、料的許允應(yīng)力56 活塞桿長度根據(jù)液壓缸最大行程活塞桿長度根據(jù)液壓缸最大行程L L而定。對于而定。對于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度L L與其直與其直徑徑d d之比大于之比大于1515時(shí)，應(yīng)對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。時(shí)，應(yīng)對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 關(guān)于穩(wěn)定性驗(yàn)算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計(jì)手冊關(guān)于穩(wěn)定性驗(yàn)算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計(jì)手冊。3.2.2.2 3.2.2.2 液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算 液壓缸用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)，是液壓系液壓缸用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)，是液壓系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時(shí)需統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時(shí)需專門設(shè)計(jì)。專門設(shè)計(jì)。1根據(jù)需要的推力計(jì)算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿根據(jù)需要的推力計(jì)算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑等主要參數(shù)；直徑等主要參數(shù)；2對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；3確定各部分結(jié)構(gòu)，其中包括密封裝置、確定各部分結(jié)構(gòu)，其中包括密封裝置、缸筒與缸蓋的連接、活塞結(jié)構(gòu)以及缸筒的缸筒與缸蓋的連接、活塞結(jié)構(gòu)以及缸筒的固定形式等，進(jìn)行工作圖設(shè)計(jì)。固定形式等，進(jìn)行工作圖設(shè)計(jì)。
三章液壓缸本章提要
