5.4.1 液压缸设计步趣及要点

  首先根据使用要求确定液压缸的结构类型；

  第二、按负载和运动要求确定液压缸的主要结构尺寸，必要时需进行强度验算；

  第三、进行详细结构设计。

    设计液压缸注意的要点：

（1）尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。

（2）考虑液压缸行程终点处的制动问题和液压缸排气问题。

（3）正确确定液压缸的安装、固定方式。

（4）液压缸各部分的结构需根据推荐的结构型式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑，加工民、装配、维修方便。

    5.4.2 液压缸主要尺寸的确定

 1) 首先确定液压缸工作压力

  液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。

  液压缸的工作压力按负载确定。对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，采用的压力范围也不同。设计时，液压缸的工作压力可按负载大小及液压设备类型参考相应的液压设计手册来确定。

 2）液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，有：
     

   式（4.17）中的杆径d可根据工作压力选取，见下表；

                       表：液压缸活塞杆直径推荐值

    5.4.3 液压缸的校核

 1) 缸筒壁厚δ的验算

  液压缸一般用无缝钢管做缸筒。

  中高压(p≤16MPa)液压缸大多属薄壁筒，即，（D－缸筒内径）。此时，可根据材料力学中薄壁圆筒的计算公式验算缸筒的壁厚，即：
         

     式中：D－缸筒内径；

         －试验压力；当缸的额定压力≤16MP时，取＝1.5；

   当＞16MP时，取＝1.25.

  [σ]－缸筒材料的许用应力；[σ]=，为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。

　　　当 时，δ应按下式进行校核。
      

  2）活塞杆直径d的校核
       

   式中：F－活塞杆上的作用力。

  [σ]—活塞杆材料的许用应力。[σ]＝，为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n=1.4~2。

 3) 缸端盖固定螺栓（螺钉）直径的校核
      

     式中：F－液压缸负载。

          k－螺纹拧紧系数，k=1.12~1.5。

         z－螺栓（螺钉）个数。

     [σ]—螺栓（螺钉）材料的许用应力。[σ]＝，为材料屈服点。

  4）液压缸稳定性验算

  活塞杆长度根据液压缸最大行程L而定。对于工作行程中受压的活塞杆，当活塞杆长度L与其直径d之比大于15时，即L/d＞15时，应对活塞杆进行稳定性验算。

  关于稳定性验算的内容可查阅相关液压设计手册。

                                                            [编著：曾保国]