《液压与气动技术》课件第3章液压执行元件.ppt

1、第一节 液压马达 第二节 液压缸 液压系统中的执行元件是把液压传动系统中的液压能转换成机械能的能量转换元件，它驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动，其输入为压力和流量，输出力和速度，或转矩和转速。液压执行元件按其运动方式可分为液压缸和液压马达。功用：功用：液压泵：将电动机或其它原动机输入的机械能转换为 液体的压力能，向系统供油。液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载 做功。液压泵与液压马达关系：液压泵与液压马达关系：功用上 相反；结构上 相似；原理上 互逆。从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压

2、马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素:密闭而又可以周期变化的容积密闭而又可以周期变化的容积 相应的配油机构。相应的配油机构。一 液压马达的特点及分类液压马达的特点及分类但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。1.首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；2.液压泵的吸油腔为真空，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没

3、有上述要求。3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑膜。4.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。5.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作不能可逆工作。液压马达按其结构类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱齿轮式、叶片式、柱塞

4、式和其它型式塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速高速和低速两大类。额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节于启动和制动，调节(调速及换向调速及换向)灵敏度高灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十Nm到几百Nm)所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低，

5、因此可直接与工作机构连排量大、体积大转速低，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千Nm到几万Nm)，所以又称为低速大转矩液压马达。单向定量双向定量单向变量双向变量工作压力和工作压力和额定压力额定压力工作压力是指马达实际工作时的压力。工作压力是指马达实际工作时的压力。额定压力是指马达在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。额定压力是指马达在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。排量和理论排量和理论流量流量 排量是指在没有泄漏的情况下，马达轴旋转一周所需输入的液体体积。排

6、量是指在没有泄漏的情况下，马达轴旋转一周所需输入的液体体积。理论流量是指在没有泄漏的情况下，达到要求转速所需输入液体的流量。理论流量是指在没有泄漏的情况下，达到要求转速所需输入液体的流量。效率和功率效率和功率 由于有泄漏损失，为了达到液压马达所要求的转速，实际输入的流量由于有泄漏损失，为了达到液压马达所要求的转速，实际输入的流量q必须大于理论必须大于理论输入流量输入流量qt。机械效率：由于有磨擦损失，液压马达的实际输出转矩机械效率：由于有磨擦损失，液压马达的实际输出转矩T一定小于理论转矩一定小于理论转矩Tt。机械。机械效率为效率为 液压马达的总效率为液压马达的总效率为液压马达的输入功率为液压马

7、达的输入功率为 液压马达的输出功率为液压马达的输出功率为 转矩和转速转矩和转速 转矩和转速是液压马达输出的两个最重要物理量，是输出机械能的表现形式。转矩和转速是液压马达输出的两个最重要物理量，是输出机械能的表现形式。液压马达产生的理论转矩为液压马达产生的理论转矩为液压马达输出的实际转矩为液压马达输出的实际转矩为 液压马达输出的转速为液压马达输出的转速为 式中，p液压马达进、出口的压力差；，n液压马达的角速度和转速。=v mPi=pqPo=T=2nT1.叶片式液压马达由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入

8、液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。2.2.径向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达 轴向柱塞液压马达的工作原理，如图轴向柱塞液压马达的工作原理，如图4-1-3所示。当压所

9、示。当压力油输入时，处于高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上。力油输入时，处于高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上。设斜盘作用在柱塞上的反力为设斜盘作用在柱塞上的反力为F，力，力F的轴向分力的轴向分力Fx与柱塞与柱塞上的液压力平衡，而径向分力上的液压力平衡，而径向分力Fy则使处于高压腔中的每个则使处于高压腔中的每个柱塞都对转子中心产生一个转矩，使缸体和马达轴旋转。柱塞都对转子中心产生一个转矩，使缸体和马达轴旋转。如果改变液压马达压力油的输入方向，马达轴则反转。如果改变液压马达压力油的输入方向，马达轴则反转。图图4-1-3 轴向柱塞马达工作原理图轴向柱塞马达工作原理图液压马达的实际输出的总扭矩可用下式计

