液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件， 它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓油缸主要由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置等結(jié)構(gòu)組成。

液壓缸缸筒

    缸筒是液壓缸的主體零件，它與缸蓋、活塞等零件構(gòu)成密閉的容腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。常用的缸筒結(jié)構(gòu)有8類，一般根據(jù)缸筒與端蓋的聯(lián)接方法選用。缸筒要承受很大的液壓力，因此材料一般要求有足夠的強(qiáng)度剛度和沖擊韌性，對(duì)焊接的還要有出色的焊接功用，所以常用材料有：25，45，ZG200~400，1Cr18Ni9等等。缸筒毛坯多選用冷拔或熱扎無縫鋼管，因此工序一般是調(diào)質(zhì)（保證缸筒的強(qiáng)度，使其能承受油壓不會(huì)變形和損壞）→珩磨或鏜滾壓（保證缸筒內(nèi)徑的粗糙度、圓度、圓柱度和直線度等，使活塞密封性在長期往復(fù)運(yùn)動(dòng)后不變）→車（保證缸筒全長等計(jì)劃規(guī)范懇求）→鉆（加工出油口孔，保證進(jìn)出油路）→鉗。其內(nèi)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 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能順利滑動(dòng)，從而保證密封效果，減少磨損。

液壓缸缸蓋

    缸蓋裝在液壓缸缸筒兩端，與缸筒形成封閉的油腔。同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。一般有焊接、螺紋、螺栓、卡鍵和拉桿等多種聯(lián)接方法，一般根據(jù)工作壓力，油缸的聯(lián)接方法，運(yùn)用環(huán)境等要素挑選。設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮強(qiáng)度，又要選擇工藝性較好的結(jié)構(gòu)形式。

液壓缸活塞桿

     活塞桿是液壓缸傳遞力的主要元件。材料一般選擇中碳鋼（如45號(hào)鋼）。油缸工作時(shí)，活塞桿受推力、拉力或彎曲力矩等，故保證其強(qiáng)度是必要的；并且活塞桿常在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，協(xié)作應(yīng)適合，太緊了，摩擦力大，太松了，會(huì)導(dǎo)致卡滯現(xiàn)象和單邊磨損，這就要求其外表粗糙度、直線度和圓度等適合。所以，活塞桿的工藝一般是粗車→調(diào)質(zhì)→半精車→淬火→鍍前磨→鍍鉻→鍍后磨→精車。

液壓缸活塞

    活塞是將液壓能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的主要元件，它的有效作用面積直接影響液壓缸的作用力和運(yùn)動(dòng)速度?；钊c活塞桿聯(lián)接有多種方法，最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。螺紋式連接，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但一般需備螺母防松裝置;半環(huán)式連接連接強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，半環(huán)連接多用于高壓和振動(dòng)較大的場合。當(dāng)無導(dǎo)向環(huán)時(shí)，活塞用高強(qiáng)度鑄鐵HT200~300或球墨鑄鐵；當(dāng)有導(dǎo)向環(huán)時(shí)，活塞用優(yōu)質(zhì)碳素鋼20號(hào)、35號(hào)和45號(hào)。

液壓缸密封裝置

     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(dòng)力、正常動(dòng)作的保證，根據(jù)兩個(gè)需要密封的耦合面間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可把密封分為動(dòng)密封和靜密封兩大類。設(shè)計(jì)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(dòng)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、制造簡單、拆裝方便。常見的油缸活塞密封方法：間隙密封、活塞環(huán)密封、活塞環(huán)密封、O形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈。

(1)間隙密封

     間隙密封是一種常用的密封方法，它依靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件配合面間的微小間隙來防止泄漏，由環(huán)形縫隙軸向流動(dòng)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 0.01～0.05mm，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 0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、間距 2~5mm 的環(huán)形溝槽，稱平衡槽，其作用如下:

