液压油缸计算器.xls

1、液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 材 料 厚 度0.1-1616-30 45T650441430 45590335325 35510305295 20390245235 10335205195 40Cr980785 27SiMm980835 42CrMo1080930 35CrMo1000850 材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度 205004004508 356005005506 457006006504 27SiMm900800 伸长率 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(m

2、m) 缸缸筒筒长长 一般缸筒长不超过内径20倍 1.11.1 已已知知推推力力、压压力力求求缸缸径径(效率0.9-0.98)1.21.2 已已知知推推力力、缸缸径径求求压压力力(效率0.9-0.98) 推力（T）压力(MPa)缸径(mm)推力（T）缸径(mm) 350234 45 51 1. .7 72 24 43 32 20 04 4132320 500255 53 32 2. .0 05 57 79 92 23 3110250 6.3633265 55 5. .8 83 36 66 69 94 40 06 66.3633160 4.3293265 55 5. .0 04 47 75 59

3、91 10 03 34.3293160 18201 10 07 7. .0 07 74 45 59 91 15 530200 1.31.3 已已知知缸缸径径、速速比比求求杆杆径径 缸径(mm) 速 比 1001.251.331.462 杆径(mm)4 45 55 50 05 56 67 70 0. .7 71 10 06 67 78 81 12 2 据据受受力力情情况况确确定定杆杆径径 受受拉拉力力杆杆径径等等于于0.3-0.50.3-0.5缸缸径径 受拉力杆径为：3030至5050 受受压压力力时时： P5MPa：5050至5555 5P7时：6060至7070 P7时：7070 最最小小导

4、导向向长长度度 HL/20+D/2HL/20+D/2导导向向套套滑滑动动面面长长度度 缸缸径径(mm)(mm)行行程程（mmmm）缸缸径径8080时时按按缸缸径径取取： 1003003006 60 0至至100100 最小导向长度6565缸缸径径8080时时按按杆杆径径取取： 3 30 0至至5050 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式） 弹性模数 安装及导向系数 K E=MPa自由+固定双铰+导向 固定+铰+导向双固定+导向 210000210.7070.5 缸缸径径(mm)(mm)杆杆径径(mm)(mm) 心心部部(mm)(mm)行行程程(mm)(mm)安

5、安装装(mm)(mm) 1 18 80 01 16 60 01 13 30 07 73 30 00 04 45 50 0 推力(N)拉力(N)速度比/面积比两腔同时相进同压力惯性矩（mm)4 7 76 63 30 02 20 01 16 60 01 14 40 04 4. .7 76 64 47 70 05 58 88 82 26 60 02 28 88 80 018140859.38 结 论ONON , , 稳稳定定性性不不足足 负载率 结结论论 缸缸筒筒各各设设计计参参数数的的确确定定及及验验算算 一一、缸缸筒筒的的初初步步确确定定及及验验算算 初定壁厚安全系数 313.33333333

6、安全系数522.22222222 缸径外外径径/D屈服强度抗拉强度 2002 24 40 00.1800900 条件 计 算 条 件计算壁厚 0.08 NO, 右边计算结果不考虑20.625 0.0817.5MPA,S=4;)(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;) 材料屈服强度抗拉强度安全系数压力 20号245410525 35号315530 材材 料料 45号355600 2020号号 已已知知内内径径求求壁壁厚厚壁壁厚厚(mm)(mm)2 2. .7 74 43 39 90 02 24 43 39 9 油管内径1 18 8应应力力82 外外径径2 2

7、3 3. .4 48 87 78 80 04 48 88 8 已已知知外外径径求求壁壁厚厚 2020号号 油管外径1 14 4内内径径(mm)(mm)1 10 0. .7 72 28 89 97 71 19 96 6 壁壁厚厚(mm)(mm)1 1. .6 63 35 55 51 14 40 01 19 9 外径受压极限 弹性模数泊松数工作压力25 当钢管长度除平均半径较大时,近似计算 如下 E=MPaM 2060000.3 杆径(mm)内径(mm)平均半径(mm)壁厚(mm)零零界界压压力力 2 28 82 22 21 12 2. .5 53 37 70 0. .4 41 11 12 25

8、52 27 75 5 结论 OK,OK, 油油管管尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 二二十十二二、支支承承环环长长度度计计算算 支支承承部部分分外外径径杆杆 径径支支承承环环长长度度 活活塞塞杆杆悬悬伸伸长长度度（ 米米） 侧侧向向力力 75705.1760100 支支承承环环许许用用应应力力侧侧向向力力矩矩支支承承环环面面积积支支承承环环受受应应力力 结结论论 83.33333333 760000 569.125261.8398556 缸径（mm）杆径(mm)心部（mm）行程（mm）安装距（mm） 6050012501485 全伸长度L 活塞杆断面回转半径 k 全伸长度（mm）实心杆空心杆

