液压缸 屈曲载荷评估方法-编制说明

一、工作简况

1.任务来源

本项目是根据国家标准化管理委员会2022年第2批国家标准制订计划（国标

委发[2022]22号文）下达：

项目计划编号：20220487-Z-604；

计划要求完成期限：2023年；

标准名称：《液压缸屈曲载荷评估方法》；

采用国际标准：ISO/TS13725:2021,Hydraulicfluidpower—Methodfor

evaluatingthebucklingloadofahydrauliccylinder；

主持起草单位：浙江大学；

参与起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司等；

项目工作组负责人：徐兵；

工作组成员：曹巧会等；

所做的工作：徐兵任工作组组长，全面协调标准起草工作；曹巧会等负责收

集、分析国内外相关技术文献和资料，结合实际应用经验，对标准的技术内容进

行归纳、总结；徐兵负责对各方面的意见和建议进行归纳、分析，以及其他材料

的编制。

2.主要工作过程

2022年8月10日液标委秘书处以液气标委【2022】22号文委托浙江大学牵头

制定国家标准《液压缸屈曲载荷评估方法》。同时组建国家标准制定工作组及

确定任务分工。

2022年8月-11月，项目负责人通过广泛搜集和查询国内外资料，经过大量的

研究分析，结合实际应用经验进行归纳总结，于2022年11月下旬形成标准草案初

稿，并将草案发送给全体工作组成员征询意见，修改形成工作组讨论稿。

2022年12月，液标委召集工作组成员和部分专家在线上召开国家标准制定工

作组第一次会议，对标准草案进行了审议，并提出修改意见。

2023年6月，液标委召集工作组成员和部分专家在广东韶关召开国家标准制

定工作组第二次会议，对标准草案进行了审议，并提出修改意见。会后，项目负

责人依据会议意见并结合工作组成员意见，对工作组草案进行修改，编写成“征

求意见稿草案”提交液标委秘书处审查，并再次发送工作组成员征询意见,最后

根据工作组成员意见及秘书处审查意见编写完成了“征求意见稿”及编制说明

等。

二、标准编制原则和主要内容

1.标准修订的原则

——标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，

注重标准的可操作性。

——等同采用ISO/TS13725:2021，根据对ISO/TS13725:2021内容的适用性

分析，结合相关引用标准的情况，依据GB/T1.2—2020确定。

——编辑依据GB/T1.1—2020和GB/T1.2—2020，并尽量保持与ISO/TS

13725:2021的格式一致。

2.标准的范围及主要内容

本文件描述了一种评估液压缸屈曲载荷的方法：

a)考虑液压缸的几何模型，不把液压缸看作一个等效的圆柱体；

b)可用于所有液压缸安装和关节轴承联结形式（见表2）；

c)包含一个安全系数（由负责校核的计算者设定，并与计算结果一同上报）；

d)考虑可能偏离轴向的载荷；

e)考虑液压缸的重量和不同安装形式下施加在液压缸上的所有径向载荷；

f)可通过简单的计算机程序实现；

g)考虑液压缸活塞杆完全伸出状态。

本文件提供的方法基于弹性屈曲理论，适用于符合GB/T38205.3、ISO6022

和ISO10762的单作用液压缸和双作用液压缸。如有必要，可采用有限元分析验

证和确定屈曲载荷。

本方法不适用于薄壁液压缸、双出杆液压缸和柱塞式液压缸。

本方法不适用于液压缸内部(杆)屈曲。

本方法不考虑球轴承的摩擦。

3.解决的主要问题

液压缸作为机械设备中常见的执行元件，广泛应用于各个工程领域，如机械

制造、建筑工程、冶金、船舶、航空航天等。它们主要用于将液压能转换为机械

能，实现直线运动，推动或拉动负载。在许多工程应用中，液压缸需要承受较大

的轴向压力和负载。然而，特别是对于行程较长的液压缸，在承受过大的轴向压

力时，可能会发生失稳现象，从而导致构件失效和突发性坍塌，甚至造成严重事

故和人员伤害。为了防止液压缸出现屈曲现象，应制定统一的标准对临界屈曲载

荷的评估方法加以规范。

本文件的制定，将对接国际通行做法，确定液压缸的最大许用力，以避免液

压缸在使用过程中达到活塞杆材料的屈服应力，同时避免产生屈曲，通过标准

实施可以有效提高液压缸的安全性和稳定性，为液压缸的设计提供指导。

三、主要试验（或验证）情况

见附件。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

在液压系统中，液压缸常常面临承受高压力和大载荷的挑战。然而，由于轴

向载荷的作用，液压缸容易发生形变，甚至出现屈曲现象。这种情况可能导致构

件失效或坍塌，进而影响系统的可靠性和稳定性。因此，确定液压缸的最大许用

力成为确保系统安全稳定运行的至关重要的步骤。

液压缸在制造完成和投入使用前需要进行耐压试验，以测试其在高压力和大

载荷下的承载能力，然而，目前对于液压缸最大许用力的确定方法缺乏相应的国

家标准。本标准的制定将填补此领域的空白，并对相关设计和使用提供技术规范。

本标准的实施将为国内相关单位进行液压缸承载能力的确定提供了计算方

法的指导，有助于避免液压缸在工程和工业应用中出现故障、破坏或意外事故，

从而保障人员和设备的安全，提高液压系统的可靠性和安全性，夯实我国装备制

造业的基础。

六、与国际、国外对比情况

本标准等同采用ISO/TS13725:2021，与ISO/TS13725:2021无技术性差异，

具有相同技术水平，为国际一般水平。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是

强制性标准的协调性

本标准属于液压气动专业领域标准体系“液压元件和系统”小类，“液压缸”

