液压缸尺寸计算

1、A、大腿液压缸结构尺寸设计计算、大腿缸的负载组成1、 工作载荷 ?= 59036N（活塞杆在抬腿过程中始终受压）?2、 惯性载荷 ? = 0（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载荷）3、 密封阻力= (1 - ? )F ，其中 F是作用于活塞上的载?荷，且F=?= ?+?，其中 ? 是液?，?是外载荷， ? ?压缸的机械效率，取 ? = 0.95?综上可得：外载荷 ?= 59036N ，密封阻力 ? = 2952N ，?总载荷 F = 61988N 。、初选系统工作压力1、按载荷选定工作压力，取工作腔压力为?= 12MPa1（由于总载荷为 61988

2、N 大于 50000N，故根据手册选取工作压力为 12MPa）2、选择执行元件液压缸的背压力为? = 1MPa（由于回2油路带有调速阀， 且回油路的不太复杂， 故根据手册选取被压压力为 1MPa）、液压缸主要结构尺寸的计算1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式：活塞杆受压时：F = ? - ?1122?-液压缸工作腔压力（ Pa）1?2-液压缸回油腔压力（ Pa）?1-无杆腔活塞有效作用面积， ?1 =2D ，D 为活塞直径（ m）4?2-有杆腔活塞有效作用面积， ?2 =（D2 - d2) ，d 为活塞4杆直径（m）选取 d/D=（由于工作压力为12MPa 大于 5MPa，故根据手册

3、选取 d/D=）综上可得：D=，根据手册可查得常用活塞杆直径， 可取 D=90mm，d=60mm。校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45 钢，故 = 100MPa。由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其压缩强度即可。 = 1F24d= 21.9MPa = 100MPa，故满足强度要求。即 d=60mm，则 D=90mm。由此计算得工作压力为：? = 10.3MPa1根据所选取的活塞直径D=90mm，可根据手册选的液压缸的外径为 108mm，即可得液压缸壁厚为 = 9mm 。校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45 钢，故 =100MPa。由于该缸处于低压系统，故先按薄壁

4、筒计算，? ?= ? ，其中工2作压力 P = ?= 12MPa 16MPa ，可取 ?，则= 90MPa1?= 1.5?1 = 100MPa，故满足强度要求。又由于 D/= 10 ，故可将该缸筒视为厚壁，则 的校核应按下面公式进行。D + 0.4?( ?- 1)2 - 1.3?计算的 = 9mm 8.23mm ，故经过校核满足要求即取缸筒壁厚 = 9mm 。B、水平摆动液压缸结构尺寸设计计算、水平摆动缸的负载组成1、工作载荷 ?= 4000N （活塞杆正反行程中保持不变）2、惯性载荷 ?= 0?（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，故不考虑惯性载荷）3、密封阻力 ? = (1 - ? )F

5、 ，其中 F是作用于活塞上的载?荷，且F=?，?是外载荷， ?= ?+? ，其中 ? 是?液压缸的机械效率，取 ? = 0.95综上可得：外载荷 ? = 4000N ，密封阻力 ? = 211N ，?总载荷 F = 4211N 。、选定系统尺寸由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据，初步拟定水平摆动缸的尺寸为:D=90mm，d=60mm，=9mm。、液压缸工作压力的计算摆腿动作开始时已经将腿抬起，故不受外载荷作用，则摆动腿液压缸受外载荷工作的过程为腿已放下，并且开始拖动身体前进的过程，在这个过程中活塞杆受拉。活塞杆受拉时：? - ?F= ?1 22 1?-液压缸工作腔压力（ Pa）1?液

6、压缸回油腔压力（）（由于回油路带有调速阀，且回油2-Pa路的不复杂，故根据手册选取回油腔压力为）?1-无杆腔活塞有效作用面积， ?1 =2D ，D 为活塞直径（ m）4?2-有杆腔活塞有效作用面积， ?2 =（D2 -d2) ，d 为活塞4杆直径（m）综上可得：工作腔压力 ?1 = 2.03MPa校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45 钢，故 = 100MPa。由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到拉力作用，故仅校核其F拉伸强度即可。 =12 = 1.4MPa = 100MPa，故满足强度要4d求。校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45 钢，故 =100MPa。? ?由于该缸处于低压系统

7、，故先按薄壁筒计算，=? ，其中工2作 压 力 P = ? = 1MPa 16MPa， 可 取 ? = 1.5? ， 则 =1?115.225MPa = 100MPa，故满足强度要求。又由于 D/ =10，故可将该缸筒视为厚壁，则的校核应按下面公式进行。D 2 + 0.4?( ?- 1) - 1.3?计算的 = 9mm 1.197mm ，故经过校核满足要求。即取缸筒壁厚 = 9mm 。C、小腿液压缸结构尺寸设计计算、小腿液压缸的负载组成1、在工作过程中存在拉力与压力的循环作用，其中最大拉力为 ?= 27176N ，最大压力为 ? = 10618N 。?拉?压2、惯性载荷 ? = 0（由于所选用

8、液压缸尺寸较小，即不?计重量，故不考虑惯性载荷）3、密封阻力 ? =(1 - ? )F，其中 F是作用于活塞上的载?+? ，其中 ? 是荷， 且F = ?，?是外载荷， ? =? ?液压缸的机械效率，取 ? = 0.95综上可得：外拉载荷 ?= 27176N ，密封阻力 ?=?拉?拉1359N ，总拉载荷 F拉= 28535N ；外压载荷 ?=?压10618N ，密封阻力?= 531N，总拉载荷F=?压拉11149N、选定系统尺寸由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据，初步拟定水平摆动缸的尺寸为:D=90，d=60，=9mm。、液压缸工作压力的计算活塞杆受拉时：F= ? - ?22 1拉

9、 1活塞杆受压时：F= ? - ?12 2压 1?-液压缸工作腔压力（ Pa）1?液压缸回油腔压力（）（由于回油路带有调速阀，且回油2-Pa路有背压阀，回油路油路不复杂，故根据手册选取回油腔压力为 1MPa）?-无杆腔活塞有效作用面积，1?-有杆腔活塞有效作用面积，2直径 （m）? =1? =22D ，D 为活塞直径（m）4（D2 - d2 )d 为活塞杆4综上可得： 在受最大拉力作用时， 工作腔压力 ?= 9.87MPa；拉 1在受最大压力作用时，工作腔压力?= 2.3MPa。压 1校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45 钢，故 = 100MPa。由于活塞杆在受负载的工作过程中不仅受到拉力作用，还受到压F 拉力作用，但是拉力较压力大，故仅校核其拉伸强度即可。= 1=4d210.1MPa = 100MPa，故满足强度要求。校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45 钢，故 =100MPa。? ?由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，=? ，其中最大工作压力 P = ?2，则 = 9.87M