9、273512.512.542.5 L/K 实心218.8 空心218.8 实实心心用用欧欧拉拉公公式式计计算算 空空心心用用欧欧拉拉公公式式计计算算 欧欧 拉拉 公公 式式 工作压力安全系数 203.5 杆受力截面转动惯量安全系数拉力推力 227813752.485652017270 拉拉 金金 公公 式式 材料强度试验值 nm 560 杆受力截面面积安全系数 20.686669431962.52732.19 压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计 一一、设设计计要要求求及及参参数数 安装载荷（N） 安装高度（N） 工作载荷（N） 工作行程(mm） 弹簧中径(mm） 20

10、0564201032 二二、材材料料参参数数 材料名称切变模量弹性模量抗拉强度许用切应力 790002100001520532 三三、计计算算结结果果 要求刚度计计算算钢钢丝丝直直径径旋绕比有有效效圈圈数数 224.374.3785.62 四四、校校核核与与分分析析 取取钢钢丝丝直直径径取取有有效效圈圈数数总圈数实际刚度安安装装变变形形量量 4.54.55.55.57.522.478.9 工作载荷(N)自由高度（mm）压并高度压并变形量试验载荷(N) 427427656533.7533.753131714714 螺旋角 查查表表值值展开长度最小切应力 最大切应力 0.105104886.16.

11、1754754213213451451 OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合 OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合 OKOK，安安装装载载荷荷基基本本符符合合 OKOK，试试验验切切应应力力符符合合 OKOK，试试验验载载荷荷符符合合 OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80%之之间间 OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9 OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足 OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足 表A、表C 表A:普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式 参数名称及代号 计算公式 备注 压缩弹簧拉伸弹簧 中径D2D2=Cd按表C取

12、标准值 内径D1D1=D2-d 外径DD=D2+d 旋绕比CC=D2/d 弹簧细长比bb=H0/D2 b在15.3的范围内 选取 自有高度或长度H0H0pn+(1.52)d(两端并紧、磨平)H0pn+(33.5)d(两段并紧、不磨平)H0=nd+钩环轴向长度 工作高度或长度H1，H2，.，HnHnH0lnHnH0+lnln工作变形量 有效圈数nn2 总圈数n1 n1=n+(22.5)(冷卷) n1=n+(1.52) (YII型热卷) n1=n 拉伸弹簧n1尾数为 1/4、1/2、3/4、整 圈。推荐用1/2圈 节距pp=(0.280.5)D2p=d 轴向间距dd=p-d 展开长度LL=pD2n

13、1/cosaLpD2n+钩环展开长度 螺旋角a a=arctg(p/pD2) 对压缩螺旋弹簧，推荐a59 质量msmspd2Lg/4 g为材料的密度，对各种钢，g7700kg/m3；对铍青铜，g8100kg/m3 尺寸系列表 表C: 普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列 （摘自GB1358-78） 弹簧丝直径d(mm) 第一系列 0.10.150.2 1.21.62 121620 第二系列 0.70.91.4 91418 第一系列 0.40.50.6 3.544.5 253035 110120130 300320360 弹簧中径D2(mm) 第二系列 1.41.82.2 9.51418 758595 25

14、0270290 有效圈数n(圈) 压缩弹簧 22.252.5 55.56 11.512.513.5 拉伸弹簧 234 141516 404550 自由高度H0（mm） 压缩弹簧（推荐选用） 456 161718 384042 758085 150160170 340360380 620650680 注注：1.1.本本表表适适用用于于压压缩缩、拉拉伸伸和和扭扭转转的的圆圆圈圈界界面面弹弹簧簧丝丝的的圆圆柱柱螺螺旋旋弹弹簧簧 2.2.应应优优先先采采用用第第一一系系列列。括括号号内内尺尺寸寸只只限限于于老老产产品品采采用用。 3.3.拉拉伸伸弹弹簧簧有有效效圈圈数数除除按按表表中中规规定定外外，由

15、由于于两两勾勾环环相相对对位位置置不不同同，其其尾尾数数还还可可以以为为0.250.25、0.50.5、0.750.75。 0 缸径杆径 135135 0 已知等于求得 直径已知是求得的2倍 180 25434 直径 127.2792206 12717 50 25 30- 延伸率收缩率 315 285 22510 185 屈服强度 140150 170180 210220 硬度（HV） 1002000 压力(MPa)机械效率 1 17 7. .2 28 85 54 45 50 08 89 90.95 2 24 4. .9 91 11 15 53 35 57 74 40.9 3 3. .1 16

