理论教育 液压缸尺寸计算方法详解

液压缸尺寸计算方法详解

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:液压缸的缸筒壁厚和外径的计算。液压缸的壁厚,一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。区别依据是液压缸的内径D 与其壁厚δ 的比值。为了设计方便,提供一些常见材料许用应力范围,供估计取值。

液压缸尺寸计算方法详解

液压缸的缸筒壁厚和外径的计算。

1.缸筒壁厚δ

缸筒壁厚(以下简称壁厚)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的厚度。从材料力学所学内容可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。区别依据是液压缸的内径D 与其壁厚δ 的比值。

当D/δ≥10 或(δ/D≤0.08)时,称为薄壁圆筒。起重运输机械和较多工程机械的液压缸,一般用无缝钢管材料制作,大多属于薄壁圆筒结构。其壁厚按薄壁圆筒公式计算为

式中:δ 为液压缸最薄处壁厚,单位为m;D 为液压缸内径,单位为m;pmax通常取试验压力,一般取最大工作压力的1.25~1.5 倍,单位为MPa;[σ]为缸筒材料的许用应力,[σ]=Rm/n,Rm为材料抗拉强度,n 为安全系数,一般取n=5。为了设计方便,提供一些常见材料许用应力范围,供估计取值。例如,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。(公式字母GB/T 228.1—2010 与GB/T 228—2002 新旧对照节选提示:Rm是原σb;ReL是原σs;本章后面相同)

在中低压液压系统中,按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小,使缸体的刚度往往严重不足,另外在切削加工过程中会产生变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不进行计算,按经验考虑满足加工、安装和工作要求等尺寸和结构需要选取,往往取较大值,必要时按上式进行校核。

当D/δ<10(或δ/D≥0.3)时,应按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算。(www.daowen.com)

对脆性及塑性材料的计算公式为

式中各字母的意义同式(3-1)。

根据材料力学的内容可知,当0.3≥δ/D≥0.08 时,属于特殊情况,此时壁厚的计算公式为

液压缸壁厚算出后,除简易设备能够直接使用无缝钢管外,其他不同设备的液压缸缸筒在确定各部分具体的结构尺寸时,还应该充分考虑满足加工、安装和工作等空间结构需要。在确定缸筒外径时,按有关标准圆整为标准值,通常取值会增大。若缸筒和端盖采用半环连接,壁厚则取缸筒厚度最小处的值进行校核。

2.缸筒的外径D1

根据计算出的壁厚,即可求出缸筒的外径D1

式中:D1为缸筒的外径,单位为m,D1应按无缝钢管标准,或按有关标准圆整为标准值。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