液压油缸设计计算公式
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
L ：管的长度(m)
Q ：流量(l/min)
d ：管的内径(cm)
液压常用计算公式
项目公式符号意义液壓缸面積
(cm2) A =πD2/4
D：液壓缸有效活塞直
徑 (cm)
液壓缸速度
(m/min)
V = Q / A Q：流量 (l / min) 液壓缸需要的流Q=V×A/10=A×V：速度 (m/min)
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=3.14*40*40/10000000 (平方米)=0.005024(平方米)
泵的理论流量Q=排量*转速=32*1430/1000000 (立方米/分)=0.04576(立方米/分)
液压缸运动速度约为V=0.95*Q/A=0.104 m/min
所用时间约为T=缸的行程/速度=L/V=0.8/0.104=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%=42099200立方毫米;两数一除就得出时间:0.0955分钟,也就是5.7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=(0.6—1)D；活塞杆导向长度=（0.6—1.5）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
?
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
?
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（GB3098.1-82）
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（GB3098.1-82）
注：1.表面硬度不应比芯部硬度高出30个维式硬度值，但10.9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=21.2314Q/d2（m/S）
Q—流量（L/min） d—管子内径（mm）
1. 吸油管道：V≤1.5～2m/S（一般常取1m/S以下）
2. 压力油管道：V≤2.5～5m/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≤1.5～2.5m/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=98.066P=9.80665PaS、1P=0.1 PaS=0.1N. 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=（8.5～9.0）×10-4/℃，平均取αV=8.7×10-4/℃
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=0.116～0.151（W/m.K）
6. 弹性模量：β=1/K=-ΔV/（V*Δp）（MPa-1）
K≈（1.2～2）×103 MPa，实际（油混气）工程中取（0.7～1.4）×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÷61.2η（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
活塞杆直径d与缸筒内径D的计算
受拉时： d=(0.3~0.5)D
受压
时： d=(0.5~0.55)D (p1<5mpa)
d=(0.6~0.7)D (5mpa d=0.7D (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=1.25Pn ； (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 =0.785D2(C㎡) 拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4 =0.785(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 =0.785D2(C㎡) 拉侧活塞受压面积：A2=π(D2-d2)/4 =0.785(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% 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0.05MPa。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 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 常用液压公式 ***********************流体力学部分************************ 1.压力与力的关系 F p A = 211N Pa m = 210.11/b a r M P a k g f c m =≈ 9.8/f N k g ≈ 2.流量 /()/q V t A s t A v ==?=? 3.液压功率 P p q =? 4.流量连续性方程 1122Av A v = 5.伯努利方程 2 tan 2p v g h cons t ρ?++= 6.静压力方程 22ges st p p gh v ρ ρ=++ ges p ：静压力 st p ：大气压 gh ρ：因液柱高度产生的压力（产生位能） 22 v ρ：背压（产生动能） 7.雷诺数 Re h vd υ= v ：流动的速度（m/s ） h d ：水里直径，圆形截面管道等于内径，其余用4/h d A U = A ：截面面积 U ：截面周长 υ：动力学粘度（2/m s ） 临界雷诺数：Re cr h cr v d υ= Re Re cr <：层流 Re Re cr >：紊流 8.流量压差公式（薄壁小孔流量公式） c c v c d q A v C C A C A ===c A ：收缩截面的面积 c v ：截面处的流速 v C ：速度系数，v C =ζ：局部压力损失系数，通常由实验得出，可查阅手册资料 c C ：截面收缩系数，0 c c A C A = 0A ：小孔的截面积 p ?：小孔前后压力差 d C ：流量系数，d v c C C C = ***********************动力原件部分************************ 9.液压泵理论流量 t q Vn = V ：泵的排量 n ：泵轴转速 10. 液压泵实际流量 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 油缸的推力F推=3.14*R*R*P (单位N) 油缸的拉力F拉=3.14*（R*R-r*r）*P （单位N） 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=625cm2 缸径D={（4*625/3.1415926）开平方} 液压油缸行程所需时间计算公式 当活塞杆伸出时，时间为(15×3.14×缸径的平方×油缸行程)÷流量 当活塞杆缩回时,时间为[15×3.14×(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： 10 液压传动系统的设计和计算 本章提要：本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：①明确设计要求，进行工况分析；②拟定液压系统原理图；③计算和选择液压元件；④发热及系统压力损失的验算；⑤绘制工作图，编写技术文件。