液压油缸设计计算公式.docx
《液压油缸设计计算公式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压油缸设计计算公式.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
液压油缸设计计算公式
液压油缸的主要设计技术参数
一、液压油缸的主要技术参数：
1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。
2. 进出口直径及螺纹参数
3.活塞杆直径；
4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以1.5，高于16乘以1.25
5.油缸行程；
6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。
7.油缸的安装方式；
达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。
应该说是合格与不合格吧？
好和合格还是有区别的。
二、液压油缸结构性能参数包括：
1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。
液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面：
1.最低启动压力：
是指液压缸在无负载状态下的最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配精度以及密封摩擦力大小的综合指标；
2.最低稳定速度：
是指液压缸在满负荷运动时没有爬行现象的最低运动速度，它没有统一指标，承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也不相同。
3.内部泄漏：
液压缸内部泄漏会降低容积效率，加剧油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置，也因此它是液压缸的主要指标之。
液压油缸常用计算公式
液压油缸常用计算公式
项 目
公 式
符号意义
液压油缸面积（cm2）
A=πD2/4
D：
液压缸有效活塞直径（cm）
液压油缸速度（m/min）
V=Q/A
Q：
流量（l/min）
液压油缸需要的流量（l/min）
Q=V×A/10=A×S/10t
V：
速度（m/min）
S：
液压缸行程（m）
t：
时间（min）
液压油缸出力（kgf）
F=p×A
F=（p×A）－（p×A）
（有背压存在时）
p：
压力（kgf/cm2）
泵或马达流量（l/min）
Q=q×n/1000
q：
泵或马达的几何排量（cc/rev）
n：
转速（rpm）
泵或马达转速（rpm）
n=Q/q×1000
Q：
流量（l/min）
泵或马达扭矩（N.m）
T=q×p/20π
液压所需功率（kw）
P=Q×p/612
管内流速（m/s）
v=Q×21.22/d2
d：
管内径（mm）
管内压力降（kgf/cm2）
△P=0.000698×USLQ/d4
U：
油的黏度（cst）
S：
油的比重
L：
管的长度（m）
Q：
流量（l/min）
d：
管的内径（cm）
液压常用计算公式
项 目
公 式
符号意义
液壓缸面積（cm2）
A=πD2/4
D：
液壓缸有效活塞直徑（cm）
液壓缸速度（m/min）
V=Q/A
Q：
流量（l/min）
液壓缸需要的流量（l/min）
Q=V×A/10=A×S/10t
V：
速度（m/min）
S：
液壓缸行程（m）
t：
時間（min）
液壓缸出力（kgf）
F=p×A
F=（p×A）－（p×A）
（有背壓存在時）
p：
壓力（kgf/cm2）
泵或馬達流量（l/min）
Q=q×n/1000
q：
泵或马达的幾何排量（cc/rev）
n：
转速（rpm）
泵或馬達轉速（rpm）
n=Q/q×1000
Q：
流量（l/min）
泵或馬達扭矩（N.m）
T=q×p/20π
液壓所需功率（kw）
P=Q×p/612
管內流速（m/s）
v=Q×21.22/d2
d：
管內徑（mm）
管內壓力降（kgf/cm2）
△P=0.000698×USLQ/d4
U：
油的黏度（cst）
S：
油的比重
L：
管的長度（m）
Q：
流量（l/min）
d：
管的內徑（cm）
非标液压、机电、试验、工控设备开发研制。
液压缸无杆腔面积A=3.14*40*40/10000000（平方米）=0.005024（平方米）
泵的理论流量Q=排量*转速=32*1430/1000000 （立方米/分）=0.04576（立方米/分）
液压缸运动速度约为V=0.95*Q/A=0.104 m/min
所用时间约为T=缸的行程/速度=L/V=0.8/0.104=8 （秒）
上面的计算是在系统正常工作状态时计算的,如果溢流阀的安全压力调得较低,负载过大,液压缸的速度就没有上面计算的大,时间T就会增大.
楼主应把系统工作状态说得更清楚一些.其实这是个很简单的问题:
你先求出油缸的体积,会求吧,等于:
4021238立方毫米;然后再求出泵的每分钟流量,需按实际计算,效率取92%（国家标准）,得出流量为:
32X1430X1000X92%=42099200立方毫米;两数一除就得出时间:
0.0955分钟,也就是5.7秒,至于管道什么流速什么的东西根本不要考虑,影响比较少.