16、 66 64 45 51 10 03 35 51 3 3. .0 07 77 75 58 84 47 73 36 60.7 9 9. .5 55 54 41 14 40 01 12 27 71 输入速比杆径 2.560 7 77 7. .4 45 59 96 66 66 69 92 29 99 9. .1 16 63 31 16 65 52 2 活活塞塞长长度度隔隔套套长长度度的的计计算算 缸缸径径0.60.61.01.0缸缸径径最最小小导导向向长长度度： 65 100100导导向向滑滑动动面面长长： 25 杆杆径径活活塞塞长长： 30 5050隔隔套套长长度度：37.537.5 空空杆杆拉拉

17、应应力力计计算算 液液压压缸缸设设计计常常用用结结构构参参数数及及计计算算表表 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 1. 一一般般缸缸径径、杆杆径径及及压压力力的的计计算算 缸缸径径(mm)(mm) 缸缸筒筒长长 1.21.2 已已知知推推力力、缸缸径径求求压压力力(效率0.9-0.98) 1.31.3 已已知知缸缸径径、速速比比求求杆杆径径 速 比 据据受受力力情情况况确确定定杆杆径径 受受拉拉力力杆杆径径等等于于0.3-0.50.3-0.5缸缸径径 受受压压力力时时： 导导向向套套滑滑动动面面长长度度 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力 （欧欧拉拉公公式式） 抗

18、抗拉拉强强度度 安全系数590 K Nk许许用用应应力力 0.53.5118 压压力力(MPa)(MPa)有有杆杆腔腔压压力力活活塞塞杆杆拉拉应应力力 3 30 03 30 0111.7241379 允许力（N）系数N3.5 结结论论 2501456.9553 3. .2 27 78 83 36 63 35 54 49 9 实实际际使使用用力力理理论论使使用用力力 OKOK，拉拉应应力力满满足足500000500000753600753600 0.6634819530.663481953 通通常常取取0.450.450.750.75 OKOK， 负负载载满满足足 采用拉杆连接时，当液压缸行程大

19、于内径的20倍时，须加装中间支承或分段连接 安全系数835.55555556 工作压力保险系数 403.3 计算外径 外径结论 2 24 41 1. .2 25 5 2 24 49 9. .0 07 70 06 63 32 2 2 24 43 3. .2 23 34 46 67 77 77 7 2 24 49 9. .4 45 59 97 76 64 4 轴向应力z90.90909091 缸底抗拉 590 要求安全系数 2-2.52-2.5 要求安全系数 2-2.52-2.5 2 22 25 5. .9 94 49 90 03 37 73 3 稳稳定定性性计计算算、速速度度比比、推推拉拉力力

20、（欧欧拉拉公公式式） 缸缸筒筒各各设设计计参参数数的的确确定定及及验验算算 一一、缸缸筒筒的的初初步步确确定定及及验验算算 二二、一一 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 A A (35,45,20MnMo,许用应力110-150MPa) OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确, ,进进入入下下一一代代验验算算 二二、二二 缸缸 筒筒 壁壁 厚厚 的的 验验 算算 B B 1.液压缸的工作压力应低于一定的极限值Pm以确保工作安全 OK, 满足安全要求 OK, 满足安全要求 2.为避免缸体在工作时发生塑性变形,工作压力应低于0.42Ps OK, 满足朔性要求 OK, 满足朔

21、性要求 密封压缩量0.5mm 缸缸径径(mm)(mm)220220 外外径径(mm)(mm)270270 压压力力(MPa)(MPa)2626 缸径(mm)80 压力(MPa)16 杆径(mm)55 杆尾(mm)30 中心(mm)0 槽径(mm)0 最最小小杆杆尾尾最最小小杆杆尾尾 50.2823653148.69888672 保险系数知焊径求拉力 578 缸底油口30089521 01 13 3. .9 97 7 保险系数 3 螺孔2中心螺孔2径 3 34 40 01 19 9 大法兰厚度 4 45 5. .5 53 31 10 02 24 48 88 8 另法兰厚度导套法兰应力 79.66

22、81550331.5 3.缸体在耐压试验时的径向变形量不得大于孔用密封圈的最大压缩量 OK, 满足弹性变形要求 4.缸体在耐压试验时缸筒的爆破压力Pe远大于液压缸的耐压试验压力Pt OK, 满足爆破安全要求 OK,OK, 缸缸筒筒壁壁厚厚设设计计参参数数正正确确 三三、一一 缸缸筒筒及及活活塞塞杆杆抗抗拉拉强强度度的的验验算算 缸缸筒筒的的参参数数 活活塞塞杆杆的的参参数数 三三、二二 缸缸底底参参数数确确定定及及验验算算 四四、缸缸筒筒法法兰兰、缸缸底底法法兰兰、导导向向套套法法兰兰厚厚度度的的验验算算 1.1. 法法兰兰强强度度的的计计算算 导向套法兰厚度 7 79 9. .6 66 68

