邵阳学院毕业设计论文
对一般的液压缸，最小导向长度H 应满足以下要求
LD180125????71.5mm H?（3-9） 202202
式中L——液压缸的最大行程;
D——液压缸内径。
活塞的厚度B 一般取B=(0.6~1.0)D；缸盖滑动支承面的长度l1，根据液压缸内径 而定;
当D>80mm时，取ι1=（0.6~1.0）D； 当D>80mm时，取ι1=（0.6~1.0）d。 对一级缸最小导向长度
H?LD180125????71.5mm， 202202?0.7?90?63mm
活塞宽度及滑动支承面的长度l1
l1?0.7dB?0.6D?0.6?160?96mm
因l1?B?63?96?159mm?2H?143mm，故无需设计隔套。 对二级缸最小导向长度
LD400250????145mm H?202202活塞宽度及滑动支承面的长度l1
l1?0.7d?0.6?160?96mm
B?0.6D?0.6?250?150mm
为保证最小导向长度H，在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。 隔套的长度
（7） 缸体长度的确定
液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形尺寸长度还要考虑到两端缸盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~40倍。
一级缸缸体内部长度L1?t3?t4?572?45?45?662mm （3-10）
L1?L?B?180?96?276mm （3-11）
因液压缸为伸缩缸，故其外形尺寸长度由二级缸的活塞杆长度而定。 二级缸缸体内部长度
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L1?L?B?C?400?150?22?572mm （3-12）
缸体外形尺寸为
L1?t3?t4?572?45?45?662mm (3-13）
（8）活塞杆稳定性的验算
因两级液压缸支承长度LB<10d，故无须考虑活塞杆弯曲稳定性。
液压缸支承长度LB是指活塞杆全部外伸时，液压缸支承点与活塞杆前端连接处之间的距离：d为活塞杆直径。
3.2.2 定位缸及其主要尺寸的确定 （1） 液压缸工作压力的确定
液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件的不同，通常采用的压力范围也不同。设计时用类比法来确定。由于轴承压装机属于工程机械，参见手册1（《液压系统设计简明手册）》，定位缸的压力取
2．0/Mpa。
（2） 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定
初步确定定位缸的结构形式为柱塞缸，如下图所示，成对布置，靠轮对的自重使其复位，而柱塞液压缸在回油路上无背压。
图3.7 柱塞式液压缸
? 由公式：=F+Ff 可得: （3-14）
4P1其中: D－－液压缸柱塞直径
p1－－液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力; F工作循环中的最大的外负载；
Fζ－－液压缸密封处的摩擦力，它的精确值不容易求得，常用液压缸的
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机械效率?cm进行估算。
?cm－－液压缸的机械效率，一般?cm=0.9-0.97。
而由所知道的数据来看，工作外负载F=4900 KN，参见手册2（《液压气动系统设计手册》）可得，柱塞密封选取的是U型密封圈，在前缸盖处安装了FA型防尘圈，所以密封处的摩擦力约为工作负载的0.3倍。而机械效率这里选取的是0.9，则：
D=4?F3.14?2?106?0.9==4?(4900?0.3?4900)?67.14mm 63.14?2?10?0.9由计算得到的数据，根据液压缸活塞杆直径系列（GB2348-80）再结合实际，圆整为70mm。
因为选取的是柱塞型液压缸，根据参考书3（《袖珍液压气动设计手册》）柱塞缸的柱塞与缸壁之间的距离一般为3到10mm，这里考虑到柱塞的直径很大，工作的时候需要的力比较大，所以选取液压缸的缸内径为80 mm，即柱塞与缸壁之间距离为5 mm。
（3） 液压缸壁厚和外径的计算和选取
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处，从材料力学可知，承受内压力的圆桶，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。
液压缸的内径D与其壁厚δ的比值D/δ?10的圆筒称为薄壁圆筒，起重运输机
械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按下面的公式计算：
??PyD （3-15） 2[?]式中：δ---液压缸的壁厚（m）； D---液压缸的内径（m）；
Py---试验压力，一般取最大工作压力的（1.25～1.5）倍（Mpa）； [σ]---缸筒材料的许用压力，其值为：锻钢：[σ]=110～120/Mpa；
铸钢：[σ]=100～110 /Mpa；无缝钢管：[σ]=100～110 /Mpa； 高强度铸铁：[σ]=60 /Mpa；灰铸铁：[σ]=25 /Mpa。
在中低压液压系统中，按上式子计算出来的液压缸的壁厚往往比较小，使缸体的刚度往往很不够，因此按经验选取，在这里选取15/mm。 液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径为D1：
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D1≥D+2δ
式中D1值应该按无缝钢管标准，选取110 /mm。
（4）液压缸工作行程的确定
液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，在这里，柱塞缸的工作行程为140/mm。属于活塞行程参数系列（GB2349-80）的第2优先组。
（5） 缸盖厚度的确定
一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。
无孔时：
t?0.433D2Py[?] （3-16）
有孔时：
t?0.433D2PyD2 （3-17）
[?](D2?do)式中：t--缸盖的有效厚度（m）； D1---缸盖上口内径（m）；
do---缸盖孔的直径（m）。
这里按经验选取缸盖厚度为25/mm。
（6） 最小导向长度的确定
当活塞杆全部外伸时，从活塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性。
由于选取的是柱塞缸，导向长度相对来说要加长点，这里选取导向长度为
70/mm。
（7）缸体长度的确定
液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸的缸体长度不应当大于内径的20～30/倍。这里，缸体长度取250/mm，没有超出规定的要求。
（8）计算液压缸主要零件的强度和刚度
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由于柱塞直径D与其壁厚δ的比值小于10，所以这里用厚壁筒强度计算公式估计：
??p[?]?0.4p （3-18）
2[?]?1.3p代入数值，计算：
70105?0.4?2?1.5?177mm
2105?1.3?2?1.5所以壁厚完全符合要求。
活塞杆强度校核：当活塞杆长度l?10d时，按强度条件校核活塞杆直径d
4F1d? （3-19）
?[?]式中： F1---活塞杆推力（N）；
[σ]---活塞杆材料的许用应力（Mpa）； 代入数值，计算：
4?4900?59.4mm
??105而柱塞的直径为70/mm，所以符合活塞杆的强度要求。
3.2.3 夹紧缸及其主要尺寸的确定 （1） 液压缸工作压力的确定
夹紧缸主要起到的是径向的推力，从而推动顶杆，使之夹紧轮对，这里夹紧缸的工作压力最大不超过2.5/ Mpa。选取2.0/Mpa计算。
（2） 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定
夹紧缸选取的结构形式为单活塞杆式液压缸，采取头部法兰连接。 夹紧缸在回油路上没有背压，可不考虑背压的影响。
由公式：
?
4DP1?F?2?4(D2?d2)P2?FFC （3-20）
式中：D－－液压缸柱塞直径
P1－－液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力;
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