液压缸设计说明书(同名15836).doc

液压缸设计说明书(同名15836)

液压传动课程设计说明书

佳木斯大學

机械设计制造及其自动化专业

（卓越工程师）

说明书

题目

单杆活塞式液压缸的设计

学院

机械工程学院

专业

机械设计制造及其自动化（卓越工师）

组员

曾瑶瑶、王健跃、杨兰、沈宜斌

指导教师

臧克江

完成日期

2016年6月

佳木斯大学机械工程学院

PAGE

PAGE9

目录

TOC\o1-3\h\z\u设计要求 II

第1章缸的设计 1

1.1液压缸类型和结构型式的确定 1

1.1.1结构类型 1

1.1.2局部结构及选材初选 1

1.2液压缸主要尺寸的确定 2

1.2.1液压缸筒的内径D的确定 2

1.2.2活塞杆直径d的确定 2

1.2.3缸筒长度的确定（如图1-3） 3

1.2.4导向套的设计 3

1.3活塞及活塞杆处密封圈的选用 4

1.4缓冲装置设计计算 4

第2章强度和稳定性计算 7

2.1缸筒壁厚和外径计算 7

2.2缸底厚度计算 7

2.3活塞杆强度计算 7

致谢 8

参考文献 9

1.2.3缸筒长度的确定（如图1-3）

图1-3缸筒简图

(1)最小导向长度H

H

式中:油缸最大工作行程

缸筒内径

(2)导向套滑面的长度

(3)活塞宽度

(4)导向套与活塞之间隔套长度

(5)缸体长度

液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和【4】。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径D的20-30倍。

缸体内部长度。

缸体长度

1.2.4导向套的设计

间隙：

厚度：

轴向长度：

1.3活塞及活塞杆处密封圈的选用

活塞及活塞杆处的密封圈的选用【5】，根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。常用的密封圈类型有O形圈、Y形圈、V型和活塞环【6】。

O形圈的结构简单，密封性好，安装空间小，摩擦力小，易于制造，所以应用较广，但运动速度不能太大。

Y形圈适用于压力在20MPa以下、往返速度较高的液压缸，密封性能可靠。

V形圈耐高压性能好，耐久性也好，缺点是安装空间大，调整困难，摩擦阻力大，只适用于运动速度较低的液压缸。活塞环寿命长，不容易损坏，常常用在不便于拆卸的液压缸中，缺点是泄漏较大，必须成组使用，加工工艺比较复杂，所以成本较高【7】。

图1-4O形圈示意图

由于本设计中液压缸的工作压力为10MPa，速度范围0.5m/s，因此选用缸体与缸盖的密封形式选用O形圈的密封形式（如图1-4）。活塞杆与缸盖，活塞与缸体的密封选用Y形圈的密封形式。

1.4缓冲装置设计计算

液压缸中缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时在活塞和缸盖之间封住一部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的【8】。液压缸中使用的缓冲装置的工作原理如图1-5所示。最常用的是节流口可调式和节流口变化式两种。其中，节流口可调式缓冲装置在节流口调定后，工作原理上就相当于一个单孔口式的缓冲装置。表1示节流口可调式和节流口变化式两种缓冲装置的主要性能。

图1-5缓冲装置

表1液压缸中常用的缓冲装置

名称和工作原理图

特点说明

1—针形节流阀2—单向阀

1、被封在活塞和缸盖间的油液经针形节流阀流出。

2、节流阀开口可根据负载情况进行调节。

3、起始缓冲效果大，随着活塞的行进，缓冲效果逐渐减弱，故制动行程长。

4、缓冲腔中的冲击压力大。

5、缓冲性能受油温影响。

6、适用范围广。

1—轴向节流阀

1、被封在活塞和缸盖间的油液经活塞上的轴向节流槽流出。

2、缓冲过程中节流口通流截面不断减小，当轴向槽的横截面为矩形，纵截面为抛物线形时，缓冲腔可保持恒压。

3、缓冲作用均匀，缓冲腔压力较小，制动位置精度高。

第2章强度和稳定性计算

2.1缸筒壁厚和外径计算

,()

式中：缸筒内径；

缸筒试验压力，当缸的额定压力时，取=1.5；

缸筒材料的许用应力【9】，，为材料抗拉强度。45号钢退火后抗拉强度为550MPa，为安全系数，一般取。代入上式得。

则缸体外径为。

2.2缸底厚度计算

式中：缸底止口内径（平底缸为缸内径）；

缸底材料的许用应力；

2.3活塞杆强度计算

活塞杆的直径按下式进行校核

符合要求

式中:活塞杆上的作用力；

活塞杆材料的许用应力【10】，=。

致谢

本学期完成了双作用单杆活塞