23、 81 15 55 50 03 3 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 2.2. 螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度的的计计算算 安全系数 1.25-2.5 回程压力保险系数 255 OK,挤压强度足够 #DIV/0! 焊接效率焊接强度 0.7700 OK,焊缝强度足够 焊接效率焊接强度 0.7700 NO,需重定设计参数 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,需重新确定参数 NO,需重新确定参数 拧紧系数 OK,OK, 螺螺栓栓设设计计参参数数正正确确 五五、缸缸筒筒法法兰兰抗抗压压强强度度及及受受拉拉螺螺栓栓的的验验算算 1.1. 法法兰兰挤挤压压强强度度的的计计算算(

24、(铸铸钢钢件件许许用用挤挤压压应应力力=80MPa)=80MPa) 2.2. 法法兰兰受受拉拉螺螺栓栓强强度度的的计计算算 #DIV/0!#DIV/0! 六六、缸缸筒筒焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 4 4、L*LL*L角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 NO,NO, 需需重重新新确确定定参参数数 七七、缸缸筒筒外外螺螺纹纹的的强强度度验验

25、算算 静载荷动载荷 1.251.25 1.51.5 螺纹底径 螺纹底径安全系数 2 27 74 4. .5 58 87 73 34 41 12 25.744001947 有效长度螺纹外径验证 7 79 9. .6 65 57 71 15 51 18 85 51 11 19 9. .5 55 56 61 13 31 13 3 螺纹合应力安全系数 272.69372493 3. .0 06 62 20 04 43 33 32 25 5 挤压应力安全系数 372.98587635 5. .2 25 54 48 89 90 06 66 67 7 拧紧系数 静载荷动载荷 1.251.25 1.51.5

26、螺纹底径 螺纹底径安全系数 1 16 66 6. .7 75 52 24 40 04 47 73.100857028 有效长度螺纹外径验证 6 62 2. .7 70 00 04 44 40 05 58 81 10 06 6. .5 52 23 34 47 78 87 7 安全系数 5 键抗拉强度 650650 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) NO,NO, 需需重重新新确确定定牙牙型型各各设设计计参参数数 7.17.1 外外螺螺帽帽强强度度的的计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定螺螺帽帽各

27、各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定导导向向套套各各设设计计参参数数 八八、缸缸筒筒内内螺螺纹纹的的强强度度验验算算 OK,OK, 内内螺螺纹纹尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) NO,NO, 需需重重新新确确定定螺螺纹纹牙牙型型各各设设计计参参数数 九九、缸缸筒筒内内卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算 安全系数 8 8. .8 82 21 14 42 28 85 57 71 1 安全系数 6 6. .7 72 27 75 5 工作压力

28、安全系数 293 键屈服强度键抗拉强度 835835980980 安全系数 8 8. .0 05 51 16 66 65 53 33 3 安全系数 5 5. .3 34 40 03 39 90 02 27 7 拧紧系数 静载荷动载荷 1.25-1.52.5-4 1.2 肩甲压应力安全系数 180.7851247 7. .1 19 90 08 85 57 71 14 43 3 退刀槽应力安全系数 209.16196873 3. .1 10 07 76 63 39 95 52 21 1 有效长度螺纹外径验证 2 22 21 1. .3 30 07 71 17 76 63 31 14 42 2. .

29、4 42 26 67 73 38 84 4 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2. 卡键槽挤压、抗拉、剪切强度的计算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 十十、活活塞塞杆杆卡卡键键及及槽槽的的强强度度验验算算 1.1. 卡卡键键挤挤压压强强度度及及剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键设设计计参参数数正正确确 2.2. 卡卡键键槽槽挤挤压压、抗抗拉拉、剪剪切切强强度度的的计计算算 OK,OK, 卡卡键键槽槽设设计计参参数数正正确确 3.3. 活活塞塞杆杆肩肩甲甲部部挤挤压压强强度度的的计计算算 NO,NO, 需需重重新新确确定定杆杆尾尾各各设设计计参

30、参数数 十十一一、一一、活活塞塞杆杆外外螺螺纹纹的的强强度度验验算算( (安安全全系系数数1=1=静静3 3；动动5-85-8；1212；系系数数2=1.2-2.5)2=1.2-2.5) OK,OK, 螺螺纹纹尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 螺纹牙的强度验算(外径计算n=3,5,8,12,其余n=1.5-2.5) 缸径(mm)250 压力(MPa)35 杆径(mm)110 杆尾(mm)100 中心(mm)0 槽径(mm)16 最最小小杆杆尾尾最最小小杆杆尾尾 50.2823653148.69888672 OK,OK,螺螺母母参参数数正正确确 OK,OK,螺螺母母参参数数正正确确 回程压力保险