• 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(duì)稱分布將形成一個(gè)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，使活塞能夠自動(dòng)對(duì)中，減小了摩擦力；
• 由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多，活塞的對(duì)中減少了油液的泄漏量，提高了密封性能；
• 自潤滑作用，油液儲(chǔ)存在平衡槽內(nèi)，使活塞能自動(dòng)潤滑。間隙密封的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、摩擦力小、耐用，但對(duì)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(huán)密封

     活塞環(huán)密封依靠裝在活塞環(huán)形槽內(nèi)的彈性金屬環(huán)緊貼缸筒內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)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(dòng)補(bǔ)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?；钊h(huán)的加工復(fù)雜，缸筒內(nèi)表面加工精度要求高，一般用于高壓、高速和高 溫的場合。

(3) 密封圈密封

    密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)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(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等。

(4)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(dòng)密封，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，價(jià)格便宜，可在-40～120°C 的溫度范圍內(nèi)工作。但與唇形密封圈相比，其壽命較短，密封裝置機(jī)械部分的精度要求高，啟動(dòng)阻力較大。

O形圈密封的原理是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(shí)，靠O形圈的彈性對(duì)接觸面產(chǎn)生預(yù)接觸壓力，實(shí)現(xiàn)初始密封，當(dāng)密封腔充入壓力油后，在液壓力的作用下，O 形圈擠向槽一側(cè)，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(shí)，必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)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(guān)手冊(cè)給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。在動(dòng)密封中，當(dāng)壓力大于 10MPa 時(shí)，O 形圈就會(huì)被擠入間隙中而損壞，為此需在 O 形圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，其厚度為1.25～2.5mm，雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

(5)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(huán)、V 形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于 10MPa 時(shí)，可增加 V 形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時(shí)，V 形圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。V 形圈密封性能良好，耐高壓，壽命長，通過調(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)尺寸較大，主要用于活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，它適宜在工作壓力 p>50MPa、溫度-40~80℃的條件下工作。

(6)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(wěn)定性和耐壓性較好，摩擦阻力小，壽命較長的密封圈，故應(yīng)用很普遍。Y 形圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封，根據(jù)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(duì)耦合圓的緊密接觸程度，在壓力油作用下，唇邊對(duì)耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力，從而達(dá)到密封的目的；當(dāng)液壓力升高時(shí)，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(shí)，唇口端面應(yīng)對(duì)著壓力高的一側(cè)，當(dāng)壓力變化較大、滑動(dòng)速度較高時(shí)，要使用支承環(huán)，以固定密封圈，如圖 3.15(b)所示。

液壓缸導(dǎo)向套

    導(dǎo)向套對(duì)活塞桿起導(dǎo)向和支撐作用，它要求協(xié)作精度高，摩擦阻力小，耐磨性好，能承受活塞桿的壓力、彎曲力以及沖擊振動(dòng)。內(nèi)裝有密封設(shè)備以保證缸筒有桿腔的密封，外側(cè)裝有防塵圈，以防止雜質(zhì)、塵土和水分帶到密封設(shè)備處，損壞密封。金屬導(dǎo)向套一般選用摩擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和氧化鑄鐵等；非金屬導(dǎo)向套可選用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

液壓缸緩沖裝置

    當(dāng)液壓油缸拖動(dòng)負(fù)載的質(zhì)量較大、速度較高時(shí)，一般應(yīng)在液壓缸中設(shè)緩沖裝置，必要時(shí)還需在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)緩沖回路，以免在行程終端發(fā)生過大的機(jī)械碰撞，導(dǎo)致液壓缸損壞。緩沖的原理是當(dāng)活塞或缸筒接近行程終端時(shí)，在排油腔內(nèi)增大回油阻力，從而降低液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，避免活塞與缸蓋相撞。

液壓缸排氣裝置

     液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象;嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除，對(duì)于要求不高的液壓缸，往往不設(shè)計(jì)專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液排往油箱，再從油箱溢出;對(duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。

以上就是液壓油缸的主要組成部分，只有對(duì)液壓缸的結(jié)構(gòu)有深刻的了解，才能更好的使用它創(chuàng)造出更多的價(jià)值，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。