1、按工作压力或设备类型确定
表3-1 液压缸工作压力与活塞杆直径
工作压力(MPa)
≤5
5～7
＞7
活塞杆直径d (0.5～0.55)D （0.6～0.7）D 0.7D
表3-2 设备类型与活塞杆直径
设备类型
磨床、珩磨、 研磨机
插、拉、刨床
钻、镗、铣床
d
(0.2～0.3)D
0.5D
0.7D
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
2
p2
D
4F1 d 2 p2 4F1
( p1 p2 ) p1 p2 p1
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
•单杆缸有杆腔进油
F2 p1 A2 p2 A1
D2
d2
4 ( p1 p2 ) 4 p1
D
4F2 d 2 p1 4F2 d 2
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
3.2.3 液压缸的结构设计
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
1. 缸筒与缸盖
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
法兰式：结构简单， 容易加工，也容易装 拆，但外形尺寸和重 量都较大，常用于铸 铁制的缸筒上。
液压马 达
2. 缸筒长度
缸筒长度由最大工作行程长度加上各种结构需 要来确定，即：
缸筒长度=最大工作行程+活塞宽度+活塞杆导 向长度+活塞杆密封长度+其他长度
液压缸 维护
液压马 达维护
活塞宽度:B=(0.6-1)D; 活塞杆导向套长度:
当D＜80mm,C=(0.6-1.0)D， 当D≥80mm,C=(0.6-1.0)d； 活塞杆密封长度，由密封方式定。
与液压马达
液压缸 类型
Y形密封圈
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压பைடு நூலகம் 达维护
第3章 液压缸 5.6 密封元件
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
V形密封圈
组合式密封
20～ 30
3～4
30～ 50
＞50
4～5 ＞5
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
3.2.2 液压缸主要尺寸的计算
（一）缸筒内径D
根据最大负载和工作压力
•单杆缸无杆腔进油
F1
p1 A1
p2 A2
D2
4
( p1
p2
)
d 4
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
半环连接式：它的缸筒壁部因 开了环形槽而削弱了强度，为 此有时要加厚缸壁，它容易加 工和装拆，重量较轻，常用于 无缝钢管或锻钢制的缸筒上。
螺纹连接式：缸筒端部结构复 杂，外径加工时要求保证内外 径同心，装拆要使用专用工具， 它的外形尺寸和重量都较小， 常用于无缝钢管或铸钢制的缸 筒上。
1
注意：圆整为标准壁厚
2.活塞杆强度校核
d
4F
[ ] b
1.4
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
3、液压缸盖固定螺栓校核
液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：
d1
5.2KF
Z
式中：
d1—螺栓底径 F —为液压缸负载； Z —为固定螺栓个数； k —为螺纹拧紧系数，k=1.25～1.5 ［σ］—为螺栓材料许用应力 ［σ］=σs/(1.2-2.5),σs为材料的屈服极限。
液压缸 维护
液压马 达维护
圆柱形环隙式缓冲装置
圆锥形环隙式缓冲装置
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
可变节流槽式 缓冲装置
可调节流孔式 缓冲装置
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、 40、45、50、55、63、70、80、90、100、110、125、140、160、 180、200、220、250、280、320、360、400
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
p— 缸的额定压力
[ ] b [σ]— 许用应力，σb— 抗拉强度
n n — 安全系数 n = 3.5～5
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
D / 10 时，为厚壁筒（铸造）
D 2
[ ] 0.4 py [ ] 1.3 py
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
第3章 液压缸 5.6 密封元件
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
第3章 液压缸 5.6 密封元件
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
O
形 密 封 圈 O形密封圈密封
第3章 液压缸 5.6 密封元件
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
D液/ 压10 马 达
3. 强度校核
1.缸筒壁厚δ
pyD 2[ ]
时，为薄壁筒（无缝钢管） 式中：py — 实验压力
液压缸 维护
液压马 达维护
{py 1.5 p py 1.25 p
( p 16MPa) ( p 16MPa)
与液压马达
液 压 缸 2、依据单杆缸往复运动的速度比
类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
4qv
v
2 1
(D2 d2)
4qv
D2 D2 d2
活塞杆直径d
D
D2
表3-3 液压缸往复速度比推荐值
v 1 v
工作压力MPa ≤10 12.5～20 ＞20
液压马 达维护
λV
1.33
1.46、2
2
活塞杆标准系列:
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
3.2.1 工作压力的确定
根据工况要求、加工条件及液压元件来源等因素 综合考虑。
表 不同负载下的工作压力
负载 /KN
＜5
5～10
10～ 20
工作压 力/MPa
≤0.8 ～1
1.5～2
2.5～3
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
3.2 液压缸的设计
液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作 机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液 压缸具有不同的用途和工作要求。设计液压缸需 要根据具体使用要求选择结构类型，按负载情况、 运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进 行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设 计。
类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
活塞一般用耐磨铸铁制成，活塞杆则不论 是实心的还是空心的,大多用钢料制成。
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
3. 缓冲装置∶
液压缸中的缓冲装置是利用活塞或缸筒在其行程 终端时在活塞和缸盖之间封住一部分油液,强迫它从小 孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力,逐渐减慢运动速度, 达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
液压马 达
液压缸 维护
液压马 达维护
拉杆连接式：结构的通用性大， 容易加工和装拆，但外形尺寸 较大，且较重。
焊接连接式：结构简单，尺寸小， 但易出现焊接变形。
第3章 液压缸 3.2 液压缸的设计
与液压马达
液 压 缸 2. 活塞与活塞杆
4. 排气装置
液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压 缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现 爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的 空气排出。
液压缸 维护
液压马 达维护
第3章 液压缸 5.6 密封元件
与液压马达
液压缸 类型
液压缸 设计
5.6.1 间隙密封：它依靠运动件间的微小间隙来防 止泄漏。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温， 但泄漏大。
( p1 p2 ) p1 p2 p1
※按国标圆整为标准尺寸
液压缸内径标准系列 8、10、12、16、20、25、32、40、50、63、80、（90）、
100、（110）、125、（140）、160、（180）、200、220、250、 320、400、500、630