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        液壓缸受力、壓力、缸徑關系,如何選型?

        2021-11-09 by Jun Tai


        液壓缸受力、壓力、缸徑關系,如何選型?


        液壓缸的關鍵參數


        1.受力


        液壓缸要推動負載,需要液壓系統給它一定的力,即受力。液壓缸的受力分為推力和拉力。


        推力是指活塞桿伸出時的油液壓力,拉力是指活塞桿退回時的油液壓力。 


        2.缸徑


        在液壓系統中,我們要考慮的是與油液接觸的零部件的有效面積,即活塞面積,即需確定缸徑的大小。


        3.壓力


        液壓缸是液壓系統的執行元件,只有在液壓系統提供壓力源后液壓缸才產生運動。


        受力、壓力與缸徑的關系


        1.受力


        當活塞桿伸出時,液壓油作用的有效面積為油缸的截面積。


        推力F1=壓力×油缸截面積  


                 =P*π(D/2)2


                 =P*π/4* D2  (D為液壓缸內徑)

        當活塞桿退回時,液壓油作用的有效面積為:油缸截面積-活塞桿截面積。


        拉力F2=壓力*有效面積

                 =P*π[(D/2)2 -(d/2)2 ]


                 =P*π/4*(D2 -d2 ) (D 為液壓缸內徑,d為活塞桿直徑。)




        在實際應用中,因為液壓缸所產生的壓力不會100%用于推或者拉,還需要加上一個負荷率β,一般β選0.8,所以公式調整為:推力F1=0.8*P*π/4*D2,拉力F2=0.8P*π/4*(D2 -d2 )


        由上述計算公式可見,一般情況下,同一液壓缸的推力大于拉力。

        2.壓力


        活塞桿伸出時,液壓缸的壓力=推力/有效面積


                                           =F/π(D/2)2


                                           =4F/D2


        活塞桿退回時,液壓缸的壓力=拉力/有效面積


                                      =F/π[(D/2)2-(d/2)2]


                                      =4F/(D2-d2)


        3.缸徑


        知道系統壓力和系統所傳遞的力,可算出活塞面積的大小,進而算出缸徑的尺寸。


        在壓力相同的情況下,截面積越大受力越大,即缸徑越大,推力越大;在缸徑相同的情況下,壓力越大,受力越大。


        如何選擇壓力、缸徑?


        首先,根據負載確定推力,應使液壓缸的推力稍有余量。


        推力確定后,根據公式F=PS,確定壓力和缸徑??蓞⒖枷卤恚?/p>


        選型方法:確定推力稍大于負載的數據,該數據對應的縱坐標和橫坐標即為缸徑和壓力。

        假設某一設備需推動20噸的負載,先找到超過20000kg的推力,如下圖的單元格①,其對應的縱坐標150即為缸徑,橫坐標140kgf/cm2(14Mpa)即為壓力。


        從上表可知,滿足推力20噸的缸徑和壓力的選擇很多,還有②③④⑤,還可以找出其他更多的數據。

        選擇哪個???

        來看看不同方案的優勢和不足。



        一般情況下,在滿足要求的前提下,選擇更小的壓力。對于尺寸不受限的設備,壓力可以選低一些;行走機械重載設備壓力要選高一些。

        在實際工作中,我們還可以參考以下資料幫助選型。


        根據負載選擇設計壓力:



        根據主機類型選擇設計壓力:


        總的來說,除了負載大小,液壓缸選型還需考慮設備類型、執行元件的裝配空間、經濟條件等因素。


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