上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。 教学内容： 本章介绍了液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。 教学重点： 1．液压元件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学难点： 1．泵和阀以及辅件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学方法： 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示设计的步骤及方法。 教学要求： 初步掌握液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。 10.1 液压传动系统的设计步骤 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。下面对液压系统的设计步骤予以介绍。 10.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 10.1.1.1 明确设计要求及工作环境 液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。 10.1.1.2 执行元件的工况分析 对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。必要时还应作出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。下面以液压缸为例，液压马达可作类似处理。 就液压缸而言，承受的负载主要由六部分组成，即工作负载，导向摩擦负载，惯性负载，重力负载，密封负载和背压负载，现简述如下。 (1)工作负载w F 不同的机器有不同的工作负载，对于起重设备来说，为起吊重物的重量；对液压机来说，压制工件的轴向变形力为工作负载。工作负载与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。工作负载既可以为定值，也可以为变量，其大小及性质要根据具体情况加以分析。 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 液压系统设计计算实例 ——250克塑料注射祝液压系统设计计算 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器，而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 现以250克塑料注射机为例，进行液压系统设计计算。 塑料注射机的工作循环为： 合模→注射→保压→冷却→开模→顶出 │→螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直到开模前这段时间都是锁模阶段。 1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数 1.1对液压系统的要求 ⑴合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； ⑵当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； ⑶预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力； ⑷为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 1.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径40mm 螺杆行程200mm 最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW 螺杆转速60r/min 注射座行程230mm 注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力49kN 动模板最大行程350mm 快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s 快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s 注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s 注射座后移速度0.08m/s 2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.1各液压缸的载荷力计算 ⑴合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯 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 ） 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。 第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 图9-1位移循环图 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动， 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： p F D π4= =??14.34= F ：负载力 （N ） A ：无杆腔面积 (2m m ) P ：供油压力 (MPa) D ：缸筒内径 (mm) 1D ：缸筒外径 (mm) 2、缸筒壁厚计算 π×／≤≥ηδσψμ 1）当δ/D ≤0.08时 p D p σδ2max 0＞ （mm ） 2)当δ/D=0.08~0.3时 max max 03-3.2p D p p σδ≥ （mm ） 3)当δ/D ≥0.3时 ??? ? ?? -+≥max max 03.14.02p p D p p σσδ（mm ） n b p σσ= δ：缸筒壁厚（mm ） 0δ：缸筒材料强度要求的最小值（mm ） max p ：缸筒内最高工作压力（MPa ） p σ：缸筒材料的许用应力（MPa ） b σ：缸筒材料的抗拉强度（MPa ） s σ：缸筒材料屈服点（MPa ） n ：安全系数 3 缸筒壁厚验算 2 1221s ) (35 .0D D D PN -≤σ(MPa) D D P s rL 1 lg 3.2σ≤ PN ：额定压力 rL P ：缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa) r P ：缸筒耐压试验压力(MPa) E ：缸筒材料弹性模量(MPa) ν：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： ()rL P PN 42.0~35.0≤(MPa) 4 缸筒径向变形量 ??? ? ??