常用油缸强度计算公式汇总
一、 缸体强度计算： 1、缸体壁厚计算 ⑴ 按薄壁筒计算：δ≥
P y D 2σ
⑵ 按中等壁厚计算：δ=
D ⎛
⑶按厚壁筒计算：δ≥
2 ⎝
2. 3σ-P ψ+c
y
P y D
⎫
⎪
σ-1. 73P y ⎪⎭
P y 试验压力(Mpa)； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa； n 安全系数；一般取3.5～5； ψ 强度系数；对于无缝钢管ψ＝1； c 计入管壁公差及侵蚀的附加壁厚；一般按标准圆整缸体外圆值； D 缸体内径(mm)
2、缸底厚度计算
⑴ 平形无油孔：h =0. 433D
P y
σ
P y D
⑵ 平形有油孔：h =0. 433D
d 0
油口直径(mm)；
D -d 0σ
3、缸筒发生完全塑性变形的压力计算
⎛D ⎫
P p 1=2. 3σs Log 1⎪
⎝D ⎭
式中：
P pl 缸筒发生完全塑性变形的压力； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σs ＝340 Mpa； D 1 缸体外径
4、缸筒径向变形计算
D ⨯P y ⎛D 12+D 2⎫
⎪ ∆D =+γ22 ⎪E ⎝D 1-D ⎭
式中：
△D 缸体材料在试验压力下的变形量； E 缸体材料弹性模数；对于钢材E ＝2.1×105 Mpa； γ 缸体材料的泊松系数；对于钢材γ＝0.3；
5、缸体焊缝连接强度计算
4F PyD 2
σ==≤[σ]
πD 12-d 12ηD 12-d 12η
式中：
d 1 焊缝底径； η 焊接效率，一般取η＝0.7； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa； n 安全系数；一般取3.5～5；
6、缸体螺纹连接强度计算 缸体外螺纹的拉应力为：
1. 5D 2P y 4KF
σ==2
222πd 1-D d 1-D
缸体螺纹处的剪应力为：
0. 7D 2d 0P y K 1FKd 0
τ= =
0. 2d 13-D 3d 13-D 2
合应力为： σn =
σ
2
+3τ2≤[σ]
式中： K 螺纹预紧力系数，一般为1.25～1.5； K 1 螺纹内摩擦系数，一般取K 1＝0.12； d 0 螺纹外径；
［σ］ 缸体材料底许用应力，［σ］＝σs / n； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σb ＝340 MPa； n 安全系数；一般取1.5～2.5； d 1 螺纹底径；
7、缸体端部法兰厚度计算 h =r a b
4Fb
⨯103
πr a -d l σ法兰外圆半径；
螺栓孔中心距法兰根部距离
8、缸体螺钉强度计算
2
4KF 1. 5D P y
拉应力为：σ=2= 3
πd 1Z d 1Z 2
K 1KFd 00. 7D d 0P y
剪应力为：τ= =
0. 2d 13Z d 13Z
合应力为：σn =2+3τ2≤[σ] Z 螺栓数量；
d 1 螺纹底径；
9、缸体端部卡键连接强度计算： 卡键剪应力为：τ=
P y D 4l
卡键挤压应力为：σc =
P y D 2h 2D -h
h 卡键厚度； l 卡键宽度，一般h=l
注：一般要计算缸体危险截面拉应力计算
二、活塞杆强度计算：
1、活塞杆危险截面强度校核：
(D
σ=
d1
2
-d 2P y d
21
)
活塞杆危险截面直径
2、活塞杆连接螺纹强度校核：
22
4KF 1. 5D -d P y
拉应力为：σ= =22
πd 1d 122
K 1KFd 00. 7D -d d 0P y
剪应力为：τ= =33
0. 2d 1d 1
()
()
合应力为：σn =2+3τ2≤[σ] d 1
活塞杆螺纹底径
3、焊接式活塞杆焊缝强度校核：
Py D 2-d 2
σ=≤[σ]
d 2-d 12η
(
)
d 1 焊缝底径
4、活塞杆与活塞肩部端面的压应力计算 σc =
P y D 2
d -2c -d 2+2c 12
≤[σc ]
式中： c 活塞杆倒角尺寸； c 1 活塞孔倒角尺寸；
［σc ］ 许用压应力；σc ＝（0.2～0.3）σb σb 活塞材料的抗拉强度；
5、活塞杆细长比计算
4L
λ=0
d
L 0 支铰中心到耳环中心距离；
6、活塞杆稳定性计算：
F
N k =k ≥[n k ]
F
π3Ed 2
F k =
4λ2N k F k E F [Nk ]
计算安全系数； 临界载荷；
材料弹性模数，对于钢材E=2.1×105 MPa 活塞杆承受最大压力 KN；
许用安全系数，[Nk ]=2～4，一般取3；
