简述液压缸主要参数的设计计算过程

张凤志

摘要：液压缸一般来说是标准件，但有时也需要自行设计。液压缸的设计是在对所设计的液压系统进行工况分析、负载计算和确定了其工作压力的基础上进行的。本文主要介绍液压缸主要尺寸的计算及强度，刚度的验算方法。

关键词：液压缸 缸径 活塞杆

1 确定液压缸结构类型和各部分的连接形式

在确定液压缸结构类型和各部分连接形式时，应综合考虑主机的用途、工作条件、液压缸负载的性质和运动要求。具体如下：①确定液压缸的结构类型、安装方式。②确定缸体和缸盖的连接形式。③确定活塞和活塞杆的连接形式。④确定缓冲装置形式、密封和防尘结构。

2 主要零件的材料和技术要求

①缸体。缸体常用材料为20、35、45号无缝钢管制造。35、45号钢用的较多，并在粗加工后调质。②活塞。活塞材料常用耐磨铸铁，在工作压力及冲击载荷较大时采用钢材。为了避免活塞与缸体直接接触，在活塞上套有聚四氟乙烯或尼龙支承环，以防止活塞划伤缸体表面。③活塞杆。有实心和空心两种。用35、45号钢制造。为了提高活塞杆的耐磨和防锈性能及抗碰撞能力，常在活塞杆表面高频淬火或火焰淬火（深度0.5～1mm），然后再镀铬（0.03～0.05mm）抛光。④导向套。导向套应具有良好的耐磨性能和一定的机械性能，材质不能太硬。一般用铸铁、黄铜、青铜、尼龙等耐磨材料制成。

3 设计输入

本文以一小型液压机的工作主缸研究对象，简述了其主要参数、尺寸的确定及强度、稳定性的校核方法过程。

液压机主机概况：①液压机公称力400kN；②液压系统最大工作压力20Mpa；③滑块行程400MM；④压头工进速度10mm/s；⑤压头快进速度40mm/s。

4 液压缸主要参数的确定

4.1 缸径。由F=P·A·η；F——液压缸负载；P——工作压力；A——液压缸无杆腔面积；η——液压缸效率，按照0.9计算。

4.3 缸体壁厚。液压缸缸体采用45#无缝钢管制作。

4.4 液压缸活塞杆强度校核。活塞杆的直径d按下式进行校核：d≥■。式中，F为活塞杆上的作用力；[σ]为活塞杆材料的许用应力，[σ]=σb/1.4。

5 结论

上述计算及校验方法主要依据为机械设计手册（液压传动卷），作者在多年的实际工作中对此进行了总结整理。此计算方法简便易懂，在一般的工程应用中其计算结果是可靠的，计算精度也能满足一般工程应用的需要。

参考文献：

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[2]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2008.4.

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