如何選擇一個(gè)型號(hào)匹配價(jià)格又適中的油缸，是所有油缸買家關(guān)心的事。今天BOLTING廠家結(jié)合書本知識(shí)以及多年的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勅绾芜x擇合適的油缸型號(hào)，希望對(duì)大家有所幫助。

準(zhǔn)備工具：計(jì)算器、紙、筆、油缸樣本

 

基本概念：

1)油缸基本參數(shù)

缸徑D(缸筒內(nèi)徑)、桿徑d(活塞桿直徑)、行程S、使用壓力P，安裝方式、安裝尺寸。其中最重要的是缸徑、行程、使用壓力.

2)F = PS

由力的計(jì)算公式可知: F = PS(P：壓強(qiáng); S：受壓面積—由油缸的缸徑、桿徑?jīng)Q定)

舉例：油缸的推力需要達(dá)到10噸，即F=10，則P、S有多種組合。

100缸徑油缸，使用壓力打到14Mpa時(shí)可以達(dá)到10噸

80缸徑油缸，使用壓力打到21Mpa同樣可以達(dá)到10噸

 

第1步：確定系統(tǒng)壓力P

初選液壓工作壓力：

壓力的選擇要根據(jù)載荷大小(即F)和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。

在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì);反之，壓力選擇得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。

一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重在設(shè)備壓力要選高一些。

具體選擇參考下表。

根據(jù)負(fù)載選擇液壓缸的設(shè)計(jì)壓力：

負(fù)載/噸 0.5 0.5-1 1-2 2-3 3-5 5

工作壓力/Mpa 0.1-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 <5

根據(jù)主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行器的設(shè)計(jì)壓力：

主機(jī)類型

設(shè)計(jì)壓力

機(jī)床 精加工機(jī)床，例如磨床 0.8-2

半精加工機(jī)床 3-5

龍門刨床 2-8

拉床 8-10

農(nóng)機(jī)機(jī)械、小型工程機(jī)械

10-16

液壓機(jī)、大中型挖掘機(jī)、中型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械

20-32

地質(zhì)機(jī)械、冶金機(jī)械、鐵路維護(hù)機(jī)械

25-100

 

第2步：初選缸徑D/桿徑d

選擇好設(shè)計(jì)壓力后，即P可知的，負(fù)載大小F又是可知的，則用公式得出S受力面積，再根據(jù)受力面積計(jì)算出油缸的缸徑

也可以按照以下表格選擇

按照選擇原則：

①不要上高壓，一般 ≤21Mpa，原因見P1/8初選液壓工作壓力，另外參考根據(jù)主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行器的設(shè)計(jì)壓力;

②缸徑要小，可以降低成本;

③缸筒選標(biāo)準(zhǔn)尺寸

記住公式：

P=4F/ πD2;

基本單位換算：

長(zhǎng)度：1毫米=0.1厘米=0.001米

重量：1kg=0.001噸=2.020462磅

力：1N=0.109716kgf;9.80665N=1kgf

壓力

bar

Kgf/cm2

Mpa

Psi(lb/in2)

1

1.0197162

0.1

14.5

0.980665

1

0.0980665

14.22

10

10.197162

1

145.03263

0.06895

0.7031

0.006895

1

再選桿徑d

1)P≤10，d=0.5D

2)P=12.5～20 ,d=0.56D

3)P<20，d=0.71D

 

第3：選定行程S

根據(jù)設(shè)備或裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的要求，確定安裝方式和行程S，具體確定原則如下：

(1)行程S=實(shí)際最大工作行程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。

(2)行程富裕量△S的確定原則

一般條件下應(yīng)綜合考慮：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝尺寸的制造誤差需要的行程余量△S1、液壓缸實(shí)際工作時(shí)在行程始點(diǎn)可能需要的行程余量△S2和終點(diǎn)可能需要的行程余量△S3(注意液壓缸有緩沖功能要求時(shí)：行程富裕量△S的大小對(duì)緩沖功能將會(huì)產(chǎn)生直接的影響，建議盡可能減小行程富裕量△S);