+-+=?ν221221D D D D E DP D r （mm ） 变形量△D 不应超过密封圈允许范围 5 缸筒爆破压力 D D P E b 1 lg 3.2σ=(MPa) 叉车液压系统设计 液压课程设计 设计说明书 设计题目:叉车液压系统设计 机械工程学院 机械维修及检测技术教育专业 机检3333班 设计者: 指导教师： 12月27日 课程设计任务书 机械工程学院机检班学生 课程设计课题：叉车液压系统设计 一、课程设计工作日自年 12 月 23 日至年 12 月 27 日 二、同组学生 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基 本要求、完成时间、主要参考资料等）： 1．目的： (1)巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法； (2)正确合理地确定执行机构，运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的、高效的液压系统； (3)熟悉并运用有关国家标准、设计手册和产品样本等技术资料。 2．设计参数： 叉车是一种起重运输机械，它能垂直或水平地搬运货物。请设计一台X吨叉车液压系统的原理图。该叉车的动作要求是：货叉提升抬起重物，放下重物；起重架倾斜、回位，在货叉有重物的情况下，货叉能在其行程的任何位置停住，且不下滑。提升油缸经过链条－动滑轮使货叉起升，使货叉下降靠自重回位。为了使货物在货叉上放置角度合适，有一对倾斜缸能够使起重架前后倾斜。已知条件：货叉起升速度 V，下降速度最高不超过2V， 1 加、减速时间为t，提升油缸行程L，额定载荷G。倾斜缸由两个单杠液压缸组成，它们的尺寸已知。液压缸在停止位置时系统卸荷。 3．设计要求： (1) 对提升液压缸进行工况分析,绘制工况图，确定提升尺寸； (2) 拟定叉车起重系统的液压系统原理图； (3) 计算液压系统，选择标准液压元件； (4) 对上述液压系统中的提升液压缸进行结构设计，完成该液压缸的相关计算和部件装配图设计，并对其中的1－2非标零件进行零件图的设计。 4．主要参考资料： [1] 许福玲.液压与气压传动.北京：机械工业出版社， .08 [2] 陈奎生．液压与气压传动．武汉：武汉理工大学出版社， .8 [3] 朱福元．液压系统设计简明手册．北京：机械工业出版 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 ）： 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（2cm ）： 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 ） 液压传动系统设计与计算 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 位移循环图图9-1 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，9-2一种如图 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 ）： 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 ）： 310 602?=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（2cm ）： 42 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= 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1）确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）计算和选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6）绘制工作图，编制技术文件。 明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境（温度、湿度、振动冲击）、总体布局（及液压传动装置的位置和空间尺寸的要求）等； 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4）各动作机构的载荷大小及其性质； 5）对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面的要求； 6）自动化程度、操作控制方式的要求； 7）对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 主机的工况分析 通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 主机工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t) ，速度循环图(v— t) ，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L —t 液压机的液压缸位移循环图纵坐标L 表示活塞位移，横坐标t 表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v —t(或v —L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。 图为三种类型液压缸的v —t 图，第一种如图中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，最后匀减速运动到终点；第二种，如图中虚线所示，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。v —t 图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。 位移循环图速度循环图 动力分析 动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。 1．液压缸的负载及负载循环图 (1)液压缸的负载力计算。 工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成： 液压缸设计计算公式 2、计算依据参数 2.1 工作压力: 25 MPa 2.2 试验压力: 37.5 MPa 2.3 油缸内径: 190 mm 2.4 活塞杆外径:55 mm 2.5 工作行程: 1090 mm 3、液压缸理论工作能力: 22 推力:F=πDp/4=π×190×25/4=708463(N)****** 推 2222 拉力:F=π(D-d)p/4=π×(190-55)×25/4=649097(N) 拉 式中:D:油缸内径(mm) p:工作压力(MPa) d:活塞杆外径(mm) 4、强度计算 4.1 缸筒壁厚计算:按试验压力p=37.5 Mpa、安全系数n=3(静载荷) 计算: 当3.2?D/δ,16时 δ=[(Pd)/(2.3[σ]-p)ψ]+C =[(37.5×190)/(2.3×326.67-37.5)×1]+C=10.98(mm) 取δ=11mm。