油缸主要尺寸的确定方法
1．油缸的主要尺寸
油缸的主要尺寸包括：
缸筒内径、活塞缸直径、缸筒长度以及缸筒壁厚等。
2．主要尺寸的确定
（1）缸筒直径的确定
根据公式：
F=P×A，由活塞所需要的推力F和工作压力P可求得活塞的有效面积A，进一步根据油缸的不同结构形式，计算缸筒的直径D。
（2）活塞杆尺寸的选取
活塞杆的直径d，按工作时的受力情况来确定。
根据表4-2来确定。
（3）油缸长度的确定
油缸筒长度=活塞行程+活塞长度+活塞导向长度+活塞杆密封及导向
长度+其它长度。
活塞长度=（0.6—1）D；活塞杆导向长度=（0.6—1.5）d。
其它长度指一些特殊的需要长度，如：
两端的缓冲装置长度等。
某些单活塞杆油缸油时提出最小导向程度的要求，如：
H≥L/20+D/2。
∙液压设计常用资料
∙ 时间：
2010-8-2714:
17:
02
∙径向密封沟槽尺寸
O形密封圈截面直径d2
1.80
2.65
3.55
5.30
7.00
沟槽
宽度
b
气动动密封
2.2
3.4
4.6
6.9
9.3
液压动密封
和
静密封
b
2.4
3.6
4.8
7.1
9.5
b1
3.8
5.0
6.2
9.0
12.3
b2
5.2
6.4
7.6
10.9
15.1
沟
槽
深
度
t
活塞密封
（计算d3用）
液压动密封
气动动密封
静密封
1.42
2.16
2.96
4.48
5.95
1.46
2.23
3.03
4.65
6.20
1.38
2.07
2.74
4.19
5.67
活塞杆密封
（计算d6用）
液压动密封
气动动密封
静密封
1.47
2.24
3.07
4.66
6.16
1.57
2.37
3.24
4.86
6.43
1.42
2.15
2.85
4.36
5.89
导角长度zmin
1.1
1.5
1.8
2.7
3.6
槽底圆角半径r1
0.2～0.4
0.4～0.8
0.8～1.2
槽棱圆角半径r2
0.1～0.3
∙
沟槽尺寸计算方法
活塞密封沟槽：
d3max=d4min-2t
活塞杆密封沟槽：
d6min=d5max+2t
∙轴向密封沟槽尺寸
O形密封圈截面直径d2
1.80
2.65
3.55
5.30
7.00
沟槽宽度b
2.6
3.8
5.0
7.3
9.7
沟槽深度h
1.28
1.97
2.75
4.24
5.72
槽底圆角半径r1
0.2～0.4
0.4～0.8
0.8～1.2
槽棱圆角半径r2
0.1～0.3
∙
沟槽尺寸计算方法
受内压的沟槽形式：
d7=d1-2d2
受外压的沟槽形式：
d8=d1
∙沟槽各尺寸公差
∙沟槽及与O形圈配合表面的表面粗糙度
O形圈使用范围
∙注：
▲为推荐使用密封形式
字母代号
∙d1—O形圈内径
d2—O形圈截面直径
d3—O形圈沟槽内径（活塞密封时，沟槽底直径）
d4—缸孔直径
d5—活塞杆直径
d6—O形圈沟槽外径（活塞杆密封时，沟槽底直径）
d7—轴向密封时沟槽外径（受内压）
d8—轴向密封时沟槽内径（受外压）
d9—活塞直径（活塞密封）
d10—O形圈截面直径
b—O形圈沟槽宽度
b1—加1个挡圈的O形圈沟槽宽度
b2—加2个挡圈的O形圈沟槽宽度
z—导角长度
r1—槽底圆角半径
r2—槽棱圆角半径
2g—径向间隙
油缸组合密封结构尺寸
活塞密封
∙活塞杆密封
∙
∙
∙支撑环及防尘圈选用尺寸
∙
粗牙螺栓的保证载荷和最小拉力载荷（GB3098.1-82）
细牙普通螺纹基本尺寸计算表
螺栓、螺钉和螺柱的力学性能（GB3098.1-82）
注：
1.表面硬度不应比芯部硬度高出30个维式硬度值，但10.9级的表面硬度应不大于390HV30。
伺服油缸用拉杆螺（纹）栓拧紧力矩（Rexroth）
管道参数
一.管道内油流速度
流速计算V=Q/A=21.2314Q/d2（m/S）
Q—流量（L/min） d—管子内径（mm）
1. 吸油管道：
V≤1.5～2m/S（一般常取1m/S以下）
2. 压力油管道：
V≤2.5～5m/S（压力高时取大值，压力低时取小值；管道长时取
小值，管道短时取大值；油粘度大时取小值）。
3. 管道及局部收缩处取：
V=5～7m/S
4. 回油管道：
V≤1.5～2.5m/S
∙二.壁厚计算
δ=Pg*d/（2「σ」） （mm）
Pg—公称压力（Kg/cm2）
d—管子内径（mm）
「σ」—许用应力（Kgcm2） 对于钢管「σ」=σb/n （n=4～8）
三.钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及推荐流量表（JB827-66）
四.弯曲半径
最小弯曲半径：
R≥10D（D—钢管外径）
∙五.管道支架间距（直管部分）
液压油物理化学性质
一.常用液压油
一.常用液压油