10、算：2/pVTm 从式中可看出，当输入液压马达的油液压力一定时，液压马达的输出扭矩仅和每转排量有关。因此，提高液压马达的每转排量，可以增加液压马达的输出扭矩。改变输入油液方向，可以改变液压马达转动方向。轴向柱塞式液压马达结构简单，体积小，重量轻，工作压力高，转速范围宽，低速稳定性好，启动机械效率高。一般来说，轴向柱塞马达都是高速马达，输出扭矩小，因此，必须通过减速器来带动工作机构。如果我们能使液压马达的排量显著增大，也就可以使轴向柱塞马达做成低速大扭矩马达。3液压马达与液压泵相比 （1）相同点 均是利用“密封”容积的交替变化进行工作的，均需要有配流装置，油箱要和大气相通；工作中均会产生困油现象

11、和径向不平衡力、液压冲击和液体泄漏等现象；两者都是能量转换装置；理论上他们的输入与输出量具有相同的数学关系式；两者重要的参数都是压力和流量。（2）不同点 驱动动力不同驱动动力不同：液压泵是电机带动，液压马达是液体压力驱动。结构不同结构不同：液压泵为保证其性能，一般是非对称结构；液压马达需要正反转，结构必须具有对称性。自吸能力要求不同自吸能力要求不同：马达依靠压力油工作，不需要有自吸能力，而液压泵必须要有自吸能力。泄漏形式不同泄漏形式不同：液压泵采用内泄漏形式，马达必须采用外泄漏式结构。容积效率不同容积效率不同：为了提高马达的机械效率，其轴向间隙补偿装置的压紧力比液压泵小，所以液压马达容积效率比

12、液压泵低。液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。一、液压缸的分类一、液压缸的分类液压缸按其结构形式，可以分为液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩活塞缸、柱塞缸和伸缩式三类。式三类。按作用方式又可分为单作用式和双作用式单作用式和双作用式两种。在单作用式液压缸中，压力油只供入液压缸的一腔，使缸实现单向运动，反方向运动则依靠外力（弹簧力、自重或外部载荷等）来实现。在双作用式液压缸中，压力油则交替供入液压缸的两腔，使缸实现正反两个方向的往复

13、运动。二、活塞式液压缸二、活塞式液压缸活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。1.双杆式活塞缸双杆式活塞缸 双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。活塞两侧的活塞杆直径是相等的，进、出油口位于缸筒两端。左图所示安装形式占地面积大，适用于较大型机械。进、出油口可以在活塞杆上，也可以用软管连接在缸筒两端。左图所示安装形式占地面积小，适用于小型机械。由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，

14、因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等，当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力和速度v为 式中为活塞的有效工作面积。双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。2.单杆式活塞缸单杆式活塞缸 单杆活塞缸的基本结构 如右图所示。其特点是只在活塞的一端有活塞杆，缸的两腔有效工作面积不相等。它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出油口根据安装方式而定。但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。当输

15、入液压缸的油液流量为q，液压缸进出油口压力分别为p1和p2时，其活塞上所产生的推力F1和速度v1为 由上式可知，由于 A1A2，所以 F1F2。若把两个方向上的输出速度 V1和 V2 的比值称为速度比，记作v，则 因此，活塞杆直径越小，因此，活塞杆直径越小，越接近于越接近于1，活塞两个方向的，活塞两个方向的速度差值也就越小，如果活塞杆较粗，活塞两个方向运动的速度差值也就越小，如果活塞杆较粗，活塞两个方向运动的速度差值就较大。在已知速度差值就较大。在已知D和和 的情况下，也就可以较方便的情况下，也就可以较方便地确定地确定d。当油液从如动画所示的右腔(有杆腔)输入时，其活塞上所产生的推力F2和速度

16、v2为差动缸 工程中，经常遇到单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油的情况，这种连接方式称为差动连接，此缸称为差动缸。差动连接的显著特点是在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动速度。尽管此时液压缸两腔压力相等（不计管路压力损失），但两腔活塞的工作面积不相等，因此，活塞将向有杆腔方向运动（缸体固定时）。有杆腔排出的油液和油源输入的油液一起进入无杆腔，增加了进入无杆腔的流量，从而提高了活塞的运动速度。由上式可知，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其它机械设备的快

