液压缸受力、压力、缸径关系，如何选型？
液压说
2022-06-23 11:21
浙江
01

液压缸的关键参数

1.受力

液压缸要推动负载，需要液压系统给它一定的力，即受力。液压缸的受力分为推力和拉力。

推力是指活塞杆伸出时的油液压力，拉力是指活塞杆退回时的油液压力。

2.缸径

在液压系统中，我们要考虑的是与油液接触的零部件的有效面积，即活塞面积，即需确定缸径的大小。

3.压力

液压缸是液压系统的执行元件，只有在液压系统提供压力源后液压缸才产生运动。

02

受力、压力与缸径的关系

1.受力

当活塞杆伸出时，液压油作用的有效面积为油缸的截面积。

推力F1=压力×油缸截面积

=P*π（D/2）2

=P*π/4* D2 （D为液压缸内径）
当活塞杆退回时，液压油作用的有效面积为：油缸截面积-活塞杆截面积。

拉力F2=压力*有效面积
=P*π[（D/2）2 -(d/2)2 ]

=P*π/4*(D2 -d2 ) （D 为液压缸内径，d为活塞杆直径。）

在实际应用中，因为液压缸所产生的压力不会100%用于推或者拉，还需要加上一个负荷率β，一般β选0.8，所以公式调整为：推力F1=0.8*P*π/4*D2，拉力F2=0.8P*π/4*(D2 -d2 )

由上述计算公式可见，一般情况下，同一液压缸的推力大于拉力。
2.压力

活塞杆伸出时，液压缸的压力=推力/有效面积

=F/π（D/2）2

=4F/D2

活塞杆退回时，液压缸的压力=拉力/有效面积

=F/π[（D/2）2-(d/2)2]

=4F/(D2-d2)

3.缸径

知道系统压力和系统所传递的力，可算出活塞面积的大小，进而算出缸径的尺寸。

在压力相同的情况下，截面积越大受力越大,即缸径越大，推力越大；在缸径相同的情况下，压力越大，受力越大。

03

如何选择受力、缸径

首先，根据负载确定推力，应使液压缸的推力稍有余量。

推力确定后，根据公式F=PS,确定压力和缸径。可参考下表：

选型方法：确定推力稍大于负载的数据，该数据对应的纵坐标和横坐标即为缸径和压力。
假设某一设备需推动20吨的负载，先找到超过20000kg的推力，如下图的单元格①，其对应的纵坐标150即为缸径，横坐标140kgf/cm2（14Mpa）即为压力。

从上表可知，满足推力20吨的缸径和压力的选择很多，还有②③④⑤，还可以找出其他更多的数据。
选择哪个？？？
来看看不同方案的优势和不足。

一般情况下，在满足要求的前提下，选择更小的压力。对于尺寸不受限的设备，压力可以选低一些；行走机械重载设备压力要选高一些。
在实际工作中，我们还可以参考以下资料帮助选型。

根据负载选择设计压力：

根据主机类型选择设计压力：

总的来说，除了负载大小，液压缸选型还需考虑设备类型、执行元件的装配空间、经济条件等因素。