城南学院 PT=1.5?P=6MP 依据为：
液压缸有限元分析
C.耐压试验压力PT，是液压缸在检查质量时需承受的试验压力。在规定时间内，液压缸在此压力PT下，全部零件不得有破坏或永久性变形等异常现象。 各国规范多数规定为：
当 额定压力Pn?16MPa时
因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。
以上所用公式中各量的意义解释如下： 式中 D——缸筒内径（m)； D1——缸筒外景（m)； Pn——液压缸的额定压力(MPa);
PPL——缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa); PT——液压缸耐压试验压力(MPa); PE——缸筒发生爆裂时压力(MPa); ?B——缸筒材料的抗拉强度(MPa); ?S——缸筒材料的屈服强度(MPa); E——缸筒材料的弹性模数(MPa); ?—— 缸筒材料的泊桑系数 钢材：?=0.3
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PT?1.5Pn （MPA) (23.1-2)
城南学院 ⑤、缸筒的加工要求
液压缸有限元分析
缸筒内径D采用H7级配合，表面粗糙度Ra为0.16，需要进行研磨； 热处理：调制，HB?240；
缸筒内径D的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半； 刚通直线度不大于0.03mm；
油口的孔口及排气口必须有倒角，不能有飞边、毛刺； 在缸内表面镀铬，外表面刷防腐油漆。
2.2.2-法兰设计
①、（缸筒端部）法兰厚度计算 法兰厚度根据下式进行计算： h?4Fb?10?3 （m）
?(?a?dL)[?] (23.3-16)
式中 F——法兰在缸筒最大内压下，所承受的轴向力（N）； ?a——法兰外圈半径（m）。 其余符号代表的意义见图23.3-3。
首先来计算法兰在最大内压的情况下受到的压力F： 在流量的计算中已经得出活塞的面积是：
2 ?/4=50.27?10?4mA1=D2×缸壁厚度计算中得出最大压强：
Pmax=4?1.5=6MP
所以法兰承受的最大压力为： F=Pmax?A1=30162N 接下来选取其它参数：
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城南学院 r=52mm dL=6mm
液压缸有限元分析
b=5mm
许用应力在选取材料的时候给出： [?]=?s/n=360/5=72MP
将以上各量带入式23.3—16得到： h=7.6mm
为保证安全，取法兰厚度为8mm。
②、（缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 螺栓强度根据下式计算： 螺纹处的拉应力 ??KF?4?106 （MPa) (23.3-20)
d12Z螺纹处的剪应力
K1KFd0 ???10?6 （MPa) (23.3-21) 30.2d1Z合成应力
????2?3?2?[?]（MPa) (23.3-22) 最大推力为： F=30162N
使用15个螺栓紧固缸盖，即： Z=15
螺纹外径和底径的选择：
d0=6mm d1=4.8mm
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城南学院 系数选择：
考虑到载荷可能有变化，为了安全，选取： K=3
K1=0.12
液压缸有限元分析
式中 F——缸筒端部承受的最大推力（N） D——缸筒内径（m) d0——螺纹外径（m) d1——螺纹底径（m) K——拧紧螺纹的系数
不变载荷 取K=1.25-1.5； 变载荷 取K=2.5-4
K1——螺纹连接的摩擦系数K1=0.12； [?]——缸筒材料的许用应力（MPa） [?]??S/n
?S——缸筒材料的屈服强度（MPa） n——安全系数取 n=1.5-2.5。
根据式23.3—20得到螺纹处的拉应力为：
?=333.32MP
根据式23.3—21得到螺纹处的剪应力为：
?=196.37MP
根据式23.3—22得到合成应力为：
?n=476.25MP
由以上运算结果知，应选择螺栓等级为12.9级： 查表的得：抗拉强度极限?b=1220MP 屈服极限强度?s=1100MP
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城南学院 不妨取安全系数n=2 可以得到许用应力值： [?]=?s/n=1100/2=550MP 再次使用式23.3—22得到：
?n ?[?]成立
液压缸有限元分析
证明选用螺栓等级合适。
2.2.3 活塞设计
①、活塞结构的设计
活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，所以在此选用整体式活塞。
此整体式活塞中，密封环和导向套是分槽安装的。
②、活塞的密封
选用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能：
㈠、降低摩擦阻力，无爬行现象；
㈡、具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长； ㈢、安装沟槽简单，拆装简便。
这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙，因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸筒的加工要求。 ③、活塞的材料
选用高强度球墨铸铁QT600-3 ④、活塞的尺寸及加工公差
选择活塞厚度为活塞杆直径的1倍，因为活塞杆直径是56mm（这个在后面的活塞杆设计中会给出解释），所以活塞的厚度为56mm。
活塞的配合因为使用了组合形式的密封器件，所以要求不高，这里不加叙述。 活塞外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，断面与轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度不大于外径公差之半。
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