油缸和液压系统设计说明和计算.docx

设计说明和设计计算
1.概述
常州力安液压设备有限公司在全国同行中具有多年丰富的设计、制造、安装、调试、运行维护的经验和及时、准确的售后服务，已建立了一套完整的设计、制造、服务质量保证体系，于二零零二年通过ISO9002质量保证体系认证。
1.1液压油缸：
活塞油缸
活塞油缸材料为：42CrMo锻件，缸体粗加工后进行调质处理，性能优异，质量稳定可靠。
缸体内孔的加工工艺：我公司采用的是推镗+珩磨工艺。推镗工艺是我公司在实践中发展起来的。缸体内径尺寸公差不低于GB1800中的H8。缸体内径圆度公差应不低于GB1184中8级。内表面母线的直线度公差不大于1000:0.1，全长上不大于0.15mm。缸体法兰端面圆跳动公差不低于GB1184中8级。缸体法兰端面与缸体轴线垂直度公差不低于GB1184中7级。缸体内表面粗糙度为GB1031中Ra0.4。缸体内表面珩磨。珩磨采用美国善能公司进口珩磨机，可以提高表面质量，降低粗糙度，改善表面润滑条件，减少密封件的磨损。
b.驱动段本体
驱动段本体材料为：42CrMo锻件，调质处理。
驱动段本体达到的质量指标为：达到的加工精度要求：导向段外径公差不低于GB1801中的f7，圆柱度公差不低于GB1189中的8级，母线直线度公差不大于1000∶0.1；端面对轴心心线垂直度公差不低于GB1184中的7级；导向段表面粗糙度不低于Ra0.4μm。导向段表面镀双层铬，第一层镀0.04~0.05mm乳白铬层（有效防腐层），第二层镀0.04~0.05mm硬铬层（有效抗磨）。
c.密封件
油缸各固定密封部位选用材料为耐油橡胶的O形密封圈，其胶料硬度、间隙大小及沟槽尺寸均从GB1236中选取。油缸的动密封在高压40MPa，低压0.5MPa时均有良好的密封性能和较低的启动压力，油缸内部的动密封件均采用MERKEL密封圈，耐久性好，无论高压、低压均密封可靠，且启动压力低（＜0.5MPa），在工程上广为采用。静密封件采用PARKER公司生产的O形密封圈。油缸的动密封件有足够的抗撕裂强度，耐压32MPa并应具有耐油、防水、永久变形小、摩阻力小、无粘着、抗老化等良好性能。这些密封件的耐压性都在32MPa以上，保证使用寿命大于10年以上。
d.驱动段底盖、活塞油缸底盖
材料为：42CrMo锻件，调质处理。缸盖与相关件配合处的圆柱度公差应不低于GB1184中8级，同轴度公差应不低于7级，缸盖与缸体配合的端面与缸盖轴线垂直度公差不低于GB1184中7级，端面圆跳动公差不低于GB1184中7级。
e.导向带
导向带材料采用德国知名品牌MERKEL公司的复合材料，导向面配合尺寸公差不低于GB1800中的H8与GB1801中f7，导向面、配合面的圆柱度公差不低于GB1184中8级，导向面与配合面的同轴度公差不低于GB1184中8级，导向面粗糙度不低于GB1031中Ra0.4。
f.驱动段后膨胀管
驱动段后膨胀管材料：304，螺纹T460X16和YS420X16采用GB197中精度等级7A。

2设计计算
2.1液压缸计算
活塞油缸产生推力计算
计算输入试验压力Py=31.5MPa缸径D=605mm杆径d=430mm计算公式Fmax=Py*【π·（D2-d2）】/4计算结果推力（试验压力下）Fmax=4481KN
驱动段本体产生推力计算
计算输入试验压力Py=30MPa缸径D=340mm计算公式Fmax=Py·(π·D2)/4计算结果推力（试验压力下）Fmax=2723.8KN

活塞油缸壁厚计算
计算输入缸体材料42CrMo锻件缸体屈服强度σS≥550MPa材料安全系数n=2.5缸体许用应力〔σ〕≤220MPa缸内最大压力：Pmax=31.5MPa缸径D=605mm计算公式δ=PmaxD/【2·〔σ〕】按薄壁公式计算计算结果缸体要求最小壁厚δ=43.3mm备注选择原材料为Φ715×65mm。加工后，缸体净壁厚为50mm。
驱动段本体壁厚计算
计算输入驱动段本体材料42CrMo锻件驱动段本体材料的屈服强度σS≥550MPa材料安全系数n=2.5缸体许用应力〔σ〕≤220MPa缸内最大压力：Pmax=30MPa缸径D=340mm计算公式δ=PmaxD/【2·〔σ〕】按薄壁公式计算计算结果缸体要求最小壁厚δ=23.2mm备注选择原材料为Φ445×60mm。加工后，缸体净壁厚为40~45mm。

活塞缸体强度校核
计算输入缸内最大压力P=31.5MPa缸径D=605mm杆径d=430mm缸体中心直径D1=655mm缸体壁厚δ=50mm计算公式σzh1=（σz12+σh12-σz1σh1）0.5
σz1=P（D2-d2）/4D1δ
σh1=PD1/2δ计算结果纵向应力σz1=43.55MPa环向应力σh1=206.3MPa合成