液压缸的选型计算
(1)液压缸的基本组成
通常情况下,液压缸由后端盖、缸筒、活塞、活塞杆和前端盖等主要部分组成。
为防止工作介质向缸外或由高压腔向低压腔泄漏,在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设有密封装置(密封圈)。在前端盖外侧还装有防尘装置。
为防止活塞快速地运动到行程终端时撞击端盖,缸的端部还可设置缓冲装置。必要的时候,为了排气,还要设置排气装置。
(2)各部分材质介绍
1,缸筒
常用材质为20、35、45号无缝钢管,钢管经过珩磨或者滚压,达到0.4μm以内的粗糙度要求。低压油缸可采用20号钢管,高压油缸采用45号钢管。
2,活塞杆
活塞杆有实心杆和空心杆两种,空心活塞杆的一端需要留出焊接和热处理时用的通气孔
实心活塞杆材料为35、45钢,空心活塞杆材料为35、45无缝钢管。
活塞杆粗加工后调质到印度为229~285HB,必要时,再经高频淬火,硬度达45~55HRC
3,缸盖
低压用铸件,中低压用HT300灰铁,中高压用35、45号钢。
当缸盖本身又是活塞杆的导向套时,缸盖最好选用铸铁。同时,应在导向表面上熔堆黄铜、青铜或其他耐磨材料。如果采用在缸盖中压入导向套的结构时,导向套则应为耐磨铸铁、青铜或黄铜。
4,活塞
常用材料为耐磨铸铁、灰铸铁(HT300、HT350)、钢及铝合金。
活塞和活塞杆的同轴度公差值应为0.03mm
(3)液压缸选型需确定的参数
缸径D(缸筒内径)、杆径d(活塞杆直径)、行程S、使用压力P,安装方式、安装尺寸
其中最重要的是缸径、行程、使用压力.
(4)确定系统的压力
压力的选择要根据载荷大小(即F)和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。
在载荷一定的情况下,工作压力低,势必要要加大执行元件的结构尺寸,对某些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之,压力选择得太高,对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高,必然要提高设备成本。
一般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选低一些,行走机械重在设备压力要选高一些。
具体选择参考下表。
根据负载选择液压缸的设计压力:
负载/吨 | 0.5 | 0.5-1 | 1-2 | 2-3 | 3-5 | 5 |
工作压力/Mpa | 0.1-1 | 1.5-2 | 2.5-3 | 3-4 | 4-5 | 大于5 |
根据主机类型选择液压执行器的设计压力:
主机类型 | 设计压力 | |
机床 | 精加工机床,例如磨床 | 0.8-2 |
半精加工机床 | 3-5 | |
龙门刨床 | 2-8 |