31、系数 165 OK,OK,螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度足足够够 焊接效率焊接强度 0.7500 OK,焊缝强度足够 焊接效率焊接强度 0.7500 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 OK,焊缝强度足够 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 NO,NO, 需需重重新新确确定定各各设设计计参参数数 活活塞塞杆杆的的参参数数 十十二二、二二、活活塞塞杆杆用用螺螺母母外外径径的的强强度度验验算算 十十三三、活活塞塞杆杆用用螺螺栓栓结结构构的的强强度度验验算算 OK,OK, 活活塞塞杆杆螺螺栓栓设设计计正正确确 十十四四、活活塞塞杆杆焊焊缝缝的的强强度度验验算算 1 1、立立“U”“

32、U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 2 2、横横“U”“U”型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 3 3、角角型型焊焊缝缝的的强强度度计计算算 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确 耳环孔至底面 有球铰 2.8d 1.2d 耳耳环环孔孔至至底底面面 2 22 24 49 96 6 工作压力有杆腔压力 1919 三角变形四面凹陷 34 安全系数 安全系数 OK,OK, 缸缸筒筒焊焊缝缝参参数数正正确确 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 OK,OK, 焊焊缝缝强强度度足足够够 十十五五、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算 耳耳环环宽宽度度、外外径径、耳耳

33、环环孔孔中中心心至至底底面面尺尺寸寸推推荐荐 耳 环 外 径 耳耳 环环 外外 径径 十十六六、空空心心活活塞塞杆杆抗抗拉拉及及抗抗压压强强度度验验算算 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十七七、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算 变形系数 四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 十十八八、活活塞塞杆杆销销轴轴孔孔、耳耳环环厚厚度度、外外型型的的计计算算 耳环孔至底面 有球铰 2.8d 1.2d 耳耳环环孔孔至至底底面面 2 22 24 49 96 6 三角变形四面凹陷 34 安全系数 安全系数

34、 回程压力保险系数 335 NO,NO,需需重重新新确确定定设设计计参参数数 铜管25MPA 3535号号 4545号号 2 2. .1 12 22 26 64 41 15 50 09 91 1. .8 87 75 5 106120 2 22 2. .2 24 45 52 28 83 30 02 22 21 1. .7 75 5 3535号号 4545号号 1 11 1. .3 32 28 82 24 44 42 27 71 11 1. .5 58 86 62 20 06 69 9 1 1. .3 33 35 58 87 77 78 86 63 31 1. .2 20 06 68 89 96

35、65 55 52 2 耳耳环环宽宽度度、外外径径、耳耳环环孔孔中中心心至至底底面面尺尺寸寸推推荐荐 耳 环 外 径 耳耳 环环 外外 径径 十十九九、空空心心活活塞塞杆杆外外压压强强度度计计算算 变形系数 四四面面变变形形时时的的零零界界压压力力 OK,OK, 杆杆内内径径尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 二二十十、隔隔套套的的抗抗压压强强度度验验算算 二二十十一一、油油管管的的计计算算(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;)(0-7MPA,S=8;7-17.5MPA,S=6;17.5MPA,S=4;) 材材 料料 安安全全系系数数经经验验零零界界压压力力

36、 2 2. .8 81 16 64 45 50 01 11 17 70 0. .4 41 11 11 16 61 16 6 抗抗拉拉强强度度支支承承环环全全全全系系数数 2503 ON , 支承环长度不足 3125 柔性系数m 材料铸铁锻钢低碳钢中碳钢 材料强度试验值560250340490 试验常数1/16001/90001/75001/5000 柔性系数m801109085 末端条件系数 弹性模数 安装及导向系数 K E=MPa自由+固定双铰 固定+铰接双固定 2100000.25124 直直径径旋旋绕绕比比 0.20.20.40.47 71414 0.50.51.01.05 51212

37、外径受压极限 当钢管长度除平均半径较大时,近似计算 如下 OK,OK, 油油管管尺尺寸寸设设计计参参数数正正确确 二二十十二二、支支承承环环长长度度计计算算 1.11.12.22.25 51010 2.52.56.06.04 49 9 7.07.016164 48 8 18184 46 6 曲度系数（查表）支承圈数假设钢丝直径 1.1824 最大切应力试验切应力载荷作用次数 836638.4100000 弹簧自振频率 n强迫机械振动频率共振要求 28423.2512.21505376 取取安安装装变变形形量量安装载荷工作变形量 9 920220219 试验变形量节 距 3232696.5769