(3)對(duì)長(zhǎng)行程(超出本產(chǎn)品樣本各系列允許的最長(zhǎng)行程)或特定工況的液壓缸需針對(duì)其具體工況(負(fù)載特性、安裝方式等)進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性的校核。

(4)對(duì)超短行程(超出液壓樣本各系列某些安裝方式許可的最短行程)的液壓缸

 

第4：選定安裝方式

油缸安裝方式，即油缸與設(shè)備以什么形式相連接。確定了安裝方式后，再確定安裝尺寸。

★ 安裝方式的確定原則

(1)法蘭安裝

適合于液壓缸工作過程中固定式安裝，其作用力與支承中心處于同一軸線的工況;其安裝方式選擇位置有端部、中部或尾部三種，如何選擇取決作用于負(fù)載的主要作用力對(duì)活塞桿造成壓縮(推)應(yīng)力、還是拉伸(拉)應(yīng)力，一般壓縮(推)應(yīng)力采用尾部、中部法蘭安裝，拉伸(拉)應(yīng)力采用端部、中部法蘭安裝，確定采用端部、中部或尾部法蘭安裝需同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和長(zhǎng)行程壓縮(推)力工況的液壓缸彎曲穩(wěn)定性確定。

(2)鉸支安裝

分為尾部單(雙)耳環(huán)安裝和端部、中部或尾部耳軸安裝，適合于液壓缸工作過程中其作用力使在其中被移動(dòng)的機(jī)器構(gòu)件沿同一運(yùn)動(dòng)平面呈曲線運(yùn)動(dòng)路徑的工況;當(dāng)帶動(dòng)機(jī)器構(gòu)件進(jìn)行角度作業(yè)時(shí)，其實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用力和機(jī)器連桿機(jī)構(gòu)的杠桿臂與鉸支安裝所產(chǎn)生的力的角度成比例。

a)尾部單(雙)耳環(huán)安裝

尾部單耳環(huán)安裝是鉸支安裝工況中常用的一種安裝方式，適合于活塞桿端工作過程中沿同一運(yùn)動(dòng)平面呈曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿將沿一個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)平面兩側(cè)不超過3°的路徑工況或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要的單耳環(huán)安裝工況;此時(shí)可以采用尾部和桿端球面軸承安裝，但應(yīng)注意球面軸承安裝允許承受的壓力載荷。

尾部雙耳環(huán)安裝適合于活塞桿端工作過程中沿同一運(yùn)動(dòng)平面呈曲線運(yùn)動(dòng)路徑的工況;它可以在同一運(yùn)動(dòng)平面任意角度使用，在長(zhǎng)行程推力工況必須充分考慮活塞桿由于缸的“折力”作用而引起的側(cè)向載荷導(dǎo)致縱彎。

b)端部、中部或尾部耳軸安裝

中部固定耳軸安裝是耳軸安裝最常用的安裝方式，耳軸的位置可以布置成使缸體的重量平衡或在端部與尾部之間的任意位置以適應(yīng)多種用途的需要。耳軸銷僅針對(duì)剪切載荷設(shè)計(jì)而不應(yīng)承受彎曲應(yīng)力，應(yīng)采用同耳軸一樣長(zhǎng)、帶有支承軸承的剛性安裝支承座進(jìn)行安裝，安裝時(shí)支承軸承應(yīng)盡可能靠近耳軸軸肩端面，以便將彎曲應(yīng)力降至最小。

c) 尾部耳軸安裝與尾部雙耳環(huán)安裝工況相近，選擇方法同上。

d) 端部耳軸安裝適合于比尾端或中部位置采用鉸支點(diǎn)的缸更小桿徑的液壓缸，對(duì)長(zhǎng)行程端部耳軸安裝的缸必須考慮液壓缸懸垂重量的影響。為保證支承軸承的有效承載，建議該種安裝的液壓缸行程控制在缸徑的5倍以內(nèi)。

