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液壓缸結(jié)構(gòu)
液壓缸結(jié)構(gòu)
根據(jù)液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用，液壓缸結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等五個(gè)部分。
1．缸體組件
缸體組件包括缸筒、前后缸蓋和導(dǎo)向套等。由于缸體組件要承受很大的液壓力，因此
要有足夠的強(qiáng)度和剛度，較高的表面質(zhì)量和可靠的密封性。缸筒與缸蓋的常見聯(lián)接形式如
圖 4-7 所示。在設(shè)計(jì)過程中，采用何種連接方式主要取決于液壓缸的工作壓力、缸筒的材
料和具體工作條件。
法蘭聯(lián)接，具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、易裝卸等優(yōu)點(diǎn)，但重量和外形尺寸較大，常用
于鑄鐵、鑄鋼和鍛鐵制造的缸筒上。半環(huán)聯(lián)接是將卡環(huán)切成兩塊（半環(huán)）裝于缸筒環(huán)形槽
內(nèi)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量較輕、易裝卸，缺點(diǎn)是缸筒開槽后使缸筒強(qiáng)度削
弱，需加厚缸筒。半環(huán)聯(lián)接常用于無縫鋼管或鍛鋼制造的缸筒上。螺紋聯(lián)接的外形尺寸較
小、重量較輕，但缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸時(shí)需用專門工具，常用于無縫鋼管或鍛鋼制造
的缸筒上。拉桿聯(lián)接是用四根拉桿（螺栓）將前、后端蓋緊固在缸筒兩頭，其零件通用性
大，缸筒加工、裝卸方便，但徑向尺寸和重量較大，只適用于長度短的液壓缸。焊接聯(lián)接
的結(jié)構(gòu)尺寸小，但缸筒焊接易產(chǎn)生變形，缸底內(nèi)徑不易加工，且只能用于缸筒的
一端，其多用于長度較短的液壓缸。
2．活塞組件
活塞組件由活塞、活塞桿和聯(lián)接件等組成。活塞在缸筒內(nèi)在油壓作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，必須具有良好的耐磨性和一定的強(qiáng)度，一般用耐磨鑄鐵制造，在結(jié)構(gòu)上有整體式和組合式
兩種。活塞桿是傳力零件，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，通常都用鋼料制造，其外圓表面應(yīng)
耐磨并有防銹能力。活塞桿頭部有耳環(huán)式、球頭式和螺紋式等幾種?；钊突钊麠U聯(lián)接方
式很多，最常見的幾種形式是整體式和焊接式聯(lián)接、錐銷式聯(lián)接、螺紋式聯(lián)接和半環(huán)式聯(lián)
接。整體式和焊接式聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小、工作可靠，但損壞后需整體更換，
常用于小直徑液壓缸。錐銷式聯(lián)接易加工、裝配簡單，但承載能力小，且需有防止錐銷脫
落的措施，適用于輕載液壓缸。螺紋式聯(lián)接（如圖 4-8（a）所示）裝卸方便，一般需備有
螺紋防松裝置，由于加工螺紋削弱了活塞桿的強(qiáng)度，因此適用于負(fù)載較小、受力較平穩(wěn)的
液壓缸中。半環(huán)式聯(lián)接（如圖 4-8（b）所示）具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)，
常用于高壓和振動(dòng)較大的液壓缸。
3．密封裝置
液壓缸的泄漏直接影響到液壓缸的工作性能和效率，因此必須合理地設(shè)置密封裝置來
防止和減少油液的泄漏。根據(jù)密封原理，密封形式可分為非接觸式密封和接觸式密封。對(duì)
密封裝置的基本要求是：具有良好的密封性能，其密封性能隨著壓力的升高能自動(dòng)提高，
并在磨損后具有一定的自動(dòng)補(bǔ)償能力，摩擦阻力要小，耐油抗腐蝕，磨損小，使用壽命長，
制造筒單，拆裝方便，成本低廉等。液壓缸常用的密封方法有間隙密封和密封圈密封。
間隙密封是靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間很小的配合間隙來保證密封。為了提高其密封性能，
活塞表面上常開有幾個(gè)寬 0.3～0.5 mm 的環(huán)形溝槽，稱壓力平衡槽，如圖 4-9 所示。壓力
平衡槽的作用是使活塞上的徑向液壓力得到平衡，使活
塞能自動(dòng)對(duì)中，從而減小活塞和缸筒配合表面間的摩擦
力，并減少泄漏量。間隙密封屬于非接觸式密封，結(jié)構(gòu)
簡單、摩擦力小、壽命長，但對(duì)配合表面的加工精度和
表面粗糙度要求較高，且不能*消除泄漏，密封性能
也不能隨壓力的升高而提高，因此一般在液壓缸中較少
采用，而僅用于直徑小、運(yùn)動(dòng)速度快的低壓液壓缸中。
密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較廣泛的一種密封方法。它是依靠裝配時(shí)的預(yù)壓縮力和
工作時(shí)液體壓力的作用產(chǎn)生彈性變形，通過彈性力緊壓在密封表面上實(shí)現(xiàn)接觸密封的。密
封圈結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償、密封性能隨著壓力的升高而提高，因此密