38、6.5710.610.6 切应力特性系数 最大切应力比抗拉 强度 查表对应作用次数 0.470.470.2970.29710000001000000 圆柱形压缩螺旋弹簧及其特性曲 压压 缩缩 弹弹 簧簧 设设 计计 一一、设设计计要要求求及及参参数数 二二、材材料料参参数数 三三、计计算算结结果果 四四、校校核核与与分分析析 OKOK，所所需需钢钢度度基基本本符符合合 OKOK，工工作作载载荷荷基基本本符符合合 OKOK，安安装装载载荷荷基基本本符符合合 OKOK，试试验验切切应应力力符符合合 OKOK，试试验验载载荷荷符符合合 OKOK，弹弹簧簧特特性性符符合合在在20%-80%20%-80

39、%之之间间 OKOK，螺螺旋旋角角满满足足5-95-9 OKOK，弹弹簧簧稳稳定定性性满满足足 OKOK，弹弹簧簧共共振振要要求求满满足足 0.250.30.350.40.45 2.533.544.5 2530354045 -1.51.82.22.83.2 22-272832-36 0.70.80.911.2 56789 4045505560 140150160180200 400 2.83.23.84.24.8 2228323842 105115125135145 340380450 2.7533.253.53.75 6.577.588.5 14.515161820 56789 171819

40、2022 5560657080 7891011 1920222426 4548505255 9095100105110 180190200220240 400420450480500 700720750780800 g为材料的密度，对各种钢，g7700kg/m3；对铍青铜，g8100kg/m3 注注：1.1.本本表表适适用用于于压压缩缩、拉拉伸伸和和扭扭转转的的圆圆圈圈界界面面弹弹簧簧丝丝的的圆圆柱柱螺螺旋旋弹弹簧簧 2.2.应应优优先先采采用用第第一一系系列列。括括号号内内尺尺寸寸只只限限于于老老产产品品采采用用。 3.3.拉拉伸伸弹弹簧簧有有效效圈圈数数除除按按表表中中规规定定外外，由由于

41、于两两勾勾环环相相对对位位置置不不同同，其其尾尾数数还还可可以以为为0.250.25、0.50.5、0.750.75。 采用拉杆连接时，当液压缸行程大于内径的20倍时，须加装中间支承或分段连接 m 85 0.25 末端条件系数 0.50.60.81 56810 50607080 3.84.25.57 38425565 1.622.53 10121620 708090100 220240260280 5.56.57.58.5 48525865 170190210230 44.254.54.75 99.51010.5 22252830 10111213 25283035 90100 1213141

42、5 28303235 58606570 115120130140 260280300320 520550580600 8509009501000 注注：1.1.本本表表适适用用于于压压缩缩、拉拉伸伸和和扭扭转转的的圆圆圈圈界界面面弹弹簧簧丝丝的的圆圆柱柱螺螺旋旋弹弹簧簧 2.2.应应优优先先采采用用第第一一系系列列。括括号号内内尺尺寸寸只只限限于于老老产产品品采采用用。 3.3.拉拉伸伸弹弹簧簧有有效效圈圈数数除除按按表表中中规规定定外外，由由于于两两勾勾环环相相对对位位置置不不同同，其其尾尾数数还还可可以以为为0.250.25、0.50.5、0.750.75。 计计算算 螺纹大径螺纹中径螺纹

43、小径牙根宽螺距 dd2d1bp 螺纹理论高度H=(3/2)0.5*P 普通螺纹参数 缸径杆径(mm)屈服强度工作压力推力(N) 2002001201207857854040 1256000 螺纹大径螺距旋合圈数Kz 2102103 39 9 0.56 普通螺纹 螺纹大径螺纹中径螺纹小径牙根宽螺距 dd2d1bp d-0.54*pd-1.0825*p0.75*p 210208.38206.75252.253 螺螺纹纹强强度度校校验验 1螺纹抗剪强度校验() =F/(Kz*3.14*d1*b*Z) F轴向负荷(N) Kz螺纹各圈牙的受力不均匀系数 Z旋合圈数Z=L/PL:旋合长度 ()螺纹牙的许用

44、剪切应力 钢()=(0.12-0.2)s94.2安全系数 s屈服强度Mpa157结论 2螺纹抗弯强度校验(w) w=3FH1/(Kz*3.14*d1*b*b*Z) K2=0.56 (w)螺纹牙的许用弯曲应力188.4安全系数 钢(w)=(0.24-0.4)s314结论 3螺纹面抗挤压校验(p) p=F/(Kz*3.14*d2*H1*Z) (p)=螺纹牙的许用挤压应力392.5安全系数 钢(p)=(0.5-0.62)s486.7结论 4螺纹抗拉效验压校验(ca) ca=4F/(3.14*dc*dc) dc螺纹计算直径196.25 dc=(d+d1-H/6)/2314安全系数 (ca)=螺纹牙的许