常用油缸强度计算公式汇总
一、 缸体强度计算： 1、缸体壁厚计算 ⑴ 按薄壁筒计算：δ≥
P y D 2σ
⑵ 按中等壁厚计算：δ=
D ⎛
⑶按厚壁筒计算：δ≥
2 ⎝
2. 3σ-P ψ+c
y
P y D
⎫
⎪
σ-1. 73P y ⎪⎭
P y 试验压力(Mpa)； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa； n 安全系数；一般取3.5～5； ψ 强度系数；对于无缝钢管ψ＝1； c 计入管壁公差及侵蚀的附加壁厚；一般按标准圆整缸体外圆值； D 缸体内径(mm)
2、缸底厚度计算
⑴ 平形无油孔：h =0. 433D
P y
σ
P y D
⑵ 平形有油孔：h =0. 433D
d 0
油口直径(mm)；
D -d 0σ
3、缸筒发生完全塑性变形的压力计算
⎛D ⎫
P p 1=2. 3σs Log 1⎪
⎝D ⎭
式中：
P pl 缸筒发生完全塑性变形的压力； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σs ＝340 Mpa； D 1 缸体外径
4、缸筒径向变形计算
D ⨯P y ⎛D 12+D 2⎫
⎪ ∆D =+γ22 ⎪E ⎝D 1-D ⎭
式中：
△D 缸体材料在试验压力下的变形量； E 缸体材料弹性模数；对于钢材E ＝2.1×105 Mpa； γ 缸体材料的泊松系数；对于钢材γ＝0.3；
5、缸体焊缝连接强度计算
4F PyD 2
σ==≤[σ]
πD 12-d 12ηD 12-d 12η
式中：
d 1 焊缝底径； η 焊接效率，一般取η＝0.7； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa； n 安全系数；一般取3.5～5；
6、缸体螺纹连接强度计算 缸体外螺纹的拉应力为：
1. 5D 2P y 4KF
σ==2
222πd 1-D d 1-D
缸体螺纹处的剪应力为：
0. 7D 2d 0P y K 1FKd 0
τ= =
0. 2d 13-D 3d 13-D 2
合应力为： σn =
σ
2
+3τ2≤[σ]
式中： K 螺纹预紧力系数，一般为1.25～1.5； K 1 螺纹内摩擦系数，一般取K 1＝0.12； d 0 螺纹外径；
［σ］ 缸体材料底许用应力，［σ］＝σs / n； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σb ＝340 MPa； n 安全系数；一般取1.5～2.5； d 1 螺纹底径；
7、缸体端部法兰厚度计算 h =r a b
4Fb
⨯103
πr a -d l σ法兰外圆半径；
螺栓孔中心距法兰根部距离
8、缸体螺钉强度计算
2
4KF 1. 5D P y
拉应力为：σ=2= 3
πd 1Z d 1Z 2
K 1KFd 00. 7D d 0P y
剪应力为：τ= =
0. 2d 13Z d 13Z
合应力为：σn =2+3τ2≤[σ] Z 螺栓数量；
d 1 螺纹底径；
9、缸体端部卡键连接强度计算： 卡键剪应力为：τ=
P y D 4l
卡键挤压应力为：σc =
P y D 2h 2D -h
h 卡键厚度； l 卡键宽度，一般h=l
注：一般要计算缸体危险截面拉应力计算
二、活塞杆强度计算：
1、活塞杆危险截面强度校核：
(D
σ=
d1
2
-d 2P y d
21
)
活塞杆危险截面直径
2、活塞杆连接螺纹强度校核：
22
4KF 1. 5D -d P y
拉应力为：σ= =22
πd 1d 122
K 1KFd 00. 7D -d d 0P y
剪应力为：τ= =33
0. 2d 1d 1
()
()
合应力为：σn =2+3τ2≤[σ] d 1
活塞杆螺纹底径
3、焊接式活塞杆焊缝强度校核：
Py D 2-d 2
σ=≤[σ]
d 2-d 12η
(
)
d 1 焊缝底径
4、活塞杆与活塞肩部端面的压应力计算 σc =
P y D 2
d -2c -d 2+2c 12
≤[σc ]
式中： c 活塞杆倒角尺寸； c 1 活塞孔倒角尺寸；
［σc ］ 许用压应力；σc ＝（0.2～0.3）σb σb 活塞材料的抗拉强度；
5、活塞杆细长比计算
4L
λ=0
d
L 0 支铰中心到耳环中心距离；
6、活塞杆稳定性计算：
F
N k =k ≥[n k ]
F
π3Ed 2
F k =
4λ2N k F k E F [Nk ]
计算安全系数； 临界载荷；
材料弹性模数，对于钢材E=2.1×105 MPa 活塞杆承受最大压力 KN；
许用安全系数，[Nk ]=2～4，一般取3；