17、速运动中。如果要求快速运动和快速退回速度相等 即V3=V2，则必须使三、柱塞缸 柱塞式液压缸的结构如图所示。它具有以下特点：（1）柱塞式液压缸是单作用液压缸，即靠液压力只能实现一个方向的运动，回程要靠自重（当液压缸垂直放置时）或其它外力，因此柱塞缸常成对使用；（2）柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，柱塞和缸筒的内壁不接触，缸筒内孔只需粗加工即可；（3）柱塞重量往往比较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使用较为有利；（4）当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向就不够了，为此可在缸筒内设置各种不同形式的辅助支承，起到辅助导向的作用。当柱塞的直径为当柱

18、塞的直径为d，输入液压油的流量为，输入液压油的流量为q，压力为，压力为p时，时，其柱塞上所产生的推力其柱塞上所产生的推力F和速度和速度v为为 柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精缸筒内孔不需精 加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程较长的场合。上的导向套来导向，所以它特别适用在行程较长的场合。四、其他形式的液压缸四、其他形式的液压缸1、摆动缸、摆动缸 摆动式液压缸也称摆动液压马达。当它通人压力油时，摆动式液压缸也称摆动液压马达。当它通人压力油时，它的主轴能输

19、出小于它的主轴能输出小于360度的摆动运动，常用于夹紧装置、度的摆动运动，常用于夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。左图所示为单叶片式摆动缸，左图所示为单叶片式摆动缸，它的摆动角度较大，可达它的摆动角度较大，可达300度度。当摆动缸进出油口压力为当摆动缸进出油口压力为p1和和p2，输人流量为输人流量为q时，它的输出转矩时，它的输出转矩T和和角速度角速度 各为各为 式中式中b为叶片的宽度，为叶片的宽度，R1、R2为叶片底部、顶部的回转半径。为叶片底部、顶部的回转半径。双叶片式摆动缸的摆动角度小于双叶片式摆动缸的摆动角度小于150。

20、在相同情况下，输出转矩是单叶片式的。在相同情况下，输出转矩是单叶片式的两倍，角速度是单叶片式的一半。两倍，角速度是单叶片式的一半。双叶片式摆动缸双叶片式摆动缸 伸缩式液压缸又称多级液压缸。它是由两个或多个活塞套装而成，前一级活塞伸缩式液压缸又称多级液压缸。它是由两个或多个活塞套装而成，前一级活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。伸出时，可以获得很长的工作行程，缩回时可保持很小杆是后一级活塞缸的缸筒。伸出时，可以获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸的结构尺寸.如图所示为一种伸缩缸，在各级活塞依次伸出时，液压缸的有效面积如图所示为一种伸缩缸，在各级活塞依次伸出时，液压缸的有效面积是逐级变化的。在输

21、入流量和压力不变的情况下，液压缸的输出推力和速度也是逐是逐级变化的。在输入流量和压力不变的情况下，液压缸的输出推力和速度也是逐级变化的。其值为级变化的。其值为 式中，i第i级活塞缸。显然，这种液压缸起动时，活塞有效面积最大，因此，输出推力也最大，随着行程逐级增长，推力随之减小。这种推力变化情况，正适合于自动装卸车对推力的要求。液压缸的结构形式很多，这里以一种典型液压缸为例，说明液压缸的基本组成。图图4-2-6所示为单杆活塞缸的结构。由图可见，缸体和前后两个缸盖所示为单杆活塞缸的结构。由图可见，缸体和前后两个缸盖是可分开的，这便于加工缸体的内孔。活塞、活塞杆和导套上都装有密是可分开的，这便于加工