封可靠，密封表面的加工要求也不高。常用密封圈按其斷面形狀可分為O 形密封圈、Y 形
密封圈、V 形密封圈等。
O 形密封圈的外側(cè)、內(nèi)側(cè)及端部都能起密封作用。由于它是依靠裝配后產(chǎn)生的壓縮變
形來實(shí)現(xiàn)的（圖 4-10（a）所示），因此任何形狀的密封圈在安裝時(shí)必須保證足夠的預(yù)壓縮
量，預(yù)壓縮量過小不能密封，過大則摩擦力增大，易損壞。所以安裝密封圈的溝槽尺寸和
表面質(zhì)量必須按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。當(dāng)動(dòng)密封的壓力超過 10 MPa 或靜密封的
壓力超過32 MPa 時(shí)，密封圈有可能被擠入間隙，產(chǎn)生破損，降低密封性，因此，O 形密封
圈需要加密封擋圈保護(hù)，如圖4-10（b）所示。O 形密封圈密封的優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠、體積
小、動(dòng)摩擦阻力小、安裝方便、價(jià)格低，故應(yīng)用極為廣泛。
Y 形密封圈在工作時(shí)受液壓力作用使唇張開，分別貼在配合表面上，起到密封作用。
當(dāng)油壓升高時(shí)，唇邊與配合表面貼得更緊，密封性能更好，并在磨損后具有自動(dòng)補(bǔ)償能力。
為此，在裝配時(shí)應(yīng)注意使唇邊面對(duì)有壓力的油腔。當(dāng)壓力變化較大、運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，要
采用支承環(huán)來定位，以防發(fā)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，如圖 4-11（a）所示。Y 形密封圈的彈性比 O 形
密封圈差，伸張性小，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮如何安裝和拆卸的問題。
V 形密封圈由三個(gè)不同截面的支撐環(huán)、V 形密封環(huán)和壓環(huán)組成，如圖4-11（b）所示，
其中密封環(huán)的數(shù)量由工作壓力大小而定。當(dāng)工作壓力小于 10 MPa 時(shí)，使用三件一套已足
夠保證密封；當(dāng)工作壓力高于 10 MPa 時(shí)，可增加密封環(huán)的數(shù)量，以提高密封效果。與 Y
形密封圈一樣，在裝配時(shí)也必須使唇邊開口面對(duì)壓力油作用方向。V 型密封圈耐高壓、密
封性能良好、壽命長，但密封裝置的摩擦力和結(jié)構(gòu)尺寸較大，檢修、拆換不便。主要用于
大直徑、高壓、高速柱塞或活塞和低速運(yùn)動(dòng)活塞桿的密封。
4．緩沖裝置
液壓缸一般不考慮緩沖問題，但當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度高或運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較大時(shí)，慣性力有
可能使活塞撞擊缸底或缸蓋，則必須設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置的作用是為了防止活塞在行
程終了時(shí)，由于慣性力的作用與缸蓋發(fā)生撞擊。緩沖原理是活塞在接近缸蓋時(shí)，增大回油
阻力，以降低活塞的運(yùn)動(dòng)速度，從而避免活塞撞擊缸蓋。常用的緩沖裝置是應(yīng)用節(jié)流原理
來實(shí)現(xiàn)緩沖的。
在環(huán)狀縫隙節(jié)流緩沖裝置中，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入緩沖孔時(shí)，封閉在緩沖孔中的油液只能
從緩沖柱塞與緩沖孔之間的環(huán)狀縫隙緩慢排出，使液壓缸產(chǎn)生背壓，迫使活塞運(yùn)動(dòng)速度降
低，實(shí)現(xiàn)緩沖。這種緩沖裝置結(jié)構(gòu)簡單，開始作用時(shí)緩沖效果明顯，在背壓中引起的沖擊
壓力較高，隨后緩沖效果逐漸減弱。其適用于運(yùn)動(dòng)部件慣性不大，移動(dòng)速度不高的場合。
軸向三角槽節(jié)流緩沖裝置是在活塞上開軸向三角槽，活塞與端蓋間的油液只能經(jīng)軸向三角
槽排出，隨著活塞的運(yùn)動(dòng)，三角槽通流面積越來越小，緩沖作用逐漸增強(qiáng)，活塞被逐漸制
動(dòng)，因而使緩沖作用均勻，沖擊壓力小，克服了在行程最后階段緩沖作用減弱的問題。
5．排氣裝置
液壓系統(tǒng)在安裝過程中或長期停止工作后，液壓缸及其回路不可避免地要滲入空氣。液壓系統(tǒng)中混入空氣后，會(huì)影響液壓缸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，如低速運(yùn)動(dòng)時(shí)易爬行，啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)
沖擊、振動(dòng)和噪聲，換向精度降低等，壓力過大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生絕熱壓縮而造成局部高溫。對(duì)
于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，為了排除積留在內(nèi)的空氣，常在液壓缸的
最高部位設(shè)置專門的排氣裝置，如圖4-13 所示。