(3)腳架安裝

適合于液壓缸工作過程中固定式安裝，其安裝平面與缸的中心軸線不處于同一平面的工況，因此當(dāng)液壓缸對(duì)負(fù)載施加作用力時(shí)，腳架安裝的缸將產(chǎn)生一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，如液壓缸沒有很好與它所安裝的構(gòu)件固定或負(fù)載沒有進(jìn)行合適的導(dǎo)向，則翻轉(zhuǎn)力矩將對(duì)活塞桿產(chǎn)生較大的側(cè)向載荷，選擇該類安裝時(shí)必須對(duì)所安裝的構(gòu)件進(jìn)行很好的定位、緊固和對(duì)負(fù)載進(jìn)行合適的導(dǎo)向，其安裝方式選擇位置有端部和側(cè)面腳架安裝兩種。

第5：端位緩沖的選擇

下列工況應(yīng)考慮選擇兩端位緩沖或一端緩沖：

(1)液壓缸活塞全行程運(yùn)行，其往返動(dòng)行速度大于100mm/s的工況，應(yīng)選擇兩端緩沖。

(2)液壓缸活塞單向往(返)速度大于100mm/s且運(yùn)行至行程端位的工況，應(yīng)選擇一端或兩端緩沖。

(3)其他特定工況。

 

第6：油口類型與通徑選擇

(1)油口類型：

內(nèi)螺紋式、法蘭式及其他特殊型式，其選擇由系統(tǒng)中連接管路的接管方式確定。

(2)油口通徑選擇原則：

在系統(tǒng)與液壓缸的連接管路中介質(zhì)流量已知條件下，通過油口的介質(zhì)流速一般不大于5mm/s，同時(shí)注意速比的因素，確定油口通徑。

 

第7：特定工況對(duì)條件選擇

(1)工作介質(zhì)

正常介質(zhì)為礦物油，其他介質(zhì)必須注意其對(duì)密封系統(tǒng)、各部件材料特性等條件的影響。

推薦采用32#和46#抗磨液壓油。最適宜的油溫為20～55℃，當(dāng)油溫低于15℃或大于70℃時(shí)禁止運(yùn)行，為調(diào)節(jié)油溫可事先加熱或冷卻。液壓油一般使用1～6個(gè)月應(yīng)更換一次，并清洗油箱，去除污垢塵埃。液壓傳動(dòng)最忌諱油液變臟變質(zhì)，否則塵埃糊在吸油過濾器上，產(chǎn)生噪音加劇，使油泵壽命降低，所以要經(jīng)常保持油液潔凈。

(2)環(huán)境或介質(zhì)溫度

正常工作介質(zhì)溫度為-20℃至+80℃，超出該工作溫度必須注意其對(duì)密封系統(tǒng)、各部件材料特性及冷卻系統(tǒng)設(shè)置等條件的影響。

(3)高運(yùn)行精度

對(duì)伺服或其他如中高壓以上具有低啟動(dòng)壓力要求的液壓缸，必須注意其對(duì)密封系統(tǒng)、各部件材料特性及細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)等條件的影響。

(4)零泄漏

對(duì)具有特定保壓要求的液壓缸，必須注意其對(duì)密封系統(tǒng)、各部件材料特性等條件的影響。

(5)工作的壓力、速度，工況如

a) 中低壓系統(tǒng)、活塞往返速度≥70~80mm/s

b) 中高壓、高壓系統(tǒng)、活塞往返速度≥100~120mm/s

必須注意對(duì)密封系統(tǒng)、各部件材料特性、聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)及配合精度等條件的影響。

(6)高頻振動(dòng)的工作環(huán)境：必須注意其對(duì)各部件材料特性、聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)等因素的影響。

(7)低溫結(jié)冰或污染的工作環(huán)境，工況如下：

1)高粉塵等環(huán)境;

2)水淋、酸霧或鹽霧等環(huán)境。

 

第8：其它特性的選擇

(1)排氣閥

根據(jù)液壓缸的工作位置狀態(tài)，其正常設(shè)置在兩腔端部腔內(nèi)空氣最終淤積的最高點(diǎn)位置，空氣排盡后可防止爬行、保護(hù)密封，同時(shí)可減緩油液的變質(zhì)。

(2)泄漏油口

在嚴(yán)禁油液外泄的工作環(huán)境中，由于液壓缸行程長(zhǎng)或某些工況，致使其往返工作過程中油液在防塵圈背后淤積，防止長(zhǎng)時(shí)間工作后外泄，而必須在油液淤積的位置設(shè)置泄漏口。