1、液壓缸的結構·液壓缸通常由后端蓋、缸筒、活塞桿、活塞組件、前端蓋等主要部分組成；為防止油液向液壓缸外泄漏或由高壓腔向低壓腔泄漏，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設置有密封裝置，在前端蓋外側，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端時撞擊缸蓋，液壓缸端部還設置緩沖裝置；有時還需設置排氣裝置。上圖給出了雙作用單活塞桿液壓缸的結構圖，該液壓缸主要由缸底 1、缸筒 6、缸蓋 10、活塞 4、活塞桿 7 和導向套 8 等組成；缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接。活塞與活塞桿采用卡鍵連接，為了保證液壓缸的可靠密封，在相應位置設置了密封圈 3、5、9、11

2、 和防塵圈 12。下面對液壓缸的結構具體分析。3.2.1缸體組件·缸體組件與活塞組件形成的密封容腔承受油壓作用，因此，缸體組件要有足夠的強度，較高的表面精度可靠的密封性。3.2.1.1缸筒與端蓋的連接形式常見的缸體組件連接形式如圖 3.10 所示。(1)法蘭式連接（見圖 a），結構簡單，加工方便，連接可靠，但是要求缸筒端部有足夠的壁厚，用以安裝螺栓或旋入螺釘，它是常用的一種連接形式。(2)半環式連接（見圖 b），分為外半環連接和內半環連接兩種連接形式，半環連接工藝性好，連接可靠，結構緊湊，但削弱了缸筒強度。半環連接應用十分普遍，常用于無縫鋼管缸筒與端蓋的連接中。(3)螺紋式連接（見圖

3、 f、c），有外螺紋連接和內螺紋連接兩種，其特點是體積小，重量輕，結構緊湊，但缸筒端部結構復雜，這種連接形式一般用于要求外形尺寸小、重量輕的場合。·(4)拉桿式連接（見圖 d），結構簡單，工藝性好，通用性強，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會拉伸變長，影響效果。只適用于長度不大的中、低壓液壓缸。(5)焊接式連接（見圖 e），強度高，制造簡單，但焊接時易引起缸筒變形。·3.2.1.2缸筒、端蓋和導向套的基本要求·缸筒是液壓缸的主體，其內孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在 0.10.4m，使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證

4、密封效果，減少磨損；缸筒要承受很大的液壓力，因此，應具有足夠的強度和剛度。·端蓋裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應有足夠的強度。設計時既要考慮強度，又要選擇工藝性較好的結構形式。導向套對活塞桿或柱塞起導向和支承作用，有些液壓缸不設導向套，直接用端蓋孔導向，這種結構簡單，但磨損后必須更換端蓋。缸筒、端蓋和導向套的材料選擇和技術要求可參考液壓工程手冊。3.2.2活塞組件活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成。隨液壓缸的工作壓力、安裝方式和工作條件的不同，活塞組件有多種結構形式。3.2.2.1活塞與活塞桿的連接形式如圖 3.11 所示，活塞與活塞

5、桿的連接最常用的有螺紋連接和半環連接形式，除此之外還有整體式結構、焊接式結構、錐銷式結構等。螺紋式連接如圖(a)所示，結構簡單，裝拆方便，但一般需備螺母防松裝置；·半環式連接如圖(b)所示，連接強度高，但結構復雜，裝拆不便，半環連接多用于高壓和振動較大的場合。3.2.2.2活塞組件的密封·活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏，良好的密封是液壓缸傳遞動力、正常動作的保證，根據兩個需要密封的耦合面間有無相對運動，可把密封分為動密封和靜密封兩大類。設計或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、耐油、抗腐蝕、耐磨、壽命長、制造

6、簡單、拆裝方便。·常見的密封方法有以下幾種。(1)間隙密封間隙密封是一種常用的密封方法，它依靠相對運動零件配合面間的微小間隙來防止泄漏，由環形縫隙軸向流動理論可知，泄漏量與間隙的三次方成正比，因此可用減小間隙的辦法來減小泄漏。一般間隙為 0.010.05mm，這就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圓表面一般開幾道寬 0.30.5mm、深 0.5lmm、間距 25mm 的環形溝槽，稱平衡槽，其作用如下:(a)使活塞具有自位性能，由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差，工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布將形成一個徑向不平衡力，稱為液壓卡緊力，它使摩擦力增大，開平衡槽后，使得徑向油壓力趨于平衡

7、，使活塞能夠自動對中，減小了摩擦力；(b)由于同心環縫的泄漏要比偏心環縫小得多，活塞的對中減少了油液的泄漏量，提高了密封性能；(c)自潤滑作用，油液儲存在平衡槽內，使活塞能自動潤滑。間隙密封的特點是結構簡單、摩擦力小、耐用，但對零件的加工精度要求較高，且難以完全消除泄漏。故只適用于低壓、小直徑的快速液壓缸。(2)活塞環密封活塞環密封依靠裝在活塞環形槽內的彈性金屬環緊貼缸筒內壁實現密封，如圖所示。它的密封效果較間隙密封好，適用的壓力和溫度范圍很寬，能自動補償磨損和溫度變化的影響，能在高速條件下工作，摩擦力小，工作可靠，壽命長，但不能完全密封。活塞環的加工復雜，缸筒內表面加工精度要求高，一般用于高

