活塞杆直径的计算-液压传动基础知识

1.       活塞杆直径的计算

d＝D[(φ－1)/φ]1/2　

式中：

d——活塞杆直径（厘米）

D——缸筒内径（厘米）

φ——液压缸往复运动速比，一般采用2，1.46，1.33，1.25，1.15等数值。

活塞杆直径计算后，应按标准值圆整。

活塞杆、柱塞外径系列参数

2.       活塞杆纵向弯曲强度的校核

液压缸的纵向弯曲强度与液压缸的安装形式，活塞杆直径和长度有关。当活塞杆直径D与液压缸的安装长度L之比D/L超过1:10时，必须进行纵向弯曲强度的校核。

在没有偏心载荷和挠曲的情况下，纵向弯曲强度的临界载荷有等截面和非等截面两种计算方法。

1)      等截面计算法

    当细长比L/K≥m·n1/2时

Pk＝nπ2EI/L2  （欧拉公式）

若活塞杆为实心杆并使用钢铁材料时，则上式可简化为

Pk＝1.02nd4·106/L2  （欧拉公式）

式中：Pk——活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷（公斤力）

      L——活塞杆安装长度（厘米）

      K——活塞杆断面回转半径（厘米），实心杆K＝d/4；空心杆K＝(d2＋d02)1/2/4 其中d0为活塞杆内径

      m——柔性系数，钢一般取85

      n——末端系数，见下表

      E——材料弹性模数（钢取E＝2.1×106公斤力/厘米2）

     Ｉ——活塞杆惯性矩，实心杆Ｉ＝πd4/64；空心杆Ｉ＝π(d4－d04)/64

      d——活塞杆直径（厘米）

                    Pk＝fA/[1＋a/n·(L/K)2]  (公斤力)

式中：f——材料强度实验值，钢取f＝4900（公斤力/厘米2）

      a——实验常数，钢取a＝1/5000

1)      非等截面计算法（该计算法所得数值近于实际情况）

活塞杆纵向弯曲临界值按下式计算

Pk＝kπ2EI/L2 （公斤力）

式中k为形状系数（不是欧拉公式中的末端系数），可从《设计手册》中查找。

一般在实际使用时，为了保证活塞杆不产生纵向弯曲，活塞杆上的实际压力P要比稳定极限力Pk小，其关系为

P≤Pk/nk

式中：nk——纵向弯曲强度安全系数，一般取nk =2~4

1.     活塞杆的材料  活塞杆一般使用35、45号钢等材料，对冲击振动很大的液压缸，活塞杆也可以使用55号钢或40Cr等合金材料。一般采用棒材，尤其是冷拉棒材。

2.     活塞杆的技术要求  活塞杆一般采用D4/dc4级配合精度，椭圆度和锥度不大于直径公差的一半，弯曲度在500mm长度上不大于0.03mm。安装活塞的轴颈与活塞杆外径的不同心度不大于0.01mm，轴肩对活塞杆外径的外圆摆差在100mm上不大于0.04mm。光洁度一般在8~9级。