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第一部分 总体计算
1、 压力
油液作用在单位面积上的压强
P?F式中：
F——作用在活塞上的载荷，N A——活塞的有效工作面积，m
2A Pa
从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。
额定压力（公称压力） PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。 最高允许压力
Pmax ，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通
常规定为：Pmax?1.5P MPa。
耐压实验压力Pr，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：Pr?1.5PN MPa。
液压缸压力等级见表1。
表1 液压缸压力等级 单位MPa 压力范围 级 别 0～2.5 低 压 ＞2.5～8 中 压 ＞8～16 中高压 ＞16～32 高压 ＞32 超高压
2、 流量
单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积： 由于VQ?Vt L/min
??At?103 L 则 Q??A??4D2??103 L/min
对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时
Q??44D2??103
当活塞杆缩回时 Q?式中：
?(D2?d2)??103
V——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L；
可编辑范本
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t——液压缸活塞一次行程所需的时间，min； D——液压缸缸径，m； d——活塞杆直径，m； ?——活塞运动速度，m/min。
3、速比
液压缸活塞往复运动时的速度之比：
v2D2 ?? ?22v1D?d式中：
v1——活塞杆的伸出速度，m/min； v2——活塞杆的缩回速度，m/min；
D——液压缸缸径，m； d——活塞杆直径，m。
计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。
4、液压缸的理论推力和拉力
活塞杆伸出时的理推力： 活塞杆缩回时的理论拉力： 式中：
A1——活塞无杆腔有效面积，m； A2——活塞有杆腔有效面积，m；
22626F1?A1p?10?4Dp?10 6F2?F2p?10??N
?4(D2?d2)p?106 N
P——工作压力，MPa； D——液压缸缸径，m； d——活塞杆直径，m。
5、液压缸的最大允许行程
活塞行程S，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出： Lk?式中：
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?2EIFk mm
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Fk——活塞杆弯曲失临界压缩力，N；
E——材料的弹性模量。钢材的E=2.1X105MPa； I——活塞杆横截面惯性矩，mm；圆截面 I?4?d464?0.049d4。
将上式简化后 Lk?320d2Fk mm
由于旋挖钻机液压缸基本上是一端耳环、一端缸底安装，所以油缸的最大计算长度（安全系数取3）
d2 Lk?208.4
DP式中：
P——油缸的工作压力； 油缸安装形式如图1。
图1 液压缸安装形式
d2 L=Lk?208.4
DP 行程 S?1(L?l1?ll) 26、液压缸主要参数
A.液压缸产品启动压力
起动时，记录下的油缸起动压力为最低起动压力.判断基准起动：压力<0.6MPa。 B.内泄漏
输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟,测定经活塞泄至未加压腔的泄漏量。 C.外泄漏
全程往复运行多次,观察焊接各处及活塞杆密封处及各结合面处的漏油、挂油、带油。
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液压缸设计计算