1.运动粘度：
液体在同一温度下的动力粘度与该液体密度的比值ν。
1cSt=1mm2/S
2.动力粘度：
单位面积上的粘性力，即内摩擦阻力与垂直于该面上的速度变化率成比例，其比例常数μ即动力粘度。
1kgf/m2=98.066P=9.80665PaS、1P=0.1PaS=0.1N.S/m2
3.粘度指数：
∙
∙
4.温度膨胀：
体积：
ΔVt=V（1+αVΔt）（mL）
密度：
ρt=ρ（1+αVΔt）（g/mL）
αV=（8.5～9.0）×10-4/℃，平均取αV=8.7×10-4/℃
5.热导率：
液体内热传递的难易程度：
Qn=λA（t2-t1）/L（W）
A—传热面积（m2）、L—与热流成直角方向的物质厚度（m）
λ=0.116～0.151（W/m.K）
6.弹性模量：
β=1/K=-ΔV/（V*Δp）（MPa-1）
K≈（1.2～2）×103MPa，实际（油混气）工程中取（0.7～1.4）×103MPa
∙7.比热容：
作动器缸径D、杆径d、速度比Ψ及输出力F1（单杆）/F2（双杆）
进油压力21MPa，回油压力0,A1—无杆腔工作面积，A2—有杆腔工作面积，Ψ=A1/A2
作动器常用安装形式
液压、气动和元件结构及尺寸
常用液压公式
1.泵和马达
a.几何流量QL=q×n÷1000（L/min）
q—几何排量（mL/rev）
n—轴转速（rev/min）
b.液压功率N=QL×PS÷61.2η（KW）
QL—流量（L/min）
PS—压力（MPa）
η—效率
c.轴功率N=ML×n÷9550（KW）
ML—轴扭矩（Nm）
n—轴转速（rev/min）
2.油缸
a.几何流量QL=A×VL÷1000 （L/min）
A—有效面积（cm2）
vL—活塞速度（cm/S）
b.理论推力F=A×PS×100（N）
A—有效面积（cm2）
PS—压力（MPa）
∙常用密封件材料适用的介质和使用温度范围
普通工制粗牙螺纹扭紧力矩
液压缸工作压力确定
负载（KN）
0~70
70~140
140~250
>250
缸工作压力（bar）
60
100~140
180~210
320
活塞杆直径d与缸筒内径D的计算
受拉时：
d=（0.3~0.5）D
受压时：
d=（0.5~0.55）D （p1<5mpa）
d=（0.6~0.7）D （5mpa d=0.7D （p1>7mpa）
缸筒最薄处壁厚：
δ≥pyD/2（σ）
δ—缸筒壁厚；D—缸筒内径；
py—缸筒度验压力，当额定压Pn>160x105Pa时，Py=1.25Pn；
（σ）—缸筒材料许用应力。
（σ）=σb/n。
活塞杆的计算
直径强度校核：
d≥[4F/π（σ）]1/2
d—活塞杆直径；F—液压缸的负载； （σ）—活塞杆材料许用应力，（σ）=σb/n。
液压缸缸筒长度的确定
缸筒长度根据所需最大工作行程而定。
活塞杆长度根据缸筒长度而定。
对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。
液压缸的计算
工作日记2007-06-2709:
03:
59阅读1199评论1 字号：
大中小 订阅
使用压力 类别名称 对应油缸
7Mpa 低压液压缸
14Mpa 中压液压缸 CX,HO,RO系列
21Mpa 高压液压缸 HRO系列
常用计算公式：
示意图计算公式
推力：
F1=A1×P1×Q （kgf）
拉力：
F2=A2×P2×Q （kgf）
推侧活塞受压面积：
A1=πD2/4=0.785D2 （C㎡）
拉侧活塞受压面积：
A2=π（D2-d2）/4 =0.785（D2-d2） （C㎡）
液压缸内径，即活塞直径：
D（cm）
活塞杆直径：
d （cm）
推侧压力：
P1（kgf/C㎡）
拉侧压力：
P2（kgf/C㎡）
效率：
Q
注：
1：
油缸实际出力低于理论出力
2：
效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60%
缸油分类说明：
使用压力类别名称对应油缸
7Mpa 低压液压缸MO系列
14Mpa 中压液压缸 CX,HO,RO系列
21Mpa 高压液压缸 HRO系列
常用计算公式：
计算公式
推力：
F1=A1×P1×Q （kgf）
拉力：
F2=A2×P2×Q （kgf）
推侧活塞受压面积：
A1=πD2/4=0.785D2 （C㎡）
拉侧活塞受压面积：
A2=π（D2-d2）/4 =0.785（D2-d2） （C㎡）
液压缸内径，即活塞直径：
D （cm）
活塞杆直径：
d （cm）
推侧压力：
P1（kgf/C㎡）
拉侧压力：
P2（kgf/C㎡）
效率：
Q
注：
1：
油缸实际出力低于理论出力
2：
效率，在惯性力小的场合取80%，惯性力大的场合取60%
项 目
公 式