45、用拉应力 钢(ca)=s/(2.5-4)=(0.25-0.4)s结论 牌 号抗拉强度屈服强度 20390225 牙型角 螺纹实际高度螺纹计算直径35510285 aH1dc45590315 5/8*H20冷拔510 QT500-7500320 拉力(N) 调调 质质 状状 态态正正火火 80384035530 315260 有效长度45600 441290 2727 40Cr980 785 27SiMn980 835 牙型角 螺纹实际高度螺纹计算直径 aH1dc 600.54*pd-0.94*p 1.62207.18 液液压压缸缸设设计计常常用用材材料料及及性性能能 材 料 厚 度0.1-16

46、16-3030- 延伸率收缩率 45T650441430 =109.1945590335325315 1.440.8635510305295285 OKOK， 螺螺纹纹抗抗剪剪强强度度满满足足2039024523522510 10335205195185 实际采样140MPa40Cr980785 w=235.8527SiMm980835 42CrMo 1080930 1.330.8035CrMo 1000850 OKOK， 螺螺纹纹抗抗弯弯强强度度满满足足 材料名称抗拉强度屈服强度屈服强度屈服强度 p=150.47 3.232.61 OKOK， 螺螺纹纹抗抗挤挤压压强强度度满满足足 106 c

47、a=23.86 13.168.23 OKOK， 螺螺纹纹抗抗弯弯强强度度满满足足 计计算算 普通螺纹参数 普通螺纹 螺螺纹纹强强度度校校验验 螺纹抗剪强度校验() 螺纹抗弯强度校验(w) 螺纹面抗挤压校验(p) 螺纹抗拉效验压校验(ca) 油油缸缸设设计计销销轴轴强强度度验验算算 2009.12.28油缸伸出（受压） 油缸缩回（受拉）注：销轴材料选用42CrMo，抗拉强度b=900MPa,屈服强度s=650MPa，许用应力=427MPa，许用剪切应力=246MPa，许用挤压应力j=597MPa 参数单位数值实际取销轴直径 安装长度mm2918单耳厚度 全伸长度mm54185418销轴剪切应力

48、最大行程mm2500销轴挤压应力 缸筒内径Dmm160销轴安全系数 缸筒外径D1mm180 NO,NO, 需需重重新新确确定定参参数数 活塞杆直径dmm100 活塞杆内径d1mm0速度/时间/流量计算 速度比缩/伸1.641.64缸径 最大受力t35602880602880125 工作压力pMPa30流流量量（伸伸）L/minL/min 容积效率1流流量量（缩缩）L/minL/min 工作压力pMPa17.117.1速速度度（伸伸）m/sm/s 缸筒壁厚mm10.010.0速速度度（缩缩）m/sm/s 缸筒抗拉强度bMPa980时时间间（伸伸）s s 安全系数5时时间间（缩缩）s s 材料许用

49、应力MPa196冲冲击击压压力力 试验压力系数1.25油油管管内内径径 mmmm 试验压力PyMPa21.321.3 缸筒爆破压力MPa115.3115.3 缸底抗拉强度b590.0590.0 参 数 缸底壁厚mm26.326.3 活塞杆应力MPa43.743.7尺寸值 导向套支撑带外径mm115 导向套支撑带长mm3.63.6250 缸缸径径外外径径杆杆径径心心部部行行程程 1802051601307300 活活塞塞杆杆稳稳定定性性校校核核 油缸计算长度mm77507750 l/d54.254.260mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即 可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考

50、虑满足强度要求的情况下，外径尽力小 对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费 十十二二、油油缸缸常常用用材材料料、压压力力、外外径径尺尺寸寸、及及常常用用无无缝缝管管尺尺寸寸二二，调调质质 处处理理4545号号及及27SiMn27SiMn管管 缸径工作压力 25MPa工作压力 31.5MPa 单位：mm45号钢调质处理27SiMn调质处理45号钢调质处理27SiMn调质处理 最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸最小外径无缝管尺寸 2529 30*2.527 30*2.530 30*2.528 30*2.5 3237 38*335 38*

51、338 38*336 38*3 4046 48*443 48*448 48*444 48*4 5058 60*6.554 57*3.560 60*555 57*3.5 6373 73*565 68*2.575 76*6.569 70*3.5 8092 95*7.586 89*4.595 95*7.588 89*4.5 90104 108*1297 102*9107 108*1299 102*9 100115 114*10108 114*10119 121*14110 114*10 110126 127*12119 121*9131 133*15121 121*9 125144 146*1413