22、缸体的内孔。活塞、活塞杆和导套上都装有密封圈，因而液压缸被分隔为两个互不相通的油腔。当活塞腔通入高压油封圈，因而液压缸被分隔为两个互不相通的油腔。当活塞腔通入高压油而活塞杆腔回油时，可实现工作行程，当从相反方向进油和排油时，则而活塞杆腔回油时，可实现工作行程，当从相反方向进油和排油时，则实现回程。所以它是双作用液压缸。此外，在缸的两端还装有缓冲装置，实现回程。所以它是双作用液压缸。此外，在缸的两端还装有缓冲装置，当活塞高速运动时，能保证在行程终点上准确定位并防止冲击。当活塞当活塞高速运动时，能保证在行程终点上准确定位并防止冲击。当活塞退回左端时，活塞头部的缓冲柱塞插入头侧端盖退回左端时，活塞头

23、部的缓冲柱塞插入头侧端盖1 的孔内，活塞腔的油必的孔内，活塞腔的油必须经过节流阀须经过节流阀13 才能排出，所以在活塞腔形成了回油阻力，使活塞得到才能排出，所以在活塞腔形成了回油阻力，使活塞得到缓冲。调整节流阀缓冲。调整节流阀13 的开口，可以得到合适的回油阻力。单向阀的开口，可以得到合适的回油阻力。单向阀14 可使可使活塞在左端终点位置上开始伸出时，油流不受节流阀的影响。当活塞运活塞在左端终点位置上开始伸出时，油流不受节流阀的影响。当活塞运动到右端终点位置时，活塞杆上的加粗部分插入杆侧端盖动到右端终点位置时，活塞杆上的加粗部分插入杆侧端盖8 的孔中，使油的孔中，使油从节流阀中排出，缓冲原理与

24、前相同。从节流阀中排出，缓冲原理与前相同。11 是活塞杆的导向套，它对活塞是活塞杆的导向套，它对活塞杆起导向和支承作用，为了便于磨损后进行更换，设计为可拆卸结构。杆起导向和支承作用，为了便于磨损后进行更换，设计为可拆卸结构。缸体组件包括缸筒、端盖及连接件。常见的缸体组件连接形式如图4-2-7所示。法兰式结构简单，加工和装拆方便，连接可靠。其径向尺寸和质量较大，适用于大型液压缸。螺纹式连接分外外螺纹和内螺纹两种。其特点是外径小，质量小，结构紧凑；但端部结构负责，装拆需专用工具，旋端盖时易损伤密封圈，常用与小型液压缸。拉杆式连接通用性好，缸筒加工简单，装拆方便；但端盖的体积大，质量较大，且拉杆受力

25、会产生变形。它常用与短行程液压缸。焊接式连接外形尺寸小，结构简单；但易引起焊接变形，且不可拆。它主要用于柱塞式液压缸。半环式连接分内半环和外半环两种。半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，装拆方便。开半环槽对缸筒强度有影响，常用在无缝钢管与端盖的连接。1.1.缸体组件缸体组件活塞组件由活塞、密封件、活塞杆和连接件等组成活塞组件由活塞、密封件、活塞杆和连接件等组成。如图4-2-8所示，活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹连接和半环连接形式，除此之外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等。当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大

26、的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时运动部件具有很大的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。为了防止这种危害，保证安全，必须设置缓冲装置，对伤。为了防止这种危害，保证安全，必须设置缓冲装置，对液压缸运动速度进行控制。液压缸运动速度进行控制。缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近两侧端盖时，将缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近两侧端盖时，将活塞与端盖间的部分油液封住，迫使油液从缝隙获小孔中流活塞

27、与端盖间的部分油液封住，迫使油液从缝隙获小孔中流出，从而造成回油阻力，这个阻力使移动部件减速制动，防出，从而造成回油阻力，这个阻力使移动部件减速制动，防止与端盖相撞。常见缓冲装置分为节流口可调式和节流口变止与端盖相撞。常见缓冲装置分为节流口可调式和节流口变化式，其结构原理如图化式，其结构原理如图4-2-9所示。所示。图4-2-9（a）为节流口可调式缓冲装置，当活塞上的缓冲柱塞进入端盖凹腔后，圆环形的回油腔中的油液只能通过针形节流阀流出，这就使活塞制动。调节节流阀的开口，可改变制动阻力的大小。这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。而图4-2-9（b

