由此得缸筒内径

4Rpd2? D? (m)

?(p?p0)?cmp?p0由上式计算所得的缸筒内径，需按GB/T2348-1993规定的液压缸内径尺寸系列圆整成标准值。（表3.1-2）

表3.1-2 液压缸内径尺寸系列（GB/T2348-1993） 单位：mm 8 80 10 （90） 13 16 20 125 400 25 （140） （450） 32 160 500 40 （180） 50 200 63 （220） 100 （110） 250 （280） 320 （360） 注：括号内尺寸为非优先选用者。 (2)活塞杆直径

活塞杆的直径可根据工作压力或设备类型选取，见表3.1-3和表3.4-4。当液压缸的往复运动速度比有一定要求时，可按速比?的关系式求出活塞杆的直径为

d???1D ?式中的?值过大会使无杆腔产生过大的背压，速度比?过小则活塞杆太细，稳定性不好，推荐液压缸的速度比?如表3.1-5。

表3.1-3 液压缸工作压力与活塞杆直径 液压缸工作压力p（MPa） 推荐活塞杆直径d 表3.1-4 设备类型与活塞杆直径 设备类型 活塞杆直径d 表3.1-5 液压缸往复速度比推荐值 液压缸工作压力p（MPa） 往复速度比? 以上计算所得的活塞杆直径，均需按GB/T2348-93规定的活塞杆外径尺寸系列圆整成标准值。（表3.1-6）

表3.1-6 液压缸活塞杆外径（杆径）尺寸系列（摘自GB/T2348-93）单位：mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 ≤10 1.33 1.25~20 1.46，2 >20 2 磨床、研磨机 （0.2~0.3D） 插、拉、刨床 0.5D 钻、镗、车、铣床 0.7D <5 （0.5~0.55）D 5~7 （0.6~0.7）D >7 0.7D 3.1.2.3 液压缸活塞行程的确定

液压缸活塞的行程长度，可按照执行机构实际工作的最大行程来确定，并参照表3.1-7中的系

30

列尺寸来选取标准值。

表3.1-7 液压缸活塞行程参数系列（GB/T2349-80） 单位：mm I II 25 500 40 550 240 Ш 750 2400

50 630 63 700 260 850 2600 80 800 90 900 300 950 3000 100 1000 110 1100 340 1050 3400 125 1250 140 1400 380 1200 3800 160 1600 180 1800 420 1300 200 2000 220 2200 480 1500 250 2500 280 2800 530 1700 320 3200 360 3900 600 1900 400 4000 450 650 2100 注：液压缸活塞行程参数依I、II、III次序优先选用。

3.1.2.4 活塞杆强度和液压缸稳定性计算

（1）活塞杆强度计算

活塞杆的直径d按下式进行校核

d?4F ?[?]式中，F—活塞杆上的作用力；

[?]—活塞杆材料的许用应力，[?]=?b/1.4。

（2）液压缸稳定性计算

活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。Fk的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆稳定性的校核依下式进行

F?式中，nk为安全系数，一般取nk=2~4。

当活塞杆的细长比l/rk??1Fk nk Fk?当活塞杆的细长比l/rk??1?2时

?2?2EJl2

?2时

fA

al21?()?2rkFk?式中，l为安装长度，其值与安装方式有关，见表3.1-8；rk为活塞杆横截面最小回转半径，

rk?J/A；?1为柔性系数，其值见表3-11；?2 为由液压缸支撑方式决定的末端系数，其值见表

1；E为活塞杆材料的弹性模量，对钢取E?2.06?10N/m；J为活塞杆横截面惯性矩；A为活塞杆横截面积；f为由材料强度决定的实验值，?为系数，具体数值见表3.1-9。

表3.1-8 液压缸支承方式和末端系数?2的值 支承方式 支承说明 末端系数?2 112 31

一端自由一端固定 1 4两端铰接 1 一端铰接一端固定 2 两端固定 表3.1-9 f、?、?1的值

材料 铸铁 锻铁 钢

4 f?108N/m2 5.6 2.5 4.9 ? 1/1600 1/9000 1/5000 ?1 80 110 85 3.1.2.5 液压缸缸筒长度及壁厚的确定

（1）液压缸的缸筒长度

液压缸的缸筒长度L由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞什密封长度和特殊要求的其它长度确定。其中，活塞宽度B＝(0.6~1.0)D；导向套长度C：当D<80mm时，C＝(0.6~1.0)D；当D≥80mm时，C= (0.6~1.0)d。为减小加工难度，一般液压缸缸筒长度不应大于内径的20~30倍。

（2）缸筒壁厚和外径计算

缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况。当D/??10时为薄壁，壁厚按下式进行校核

??pyD2[?]

式中，D为缸筒内径；py为缸筒试验压力，当缸的额定压力pn?16MPa时，取py=1.5pn；而当

pn?16MPa时，取py=1.25pn；[?]为缸筒材料的许用应力，[?]=?b/n，?b为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。

当D/??10时，壁厚按下式进行校核

D[?]?0.4py??(?1)

2[?]?1.3py在壁厚和内径确定的基础上，求出缸筒的计算外径：

D0?D?2?

然后圆整为标准外径。

32

3.1.2.6 液压缸缸底厚度计算

（1）如图3.1-1（a）所示的平底缸底，按下式计算： ?1?0.433D2ps [?]（2）如图3.1-1（b）所示的带孔的平底缸底，按下式计算： ?1?0.433D2psD2

(D?dk)[?]

（a） （b） （c） 图3.1-1 几种缸底结构

（3）如图3.1-1（c）所示的半球形缸底，按下式计算： ?1?Dps 4[?]式中 D2——缸底止口内径（m）； [?]——缸底材料的许用应力，[?]?； ?b——缸底材料抗拉强度（Pa）

n——安全系数，n?3

其它符号意义同前。算得的缸底厚度按有关标准的规定系列选取。

?bn(pa);

3.1.2.7 连接零件的强度计算

对于重要的液压缸，它的各部分连接零件都应进行强度计算。 （1） 缸筒和缸底焊缝强度的计算

如图3.1-2所示，其对接焊缝的应力为：

??4F?(De?d2)?22?[?]

式中F——液压缸最大推力（N）；

?——焊接效率，取?=0.7；

[?]——焊缝的许用应力（Pa）； 图3.1-2 焊接缸筒和缸底

[?]??bn?b?4200?105(pa)，取安全系数n=3.3~4。

，当采用T422焊条时，

（2） 缸盖连接螺纹的强度计算

如图3.1-3所示，缸筒和缸盖采用螺纹连接时，其强度计算如下：

螺纹处的拉力和剪应力分别为： 图3.1-3 螺纹连接的缸体

??KF(pa)

?(d12?D2)33