符号意义
液壓缸面積（cm2）
A=πD2/4
D：
液壓缸有效活塞直徑（cm）
液壓缸速度（m/min）
V=Q/A
Q：
流量（l/min）
液壓缸需要的流量（l/min）
Q=V×A/10=A×S/10t
V：
速度（m/min）
S：
液壓缸行程（m）
t：
時間（min）
液壓缸出力（kgf）
F=p×A
F=（p×A）－（p×A）
（有背壓存在時）
p：
壓力（kgf/cm2）
泵或馬達流量（l/min）
Q=q×n/1000
q：
泵或马达的幾何排量（cc/rev）
n：
转速（rpm）
泵或馬達轉速（rpm）
n=Q/q×1000
Q：
流量（l/min）
泵或馬達扭矩（N.m）
T=q×p/20π
液壓所需功率（kw）
P=Q×p/612
管內流速（m/s）
v=Q×21.22/d2
d：
管內徑（mm）
管內壓力降（kgf/cm2）
△P=0.000698×USLQ/d4
U：
油的黏度（cst）
S：
油的比重
L：
管的長度（m）
Q：
流量（l/min）
d：
管的內徑（cm）
液压常用公式
工作日记2009-04-1417:
29:
44阅读119评论0 字号：
大中小 订阅
液压常用计算公式
项 目
公 式
符号意义
液压缸面积（cm2）
A=πD2/4
D：
液压缸有效活塞直径（cm）
液压缸速度（m/min）
V=Q/A
Q：
流量（l/min）
液压缸需要的流量（l/min）
Q=V×A/10=A×S/10t
V：
速度（m/min）
S：
液压缸行程（m）
t：
时间（min）
液压缸出力（kgf）
F=p×A
F=（p×A）－（p×A）
（有背压存在時）
p：
压力（kgf/cm2）
泵或马达流量（l/min）
Q=q×n/1000
q：
泵或马达的几何排量（cc/rev）
n：
转速（rpm）
泵或马达转速（rpm）
n=Q/q×1000
Q：
流量（l/min）
泵或马达扭矩（N.m）
T=q×p/20π
液压所需功率（kw）
P=Q×p/612
管內流速（m/s）
v=Q×21.22/d2
d：
管內徑（mm）
管內压力降（kgf/cm2）
△P=0.000698×USLQ/d4
U：
油的黏度（cst）
S：
油的比重
L：
管的長度（m）
Q：
流量（l/min）
d：
管的內径（cm）
长度
mm（毫米）
cm（厘米）
m（米）
in（英寸）
ft（英尺）
yd（码）
1
0.1
0.001
0.03937
0.003281
0.001094
0.1
1
0.01
0.3937
0.03281
0.01094
1000
100
1
39.37
3.281
1.0936
25.4
2.54
0.0254
1
0.08333
0.02778
304.8
30.48
0.3048
12
1
0.3333
914.4
91.44
0.9144
36
3
1
重量
kg（公斤）
ton（公吨）
lb（磅）
1
0.001
2.20462
1000
1
0.00220462
0.453593
0.0004536
1
面积
m2
cm2
mm2
in2
1
10000
1000000
1550
0.0001
1
100
0.155
0.000001
0.01
1
0.00155
0.000645
6.4516129
645.1613
1
容积
L（公升）
cc（cm3）
gal（美制加仑）
in3
1
1000
0.264178
61.026
0.001
1
0.000264178
0.061026
3.78533
0.0037853
1
231
0.016387
16.387
0.004329
1
力
N（牛顿）
kgf
1
0.1019716
9.80665
1
压力
bar
kgf/cm2
Mpa
psi（lb/in2）
1
1.0197162
0.1
14.5
0.980665
1
0.0980665
14.22
10
10.197162
1
145.03263
0.06895
0.7031
0.006895
1
力矩
N.m
kgf.m
lb.in
1
0.1019716
8.85072
9.80665
1
86.79589
0.112985
0.0115213
1
马力
kw
HP
1
1.3404826
0.746
1
动力黏度
m2/s
cSt（mm2/s）
St（cm2/s）
1
1,000,000
10,000
0.000001
1
0.01
0.0001
100
油箱
油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。
油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤
升级会员 