液压与气压传动教程 液压技术 第4章 液压执行元件(9)

图4-19油缸的导向长度

K—隔套

对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式：

H≥L/20+D/2 (4-35)

式中：L为液压缸最大工作行程(m);D为缸筒内径(m)。

一般导向套滑动面的长度A，在D＜ 80mm时取A=(0.6-1.0)D,在D＞ 80mm时取A=(0.6-1.0)d；活塞的宽度B则取B=(0.6-1.0)D。为保证最小导向长度，过分增大A和B都是不适宜的，最好在导向套与活塞之间装一隔套K，隔套宽度C由所需的最小导向长度决定，即：

C=H- (4-36)

采用隔套不仅能保证最小导向长度，还可以改善导向套及活塞的通用性。

3.强度校核 对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径，在高压系统中必须进行强度校核。

δ＞=ptD/2［σ］ (4-37)

式中：D为缸筒内径；pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力pn≤16MPa时，取pt=1.5pn，pn为缸生产时的试验压力;当pn＞16MPa时，取

pv=1.25 pn;［σ］为缸筒材料的许用应力，［σ］=σb/n,σb为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。

当D/σ＜10时为厚壁，壁厚按下式进行校核：

δ≥ (4-38)

在使用式(4-37)、式(4-38)进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，δ应取缸筒壁厚最小处的值。

(2)活塞杆直径校核。活塞杆的直径d按下式进行校核：

d≥ (4-39)

式中：F为活塞杆上的作用力；［σ］为活塞杆材料的许用应力，［σ］=σb/1.4。

(3)液压缸盖固定螺栓直径校核。 液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：

d≥ (4-40)

式中：F为液压缸负载；Z为固定螺栓个数；k为螺纹拧紧系数，k=1.12～1.5,［σ］=

σs/(1.2-2.5),σs为材料的屈服极限。

4.液压缸稳定性校核 活塞杆受轴向压缩负载时，其直径d一般不小于长度L的1/15。当L/d≥15时，须进行稳定性校核，应使活塞杆承受的力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、直径和长度以及缸的安装方式等因素有关，验算可按材料力学有关公式进行。

5.缓冲计算 液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力，以便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求。缓冲计算中如发现工作腔中的液压能和工作部件的动能不能全部被缓冲腔所吸收时，制动中就可能产生活塞和缸盖相碰现象。

液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能E1和工作部件产生的机械能E2分别为：

E1=pcAclc (4-41)

E2=ppAplc+mV2-Fflc (4-42)

式中：pc为缓冲腔中的平均缓冲压力；pp为高压腔中的油液压力；Ac、Ap为缓冲腔、高压腔的有效工作面积；Lc为缓冲行程长度；m为工作部件质量；v0为工作部件运动速度；Ff为摩擦力。

式(4-42)中等号右边第一项为高压腔中的液压能，第二项为工作部件的动能，第三项为摩擦能。当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲腔液体所吸收，由上两式得：

Pc=E2/Aclc (4-43)

如缓冲装置为节流口可调式缓冲装置，在缓冲过程中的缓冲压力逐渐降低，假定缓冲压力线性地降低，则最大缓冲压力即冲击压力为：

Pcmax=Pc+mυ02/2Aclc (4-44)

如缓冲装置为节流口变化式缓冲装置，则由于缓冲压力Pc始终不变，最大缓冲压力的值如式(4-43)所示。

6.液压缸设计中应注意的问题 液压缸的设计和使用正确与否，直接影响到它的性能和易否发生故障。在这方面，经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。所以，在设计液压缸时，必须注意以下几点：

(1)尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的稳定性