因此缸筒壁厚只要大于11 mm即可满足强度要求。 式中:p:油缸试验压力(MPa) p=30MPa D:油缸内径(mm) [σ]:缸筒材料许用应力(MPa) [σ] =σ/n=980/3=326.67(M Pa) b σ:缸筒材料的抗拉强度(MPa) b 查手册:27SiMn的σ=980MPa b n:取安全系数n=3(静载荷) ψ:强度系数(当为无缝钢管时ψ=1) C:计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度(一般应将壁厚圆 整至标准厚度值) 4.4 活塞杆螺纹连接强度计算 活塞杆试验最大拉力: 22 P=π(D-d)p/4 22 =π×(190-55)×37.5/4=973646(N) 活塞杆危险断面处的 拉应力: 2 σ =P/ [π×d/4] 1 2 =973646/[π×45.2/4] =607.1(MPa) 式中:P:活塞杆试验最大拉力(N) D:油缸内径(mm) d:活塞杆外径(mm) d:活塞杆危险断面处直径,初选是活塞杆O型圈沟槽1 (mm) σ:活塞杆材料屈服强度(MPa) s 查手册 42CrMo钢调质，取σ=930MPa s n:安全系数，取n=1.5 液压系统设计方法 液压系统是液压机械的一个组成部分，液压系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 液压系统的设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 ⑴确定液压执行元件的形式； ⑵进行工况分析，确定系统的主要参数； ⑶制定基本方案，拟定液压系统原理图； ⑷选择液压元件； ⑸液压系统的性能验算： ⑹绘制工作图，编制技术文件。 1.明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 ⑴主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等； ⑵液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； ⑶液压驱动机构的运动形式，运动速度； ⑷各动作机构的载荷大小及其性质； ⑸对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； ⑹自动化程度、操作控制方式的要求； ⑺对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； ⑻对效率、成本等方面的要求。 2.进行工况分析、确定液压系统的主要参数 通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 2.1载荷的组成和计算 2.1.1液压缸的载荷组成与计算 图1表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数已标注在图上，其中F W是作用在活塞杆上的外部载荷。F m是活塞与缸壁以及活塞杆与导向 1. 工况分析 本次设计在毕业实习调查的基础上，用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时，运动部件的质量为150Kg 。 1．工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：F t =mg=10,000kg ×10N/kg=100,000N 2. 摩擦负载 静摩擦阻力： F fs =0.2×150×10=300N 动摩擦阻力： F fd =0.1×150×10=150N 3. 惯性负载 0.3 ()5007500.2 n v F m N t ?==?=? 60.5100.02412000b F N =??= 自重： G=mg=1500N 4. 液压缸在各工作阶段的负载值： 其中：0.9m η= m η——液压缸的机械效率，一般取m η=0.9-0.97。 工况 负载组成 推力 F/m η 启动 8080b fs F F F G N =+-= 8977.8N 加速 8340b fd m F F F F G N =++-= 9266.7N 快进 7590b fd F F F G N =+-= 8433.3N 工进 1477590fd t b F F F F G N =++-= 1641766.67N 快退 5390fd b F G F F N =++= 5988.9N 2.3负载图和速度图的绘制： 负载图按上面的数值绘制，速度图按给定条件绘制，如图： 三液压机液压系统原理图设计 3．1 自动补油的保压回路设计 考虑到设计要求，保压时间要达到5s，压力稳定性好。若采用液压单向阀回路保压时间长，压力稳定性高，设计中利用换向阀中位机能保压，设计了自动补油回路，且保压时间由电气元件时间继电器控制，在0-20min内可调整。此回路完全适合于保压性能较高的高压系统，如液压机等。 自动补油的保压回路系统图的工作原理： 按下起动按纽，电磁铁1YA通电，换向阀6接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，在压力到达预定上限值时压力继电器11发出信号，使换向阀切换成中位；这时液压泵卸荷，液压缸由换向阀M型中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时，压力继电器又发出信号，使换向阀右位接人回路，这时液压泵给液压缸上腔补油，使其压力回升。回程时电磁阀2YA通电，换向阀左位接人回路，活塞快速向上退回。 3．2 释压回路设计： 释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放，以免她突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于25mm、压力高于7Mpa时，其油腔在排油前就先须释压。 根据设计很实际的生产需要，选择用节流阀的释压回路。其工作原理：按下起动按钮，换向阀6的右位接通，液压泵输出的油经过换向阀6的右位流到液压缸的上腔。同时液压油的压力影响压力继电器。当压力达到一定压力时，压力继电器发出信号，使换向阀5回到中位，电磁换向阀10接通。液压缸上腔的高压油在换向阀5处于中位（液压泵卸荷）时通过节流阀9、换向阀10回到油箱，释压快慢由节流阀调节。当此腔压力降至压力继电器的调定压力时，换向阀6切换至左位，液控单向阀7打开，使液压缸上腔的油通过该阀排到液压缸顶部的副油箱13中去。使用这种释压回路无法在释压前保压，释压前有保压要求时的换向阀也可用M型，并且配有其它的元件。 机器在工作的时候，如果出现机器被以外的杂物或工件卡死，这是泵工作的时候，输出的压力油随着工作的时间而增大，而无法使液压油到达液压缸中，为了保护液压泵及液压元件的安全，在泵出油处(完整版)气缸的设计计算1
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