组。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无

九、标准性质的建议说明

建议本标准为推荐性国家标准。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准发布6个月后实施。

十一、废止现行相关标准的建议

无

十二、其他应予说明的事项

无

《液压缸屈曲载荷评估方法》标准制定工作组

2023年7月18日

一、工作简况

1.任务来源

本项目是根据国家标准化管理委员会2022年第2批国家标准制订计划（国标

委发[2022]22号文）下达：

项目计划编号：20220487-Z-604；

计划要求完成期限：2023年；

标准名称：《液压缸屈曲载荷评估方法》；

采用国际标准：ISO/TS13725:2021,Hydraulicfluidpower—Methodfor

evaluatingthebucklingloadofahydrauliccylinder；

主持起草单位：浙江大学；

参与起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司等；

项目工作组负责人：徐兵；

工作组成员：曹巧会等；

所做的工作：徐兵任工作组组长，全面协调标准起草工作；曹巧会等负责收

集、分析国内外相关技术文献和资料，结合实际应用经验，对标准的技术内容进

行归纳、总结；徐兵负责对各方面的意见和建议进行归纳、分析，以及其他材料

的编制。

2.主要工作过程

2022年8月10日液标委秘书处以液气标委【2022】22号文委托浙江大学牵头

制定国家标准《液压缸屈曲载荷评估方法》。同时组建国家标准制定工作组及

确定任务分工。

2022年8月-11月，项目负责人通过广泛搜集和查询国内外资料，经过大量的

研究分析，结合实际应用经验进行归纳总结，于2022年11月下旬形成标准草案初

稿，并将草案发送给全体工作组成员征询意见，修改形成工作组讨论稿。

2022年12月，液标委召集工作组成员和部分专家在线上召开国家标准制定工

作组第一次会议，对标准草案进行了审议，并提出修改意见。

2023年6月，液标委召集工作组成员和部分专家在广东韶关召开国家标准制

定工作组第二次会议，对标准草案进行了审议，并提出修改意见。会后，项目负

责人依据会议意见并结合工作组成员意见，对工作组草案进行修改，编写成“征

求意见稿草案”提交液标委秘书处审查，并再次发送工作组成员征询意见,最后

根据工作组成员意见及秘书处审查意见编写完成了“征求意见稿”及编制说明

等。

二、标准编制原则和主要内容

1.标准修订的原则

——标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，

注重标准的可操作性。

——等同采用ISO/TS13725:2021，根据对ISO/TS13725:2021内容的适用性

分析，结合相关引用标准的情况，依据GB/T1.2—2020确定。

——编辑依据GB/T1.1—2020和GB/T1.2—2020，并尽量保持与ISO/TS

13725:2021的格式一致。

2.标准的范围及主要内容

本文件描述了一种评估液压缸屈曲载荷的方法：

a)考虑液压缸的几何模型，不把液压缸看作一个等效的圆柱体；

b)可用于所有液压缸安装和关节轴承联结形式（见表2）；

c)包含一个安全系数（由负责校核的计算者设定，并与计算结果一同上报）；

d)考虑可能偏离轴向的载荷；

e)考虑液压缸的重量和不同安装形式下施加在液压缸上的所有径向载荷；

f)可通过简单的计算机程序实现；

g)考虑液压缸活塞杆完全伸出状态。

本文件提供的方法基于弹性屈曲理论，适用于符合GB/T38205.3、ISO6022

和ISO10762的单作用液压缸和双作用液压缸。如有必要，可采用有限元分析验

证和确定屈曲载荷。

本方法不适用于薄壁液压缸、双出杆液压缸和柱塞式液压缸。

本方法不适用于液压缸内部(杆)屈曲。

本方法不考虑球轴承的摩擦。

3.解决的主要问题

液压缸作为机械设备中常见的执行元件，广泛应用于各个工程领域，如机械

制造、建筑工程、冶金、船舶、航空航天等。它们主要用于将液压能转换为机械

能，实现直线运动，推动或拉动负载。在许多工程应用中，液压缸需要承受较大

的轴向压力和负载。然而，特别是对于行程较长的液压缸，在承受过大的轴向压

力时，可能会发生失稳现象，从而导致构件失效和突发性坍塌，甚至造成严重事

故和人员伤害。为了防止液压缸出现屈曲现象，应制定统一的标准对临界屈曲载

荷的评估方法加以规范。

本文件的制定，将对接国际通行做法，确定液压缸的最大许用力，以避免液

压缸在使用过程中达到活塞杆材料的屈服应力，同时避免产生屈曲，通过标准

实施可以有效提高液压缸的安全性和稳定性，为液压缸的设计提供指导。

三、主要试验（或验证）情况

见附件。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

在液压系统中，液压缸常常面临承受高压力和大载荷的挑战。然而，由于轴

向载荷的作用，液压缸容易发生形变，甚至出现屈曲现象。这种情况可能导致构

件失效或坍塌，进而影响系统的可靠性和稳定性。因此，确定液压缸的最大许用

力成为确保系统安全稳定运行的至关重要的步骤。

液压缸在制造完成和投入使用前需要进行耐压试验，以测试其在高压力和大

载荷下的承载