8、壓、高速和高溫的場合。(3) 密封圈密封密封圈密封是液壓系統中應用最廣泛的一種密封，密封圈有 O 形、V 形、Y 形及組合式等數種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等。·O 形密封圈O 形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封和速度較低的滑動密封，其結構簡單緊湊，安裝方便，價格便宜，可在-40120°C 的溫度范圍內工作。但與唇形密封圈相比，其壽命較短，密封裝置機械部分的精度要求高，啟動阻力較大。·O 形圈密封的原理如圖所示，O 形圈裝入密封槽后，其截面受到壓縮后變形。在無液壓力時，靠 O 形圈的彈性對接觸面產生預接觸壓力，實現初始密封，當密封腔充入壓力油后，在液壓力的

9、作用下，O 形圈擠向槽一側，密封面上的接觸壓力上升，提高了密封效果。·任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當的預壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞，因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關手冊給出的數據嚴格保證。在動密封中，當壓力大于 10MPa 時，O 形圈就會被擠入間隙中而損壞，為此需在 O 形圈低壓側設置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，其厚度為1.252.5mm，雙向受高壓時，兩側都要加擋圈，其結構如圖所示。· V 形密封圈·V 形圈的截面為 V 形，如圖所示，V 形密封裝置是由壓環、V 形圈和支承環組成。當工作壓力高于 10MPa 時，可

10、增加 V 形圈的數量，提高密封效果。安裝時，V 形圈的開口應面向壓力高的一側。·V 形圈密封性能良好，耐高壓，壽命長，通過調節壓緊力，可獲得最佳的密封效果，但 V 形密封裝置的摩擦阻力及結構尺寸較大，主要用于活塞桿的往復運動密封，它適宜在工作壓力 p>50MPa、溫度-4080的條件下工作。 Y 形密封圈Y 形密封圈的截面為 Y 形，屬唇形密封圈。它是一種密封性、穩定性和耐壓性較好，摩擦阻力小，壽命較長的密封圈，故應用很普遍。Y 形圈主要用于往復運動的密封，根據截面長寬比例的不同，Y 形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式；寬斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<20MPa。窄

11、斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<32MPa。圖 3.15 所示為寬斷面 Y 形密封圈。·Y 形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合圓的緊密接觸程度，在壓力油作用下，唇邊對耦合面產生較大的接觸壓力，從而達到密封的目的；當液壓力升高時，唇邊與藕合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。Y 形圈安裝時，唇口端面應對著壓力高的一側，當壓力變化較大、滑動速度較高時，要使用支承環，以固定密封圈，如圖 3.15(b)所示。3.2.3緩沖裝置·當液壓缸拖動負載的質量較大、速度較高時，一般應在液壓缸中設緩沖裝置，必要時還需在液壓傳動系統中設緩沖回路，以免在行程終端發生過大的機械碰撞，

12、導致液壓缸損壞。緩沖的原理是當活塞或缸筒接近行程終端時，在排油腔內增大回油阻力，從而降低液壓缸的運動速度，避免活塞與缸蓋相撞。·液壓缸中常用的緩沖裝置如圖所示。3.2.3.1圓柱形環隙式緩沖裝置（播 放 動畫）如圖(a)，當緩沖柱塞進入缸蓋上的內孔缸蓋和緩沖活塞間形成緩沖油腔，被封閉油液能從環形間隙排出，產生緩沖壓力，從而實現減速緩沖。這種緩沖裝置在沖過程中，由于其節流面積不變，故緩沖開始時，產生的緩沖制動力很大，快就降低了。其緩沖效果較差，但這種裝置結單，制造成本低，所以在系列化的成品液壓缸中多采用這種緩沖裝置。3.2.3.2 圓錐形環隙式緩沖裝置如圖(b)，由于緩沖柱塞為圓錐形，所以緩沖環形間隙隨位移量而改變；即節流面積隨緩沖行程的增大而縮小，使機械能的吸收較均勻，其緩沖效果較好。3.2.3.3 可變節流槽式緩沖裝置如圖 3.16(c)，在緩沖柱塞上開有由淺漸深的三角節流槽，節流面積隨著緩沖行程的增大而逐漸減小，緩沖壓力變化平緩。3.2.3.4可調節流孔式緩沖裝置如圖 3.16(d)，在緩沖過 程中，緩沖腔油液經小孔節流排出，調節節流孔的大小，可控制緩沖腔內緩沖壓力的大小，以適應液壓缸不同的負載和速度工況對緩沖的要求，同時當活塞反向運動時，高壓油從單向閥進入液壓缸內，活塞也不會因推力不足而產生啟動緩