液压缸培训资料文档格式.docx
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三、液压缸主要零件的结构、材料、技术要求
3.1缸体
3.1.1缸体材料
A焊接缸头缸底等，采用35钢粗加工后调质许用应力取[σ]＝110MPa
B一般情况采用45钢HB241－285[σ]＝120MPa
C铸钢采用ZG310－57[σ]＝100MPa
D无缝纲管调质（35号45号）[σ]＝110MPa
E合金钢（27SiMn等）
3.1.2缸体技术要求
A内径H8H9精度粗糙度（垳磨）
B内径圆度9－11级圆柱度8级
3.2导向套
3.2.1导向套材料（根据压力等级及受力情况选择）
A可选35,45号锻钢
B可选用ZG35,ZG45铸钢
C可选用HT200HT300HT350铸铁
3.2.2导向套技术要求
A直径d（同缸内径）等各种回转面（不含密封圈）圆柱度按9、10、11级精度
B内外圆同轴度公差0.03mm
C与油缸的配合端面⊥按7级
D导向面表面粗糙度密封沟槽3.2，配合面6.3，其余12.5
3.2.3导向套联接形式多种（看油缸类型及用户尺寸决定如：
HSG系列、CD系列等）
3.2.4活塞
A材料HT300钢35、45、合金钢（27SiMn等）
B技术要求
支撑槽与内孔同轴度，按7、8级
端面与内孔D1的⊥按7级
（看油缸类型如：
HSG系列、CD系列等及用户尺寸决定）
D活塞与缸内径的密封方式
柱寒缸40MPa以下V型组合，滑环移动部分
活塞缸32MPa以下用Yx型滑环移动部分
静止部分32MPa以下用“O“型
3.2.5活塞杆
A两端连接形式（看油缸类型如：
B活塞杆结构
空心杆实心杆
C材料
实心杆35、45钢40cr
空心杆35、45无缝缸管
D技术要求
粗加工后调质HB248－302HB280-320
可高频淬火HRC45－55
外圆圆度公差按9、10、11级精度
圆柱度按8级
两外圆↗为0.01mm
端面⊥按7级
工作表面粗糙度<
渡后抛光
3.2.6活塞杆的导向、密封、和防尘
A（看油缸类型如：
导向：
支撑环或铸件
导向套技术要求
内径H8/f8、H8/f9表面粗糙度
B活塞杆的密封与防尘
柱塞缸V型组合滑环移动部分
活塞缸Yx滑环移动部分
“O”型（静止密封）
防尘圈
3.2.7液压缸缓冲装置
节流形式缓冲
固定缓冲
3.2.8排气装置
采用排气螺钉
3.2.9液压缸的安装联接部分的型式及尺寸
可用螺纹联接（细牙）油口部位
可用法兰压板联接油口部位
4液压缸的设计计算
4.1液压缸的设计计算步骤
4.1.1根据主机的运动要求定缸的类型选择安装方式
4.1.2根据主机的动力分析和运动分析确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸如推力速度作用时间内径行程杆径
注：
负载决定了压力。
速度决定流量。
4.1.3根据选定的工作压力，和材料进行液压缸结构设计如缸体壁厚缸底厚度、结构、密封形式、排气、缓冲等
4．1.4液压缸的性能验算
4.2液压缸性能参数的计算
4.2.1液压缸的输出力
A液压缸单杆、活塞和柱塞缸推力F1（液压缸的输出按负载F决定）
F1=P1A1×
103
P1-工作压力（MPa）（按工作母机选定液压机选25MPa）
F1－推力（kN）
A1－活塞与柱塞的作用面积（㎡）
A1＝πD2/4
D－活塞直径（m）
B）单杆活塞缸的拉力F2
F2＝P2A2×
103
P2－工作压力（MPa）液压缸的拉力按拉
F2－液压拉力（kN）负载F’决定
A2－有杆腔面积（㎡）
A2＝π（D2－d2）/4
d－活塞杆直径（m）
4．2.2液压缸的输出速度
速度按主机要求决定再选择流量
A.单杆活塞缸或柱塞缸外伸时速度=60/A2
—活塞外伸速度（m/min）
—进入液压缸流量（m³
/s）有时流量用L/min表示
A1—活塞的作用面积（m²
）
B.单杆活塞杆缩入时的速度
=60/A2
—活塞的缩小速度。
（m/min）
—流量。
进入液压缸的流量（m³
/s）可用
A2=π（D²
－d²
）/4
D—活塞直径（m）
d—活塞杆直径（m）
C.液压缸的作用时间t
t=/=As/
t—液压缸的作用时间（s）
—液压缸的容积（m³
A—液压缸的作用面积（m²
※活塞杆伸出时A=（π/4）D²
※活塞杆缩入时A=π（D²
