5.4.1 液壓缸設(shè)計(jì)步趣及要點(diǎn)

  首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的結(jié)構(gòu)類型；

  第二、按負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算；

  第三、進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

    設(shè)計(jì)液壓缸注意的要點(diǎn)：

（1）盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。

（2）考慮液壓缸行程終點(diǎn)處的制動(dòng)問(wèn)題和液壓缸排氣問(wèn)題。

（3）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。

（4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工民、裝配、維修方便。

    5.4.2 液壓缸主要尺寸的確定

 1) 首先確定液壓缸工作壓力

  液壓缸要承受的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。

  液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對(duì)于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型參考相應(yīng)的液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)來(lái)確定。

 2）液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d可根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)定，對(duì)單桿缸而言，有：
     

   式（4.17）中的桿徑d可根據(jù)工作壓力選取，見(jiàn)下表；

                       表：液壓缸活塞桿直徑推薦值

    5.4.3 液壓缸的校核

 1) 缸筒壁厚δ的驗(yàn)算

  液壓缸一般用無(wú)縫鋼管做缸筒。

  中高壓(p≤16MPa)液壓缸大多屬薄壁筒，即，（D－缸筒內(nèi)徑）。此時(shí)，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計(jì)算公式驗(yàn)算缸筒的壁厚，即：
         

     式中：D－缸筒內(nèi)徑；

         －試驗(yàn)壓力；當(dāng)缸的額定壓力≤16MP時(shí)，取＝1.5；

   當(dāng)＞16MP時(shí)，取＝1.25.

  [σ]－缸筒材料的許用應(yīng)力；[σ]=，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。

　　　當(dāng) 時(shí)，δ應(yīng)按下式進(jìn)行校核。
      

  2）活塞桿直徑d的校核
       

   式中：F－活塞桿上的作用力。

  [σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力。[σ]＝，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=1.4~2。

 3) 缸端蓋固定螺栓（螺釘）直徑的校核
      

     式中：F－液壓缸負(fù)載。

          k－螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12~1.5。

         z－螺栓（螺釘）個(gè)數(shù)。

     [σ]—螺栓（螺釘）材料的許用應(yīng)力。[σ]＝，為材料屈服點(diǎn)。

  4）液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算

  活塞桿長(zhǎng)度根據(jù)液壓缸最大行程L而定。對(duì)于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長(zhǎng)度L與其直徑d之比大于15時(shí)，即L/d＞15時(shí)，應(yīng)對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

  關(guān)于穩(wěn)定性驗(yàn)算的內(nèi)容可查閱相關(guān)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。

                                                            [編著：曾保國(guó)]