液压缸的选型计算
生活就是这样，别人只看结果，自己独撑过程。
液压缸的选型计算
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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。
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机动车检验标志电子化
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。
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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.。
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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：
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缸径的确定
选择好设计压力后，即P可知的，负载大小F又是可知的，则用公式得出S受力面积，再根据受力面积计算出油缸的缸径。
按照选择原则：
①不要上高压，一般 ≤21Mpa，原因见P1/8初选液压工作压力，另外参考根据主机类型选择液压执行器的设计压力；
②缸径要小，可以降低成本；
③缸筒选标准尺寸
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选定行程S
根据设备或装置系统总体设计的要求，确定安装方式和行程S，具体确定原则如下：
A、行程S=实际最大工作行程Smax+行程富裕量△S；行程富裕△S=行程余量△S1+行程余量△S2+行程余量△S3。
B、行程富裕量△S的确定原则一般条件下应综合考虑：系统结构安装尺寸的制造误差需要的行程余量△S1、液压缸实际工作时在行程始点可能需要的行程余量△S2和终点可能需要的行程余量△S3（注意液压缸有缓冲功能要求时：行程富裕量△S的大小对缓冲功能将会产生直接的影响，建议尽可能减小行程富裕量△S）；
C、对长行程（超出本产品样本各系列允许的最长行程）或特定工况的液压缸需针对其具体工况（负载特性、安装方式等）进行液压缸稳定性的校核。
D、对超短行程（超出汉力达液压样本各系列某些安装方式许可的最短行程）的液压缸。
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选定安装方式
油缸安装方式，即油缸与设备以什么形式相连接。
01
法兰安装
适合于液压缸工作过程中固定式安装，其作用力与支承中心处于同一轴线的工况；其安装方式选择位置有端部、中部或尾部三种，如何选择取决作用于负载的主要作用力对活塞杆造成压缩（推）应力、还是拉伸（拉）应力，一般压缩（推）应力采用尾部、中部法兰安装，拉伸（拉）应力采用端部、中部法兰安装，确定采用端部、中部或尾部法兰安装需同时结合系统总体结构设计要求和长行程压缩（推）力工况的液压缸弯曲稳定性确定。
- 安装形式 -
02
铰支安装
分为尾部单（双）耳环安装和端部、中部或尾部耳轴安装，适合于液压缸工作过程中其作用力使在其中被移动的机器构件沿同一运动平面呈曲线运动路径的工况；当带动机器构件进行角度作业时，其实现转动力矩的作用力和机器连杆机构的杠杆臂与铰支安装所产生的力的角度成比例。
- 中国传统二十四节气 -
尾部单耳环安装是铰支安装工况中最常用的一种安装方式，适合于活塞杆端工作过程中沿同一运动平面呈曲线运动时，活塞杆将沿一个实际运动平面两侧不超过3°的路径工况或结构设计需要的单耳环安装工况；此时可以采用尾部和杆端球面轴承安装，但应注意球面轴承安装允许承受的压力载荷。
尾部双耳环安装适合于活塞杆端工作过程中沿同一运动平面呈曲线运动路径的工况；它可以在同一运动平面任意角度使用，在长行程推力工况必须充分考虑活塞杆由于缸的“折力”作用而引起的侧向载荷导致纵弯。
· 端部、中部或尾部耳轴安装
- 中国传统二十四节气 -
中部固定耳轴安装是耳轴安装最常用的安装方式，耳轴的位置可以布置成使缸体的重量平衡或在端部与尾部之间的任意位置以适应多种用途的需要。耳轴销仅针对剪切载荷设计而不应承受弯曲应力，应采用同耳轴一样长、带有支承轴承的刚性安装支承座进行安装，安装时支承轴承应尽可能靠近耳轴轴肩端面，以便将弯曲应力降至最小。
尾部耳轴安装与尾部双耳环安装工况相近，选择方法同上。
端部耳轴安装适合于比尾端或中部位置采用铰支点的缸更小杆径的液压缸，对长行程端部耳轴安装的缸必须考虑液压缸悬垂重量的影响。为保证支承轴承的有效承载，建议该种安装的液压缸行程控制在缸径的5倍以内。
03
脚架安装
适合于液压缸工作过程中固定式安装，其安装平面与缸的中心轴线不处于同一平面的工况，因此当液压缸对负载施加作用力时，脚架安装的缸将产生一个翻转力矩，如液压缸没有很好与它所安装的构件固定或负载没有进行合适的导向，则翻转力矩将对活塞杆产生较大的侧向载荷，选择该类安装时必须对所安装的构件进行很好的定位、紧固和对负载进行合适的导向，其安装方式选择位置有端部和侧面脚架安装两种。
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端位缓冲的选择
下列工况应考虑选择两端位缓冲或一端缓冲：
（1）液压缸活塞全行程运行，其往返动行速度大于100mm/s的工况，应选择两端缓冲。
（2）液压缸活塞单向往（返）速度大于100mm/s且运行至行程端位的工况，应选择一端或两端缓冲。
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油口类型与通径选择
01
油口类型
内螺纹式、法兰式及其他特殊型式，其选择由系统中连接管路的接管方式确定。
02
油口通径选择原则
在系统与液压缸的连接管路中介质流量已知条件下，通过油口的介质流速一般不大于5mm/s，同时注意速比的因素，确定油口通径。
举例：
液压缸型号选择，主要为液压缸的内径和使用压力。
举例说明：
行程为300MM，推力为4000KG，该选用哪种型号的液压缸？
按推力4吨，可以推算，如果油缸的使用压力设计为8MPA，则油缸内径为80，油缸型号为80*40*300-8MPA，可采用拉杆式油缸，价格低，维修方便。
如果油缸的使用压力选用16MPA，则油缸内径为60即可，油缸型号为60*35*300-16MPA，可采用焊接式或拉杆式。
建议结合机械设备的系统压力，先确定油缸的使用压力。机械设备为精加工，则系统压力选择低一些，通常在5MPA以下，如果粗加工，则系统压力选大一些。
确定了设备的系统压力，再去推算油缸的内径，再决定油缸的连接方式、安装方式、活塞杆端螺纹、安装具体尺寸等。当然油缸的安装方式与推算过程也关系，比如油缸是竖着装、水平装、还是有角度的。
2）用两个液压缸顶起重为4t的重物在铅垂方向运动，行程为2000mm，请问该如何选择液压缸？
液压缸的重要参数：缸径、行程、使用压力（或者是受力）。
缸径和使用压力是2个变量，比如缸径50，使用压力12MPA，能达到2吨受力；比如缸径63，使用压力7MPA，就能达到2吨受力。
而使用压力又取决于您的设备系统压力，系统压力看您设备加工精度，设备加工精度低，系统压力可以设置大一些。
所以要选择液压缸，首先把设备的系统压力先确定。要求在特殊情况下重物不会掉落 ---- 对油缸的内泄露较高要求，并且液压系统还要有相关配置来保证。
（1）缸速υ
缸速υ的确定与循环时间和缸的行程有关。一般推荐的速度范围是15～300mm/s。缸速过高将缩短密封的寿命。速度过低时还容易产生爬行现象，无法平稳地工作
（2）油口直径d0
油口直径d0要根据缸速及活塞面积确定。油口流速不应超过5m/s，以免压力损失过大影响缸的输出力。
来源：非标机械专栏