28、）所示为节流口变化式的缓冲装置，它的缓冲柱塞上开有变截面的轴向三角形节流槽。当活塞移近端盖时，回油腔油液只能经过三角槽流出，因而使活塞受到制动作用。随着活塞的移动，三角槽通流截面逐渐变小，阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力较小，制动位置精度高。由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气，若不排除就会使缸的运动不平稳，引起爬行和振动，严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。排气装置就是为解决此问题而设置的，常用的排气装置如图所示。排气阀和排气塞都要安装在液压缸的最高部位。应当指出，并非所有的液压缸都设置排气装置，对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将

29、通油口布置在缸筒两端的最高处，使缸中的空气随油液的流动而排走。对于速度稳定性要求较高以及较大型的液压缸，则必须设置。液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄漏。液压缸中密封设计的好坏，对液压缸的性能有着重要影响。活塞密封 是指活塞外表面与缸筒内表面之间的密封，用来防止液压缸中高压容腔的油液向低压容腔中泄漏。间隙密封 这是一种最简单的密封形式，常用在活塞直径较小、工作压力较低的液压缸中。在活塞上开出的若干道深0.3mm至0.5mm的环形槽，可以增大油液从高压腔向低压腔泄漏的阻力，从而减小泄漏。活塞环密封 这种密封是通过在活塞外表面的环形槽中放置切了口的金属

30、环来实现的。金属环依靠弹性变形紧贴在缸筒内表面上，在高温、高压和高速运动场合有很好的密封性能。缺点是制造工艺比较复杂。橡胶圈密封 这是一种结构简单、磨损后能自动补偿、并且密封性能会随着压力的加大而提高的密封方式，在工程中得到了非常广泛的应用。液压缸一般来说是标准件，但有时也需要自行设计。本节主要介绍液压缸主要尺寸的计算及强度，刚度的验算方法。液压缸的设计是在对所设计的液压系统进行工况分析、负载计算和确定了其工作压力的基础上进行的。首先根据使用要求确定液压缸的类型，再按负载和运送要求确定液压缸的主要结构尺寸，必要是需进行强度验算，最后进行结构设计。液压缸的主要尺寸包括：缸筒内径D、活塞杆直径d及

31、缸筒长度L。主要根据液压缸的负载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。1、液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定 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。机床液压传动系统使用的压力一般为28MPa，组合机床液压缸工作压力为34.5MPa，液压机常用压力为2132MPa，工程机械选用16MPa较为合适。液压缸额定压力系列见表4-2-2。2、主要尺寸的计算、主要尺寸的计算 液压缸的主要尺寸包括缸筒内径液压缸的主要尺寸包括缸筒内径D、

32、活塞杆直径、活塞杆直径d和缸筒长度和缸筒长度L。根据负载大小和液压缸的工作压力确定活塞的有效工作面积，再根据液压缸的不同结构形式计算出缸筒的内径。活塞杆直径是按受力情况决定的，可按表初步选取。缸筒长度的确定要考虑活塞最大行程、活塞厚度、导向和密封所需长度等因素。通常情况L(2030)d。计算结果要圆整成国家标准中的推荐值。主要尺寸初步确定后，还要按速度要求进行验证。同时满足力和速度的要求后才可以确定下来。液压缸工作压力与活塞杆直径 液压缸工作压力p/MPa 7 推荐活塞杆直径d (0.50.55)D (0.60.7)D 0.7D 3、强度校核、强度校核 一般情况下，液压缸筒壁厚往往由结构工艺上的要求来确定，必要时再校核其强度。中、高压液压缸一般用无缝钢管做缸筒，大多属薄壁筒，即/D0.08，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，即当/D0.3时，可用下式校核缸筒壁厚当液压缸采用铸造缸筒时，壁厚由铸造工艺确定，这时应按厚壁圆筒计算公式验算壁厚。当/D=0.080.3时，可用下式校核缸筒的壁厚式中，是缸筒内的最高工作压力；是缸筒材料的许允应力。2maxDp)13.14.0(2maxmaxppDmaxmax3 3.2pDp