52、5 140*11149 152*17137 140*11 140161 168*17151 159*13166 168*17154 159*13 160184 194*20172 180*13190 194*20176 180*13 180207 219*24194 203*15215 219*24197 203*15 200229 245*26217 219*13240 245*26221 245*26 220252 273*30241 245*16262 273*30246 273*30 250287 299*28276 299*28298 299*28284 299*28 280322

53、325*26313 325*26332 340*34323 325*26 320367 377*32364 377*32380 402*45377 377*32 360416 426*36416 426*36433 450*50433 450*50 380443 450*38443 450*38462 480*55462 480*55 400470 480*45470 480*45492 500*55492 500*55 420498 500*45498 500*45522 530*60522 530*60 460555 560*55555 560*55585 610*80585 610*80

54、 480584 610*70584 610*70618 630*80618 630*80 500614 630*70614 630*70651 660*85651 660*85 注:为了统一液压缸外径,同时减少无缝管的采购规格,25MPa以上外径及无缝管规格统一如下 45号无缝管 缸径324050638090100110 外径3848607595106119131 45无缝管38*3冷拔管 48*4冷拔管 60*5冷拔管75*7.5冷拔 95*7.5冷拔108*13121*14133*15 缸径125140160180200220250280 外径14916619221724227029833

55、6 45无缝管152*17168*17194*20219*24245*26273*30299*28340*34 27SiMn无缝管 缸径324050638090100110 外径3848577095100110121 27SiMn无缝管38*3冷拔管 48*4冷拔管 57*3.5冷拔70*3.5冷拔95*7.5冷拔102*9114*10121*9 缸径125140160180200200220220 外径138155178200217240242270 27SiMn无缝管140*11159*13180*13203*15219*13245*26245*16273*30 其余厚壁管未列出,壁厚60

56、mm一般须锻胚；对有现货的无缝管，液压缸外径考虑加工量即 可，对临时采购的锻胚，液压缸外径考虑满足强度要求的情况下，外径尽力小 对工艺能满足调质处理的缸筒，一般不选厚壁无缝管，用薄壁调质处理代替，减少材料浪费 但应该注意的是,除非为了减轻重量,因受无缝管规格限制,有些液压缸采用27SiMn 后可以减小壁厚,但材料浪费很大,注意加强成本核算后进行材料的取舍 十十三三、1 1 液液压压缸缸在在常常用用速速比比下下的的杆杆径径及及各各压压力力下下的的杆杆尾尾螺螺纹纹尺尺寸寸( (一一) ) 单位：mm 缸径杆径杆尾尺寸 16MPa25MPa31.5MPa 螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹

57、尺寸 螺纹长度 402013M14*1.520- 2215M16*1.516M14*1.525- 2820M18*1.59M18*1.514M18*1.518 502518M18*1.521- 2820M20*1.517M20*1.527 3528M22*1.511M22*1.518M22*1.523 633226M24*225- 3528M27*220M27*232- 4532M30*213M30*220M30*225 804030M27*235 4532M30*229M30*346- 5640M36*219M36*229M36*236 904532M30*240- 5035M33*233M

58、33*353- 6345M42*220M42*230M42*238 1005035M33*346- 5640M36*238M36*360- 7050M48*221M48*233M48*241 1105640M36*350- 6345M42*238M42*360 8060M56*220M56*231M56*240 1256345M42*355- 7050M48*243- 9070M64*223M64*236M64*345 1407050M48*360- 8060M56*346- 10080M72*226M72*240M72*250 1608060- 9070M64*353- 11090M80*2

59、33M80*351- 1809070- 10080M76*357- 125100M90*336M90*356M95*256 20010080- 11090M85*364- 140110M125*332M125*349M125*361 十三、2 液压缸在常用速比下的杆径及各压力下的杆尾螺纹尺寸(二) 单位：mm 缸径杆径杆尾尺寸 16MPa25MPa31.5MPa 螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹长度 螺纹尺寸 螺纹长度 220 11090- 125100- 160130M125*335M125*355M125*469 250 125100- 140110- 180150M140*375M14

60、0*394M140*482 280 140110- 160130M125*482 200160M140*453M140*483- 320 160130- 180150- 220180M160*475- 360 180150- 200160- 250200M180*472- 380 180150- 220180- 280220M200*463- 400 200160- 220180- 280220M200*478- 420 220180- 250200- 300250M220*476- 450 220180- 250200- 320280M250*677M250*6120- 480 250200