S—液压缸的行程（m）（看1.2.1和1.2.2）
—进入液压缸的流量（m³
/s）
4.3液压缸主要几何尺寸的计算。
（D,d,S）
4.3.1液压缸内径D的计算
A．根据负载大小选定系统压力表计算D
D—液压缸内径（m）
F—液压缸的推力（kN）
P—选定的工作压力（MPa）
B.根据执行机构的速度要求和选定的液压泵流量来计算D
D—液压缸内径（m）
—进入液压缸的流量（m³
—液压缸输出的速度（m/min）
※注：
无论采用哪种方法计算出的液压缸内径按1.1.1缸筒内径尺寸系列圆整为标准值。
4.3.2活塞杆直径d的计算
A．根据速度比的要求来计算d
d=D
d—活塞杆直径（m）
D—油缸直径（内）（m）
φ—速度比
φ=v2/v1=D²
/（D²
.活塞杆缩入速度m/min
.活塞杆伸出速度m/min
速度比关系：
φ1.151.251.331.462
D0.36D0.45D0.5D0.56D0.71D
※选用速度比的方法。
（也可以是工作机要求）
工作压力p/MPa≤1012.5～20﹥20
速度比φ1.331.46～22
B．活塞直径d按强度要求计算
按简单的拉压强度计算
d≥3.57X
[σ]—为许用应力100-120MPa（碳钢）
F—活塞杆输出力
※d计算出以后按1.1.2圆整为标准数
另一确定活塞杆的方法：
当杆受拉力：
d=（0.3～0.5）D
当杆受压力：
d=（0.5～0.55）D（P≤5MPa）
d=（0.6～0.7）D（5MP﹤P≤7.0MPa）
d=0.7D（P﹥7MPa）
必要时活塞杆的直径d按下式进行强度校核：
F—液压缸的负载
[σ]—活塞杆材料许用应力[σ]=σb（抗拉强度）/n（安全系数=1.4）
4.3.3液压缸行程S的确定：
根据工作机运动要求确定
4.4液压缸的结构参数的计算：
缸壁、油口直径、缸底、缸头厚度等。
4.4.1缸壁厚度：
δ
A.当D/δ≥16时，按薄壁筒计算：
δ≥PyD/2[σ]
δ—缸壁厚度（m）
Py—试验压力（MPa）
当工作压力≤16MPa时Py=1.5p
当工作压力≥16MPa时Yy=1.25p
[σ]—缸体材料的许用应力（MPa）
按抗拉强度：
σb
[σ]=/
=3.5～5一般取5
锻钢[σ]=100～120MPa
铸钢[σ]=100～110MPa
球墨铸铁[σ]=80～90MPa
铸铁[σ]=60MPa
钢管[σ]=100～110MPa
推荐再校核
按工程机械P≤16MPa无缝管20号，P﹥16MPa无缝管45号
缸径
P≤16MPa
20MPa
25MPa
31.5MPa
40
50
54
60
63.5
63
76
83
80
95
102
90
108
114
100
121
127
110
133
140
125
146
152
168
160
194
180
219
200
245
重型机械无缝管45号P≤16MPa
缸内径3240506080100125150180200
缸外径52607585105120150180215240
B.按中等壁厚
当3.2≤D/δ﹤16
δ=（PyD/（2.3[σ]-Py）ψ）+C
ψ：
强度系数对无缝管ψ=1
C：
计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度值
C．按厚壁筒计算
对中、高压D/δ﹤3.2
※当材料为塑性材料时，按第四强度理论
塑性材料常用第四强度理论
或如果知道缸外圆D1，内圆D。
校核按第四强度理论
（以能量为判据）[第三强度（以最大切应力为判据）暂不使用]
当材料为脆性材料时（江东厂）按第二强度理论
（以应变为判据）[第一强度理论（以最大拉应力）暂不使用]
脆性材料常用第二强度理论
为试验压力
当缸的额定压力时,=1.5
当缸的额定压力16时,=1.25
当选用无缝钢管时，计算的壁厚值应圆整为符合标准的壁厚值（GB8713—1988）
D．缸体外径的计算
D1=D+2δ
D1—缸体外径（参见4.4.1重型机械表）
4.4.2液压缸油口的直径计算
应根据活塞的最高运动速度和油口最高流速而定。
—油口流速（m/min）
—液压缸口直径（m）
—活塞输出速度（m/min）
D—液压缸内径（m）
—液压缸最大输出速度（m/min）
4.4.3缸底厚
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