液压缸结构图示

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  1、图3.9双作用单活塞杆液压缸结构上缸底2-卡键3. 5、9、11 一克封4活塞6-缸的7-活塞杆，8-导向套10-缸盖12-防尘圈液压缸的结构 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主 要部分所组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端 盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底 1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导 向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端

  2、与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞 杆采用卡键连接，为了保 下面对液压缸的结构具体分析。3.2.1证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈 3、5、9、11和防尘圈12。 缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足 够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。3.2.1.1缸筒与端盖的连接形式 常见的 缸体组件连接形式如图3.10所示。（1法兰式连接（见图a）,结构相对比较简单，加工方 便，连接可靠，但是要求缸 筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。（2半环式连接（见图b）,分为外半环连接和内 半环连 接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可

  3、靠，结构紧密相连，但削弱了缸筒强 度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。（3螺纹式连接（见图f、c）,有外螺纹连接和内螺纹连接两种，具特点 是体积小，重量轻，结构紧密相连，但缸筒端部结构较为复杂，这种连接形式一般 用于要求外形尺寸小、重量 轻的场合。（d）拉杆式连接（d）拉杆式连接（d）粒杆式连接 （r）焊接:（4拉杆式连接（见图d）,结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。（5焊接式连接（见图e）,强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。3.2.1.2缸筒、端盖和导向套的基本要求缸筒是液压缸的主体

  4、，具内孔一般采用链削、绞孔、滚压或琦磨 等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.1 0.4使活塞及其 密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要 承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。-。-S3. 9双作用单活塞杆液压缸结构图 上缸底2-卡键3、5. 9, 11-密封圈4-活塞6-缸筒 7-活塞杆8-导向套10-缸盖12-防尘圈端盖装在缸筒两端，与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大的液压力，因 止匕， 端盖及其连接件都应有足够的强度。设计时既要考虑强度，又要选择工艺性较好的结构形式。导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用，有些液压缸不设导向 套，直接用端盖孔导向，这种结

  5、构简单，但磨损后必须更换端盖。缸筒、端盖和导向套的材料选择和技术要求可参考液压工程手册。3.2.2活塞组件活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。随液压缸的工作压力、安装方式和工作条件的不同，活塞组件有多种结构形式。3.2.2.1活塞与活塞杆的连接形式 如图3.11所示，活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹连接和半环连接形式，除此之外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等。螺纹式连接如图（a所示，结构简单，装拆方便，但一般需备螺母防松 装置；(a)(a)1 括塞1 括塞杆：2-括塞：3-密封圈 4-整片:5-螺国：6-开口销螺纹式连接1-卡环:2一套环：3-弹管卡圈半环式连接半环式连接如图（b所示

  6、，连接强度高，但结构复杂，装拆不便，半环 连接多 用于高压和振动较大的场合。3.2.2.2活塞组件的密封活塞装置主要用来防止液 压油的泄漏，良好的密封是液压缸传递动 力、正常动作的保证，根据两个需要密 封的耦合面间有无相对运动，可把密封分为动密封和静密封两大类。设计或选用 密封装置的基本要求是具有良好的密封性能，并随压力的增加能自动提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、耐油、抗腐蚀、耐磨、 寿命长、制造简单、拆装 方便。常见的密封方法有以下几种。（1间隙密封间隙密封是一种常用的密封方法，它依靠相对运动零件配合面间的微小 间隙 来防止泄漏，由环形缝隙轴向流动理论可知，泄漏量与间隙的三次方 成正比，

  7、因 此可用减小间隙的办法来减小泄漏。一般间隙为 0.010.05mm ,这就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圆表面一般开几道宽 0.30.5mm、深0.5l mm、间距25mm的环形沟槽，称平衡槽， 具作用如下：（a使活塞具 有自位性能，由于活塞的几何形状和 同轴度误差，工作压力油在密封间隙中的不 对称分 布将形成一个径向不平衡力，称为液压卡紧力，它 对中，减小了摩擦力； （b由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多，活塞的对中减少了油液的泄漏量，提高了密封性能；（c自润滑作用，油液储存在平衡槽内，使活塞能自动润滑。问隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用，但对零件的加工精度要求较高，且难以

  8、完全消除泄漏。故只适用于低压、小直径的快速液压缸。（2活塞环密封 使摩擦力增大，开平衡槽后，使得径向油压力趋于平衡，使活塞能够自动活塞环密封依靠装在活塞 环形槽内的弹性金属环紧贴缸 筒内壁实现密封，如 图所示。它的密封效果较间隙密封 好，适用的压力和温度范围很 宽，能自动补偿 磨损和温度变化的影响，能在高速条件下工作，摩擦力小，工作可靠，寿命长，但不能完全密封。活塞环的加工复杂，缸筒内表面加工精度要求高，通常用于高压、高 速和高温的场合。（3密封圈密封 密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一 种密封，密封圈有O形、V形、Y形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼 龙、聚氨酯等。O形密封圈O形密封圈

  9、的截面为圆 形，主要用于静密封和速度较低的滑动密封，其结构简 单紧凑，安装方便，价格便 宜，可在-40120C的 温度度要求高，启动阻力较大。 范围内工作。但与唇形密封圈相比，其寿命较 短，密封装置机械部分的精挡圈型O形圈密封的原理如图所示，O形圈装入密封槽后，其截面受到 压缩后变 形。在无液压力时，靠O形圈的弹性对接触面产生预接触压力，实现初始密封，当密封腔充入压力油后，在液压力的作用下，O形圈挤向槽一侧，密封面上的接触压力上升，提高了密封效果。任何形状的密封圈在安装时，必须保证适当的预压缩量，过小不 能密封，过大则摩擦力增大，且易于损坏，因此，安装密封圈的 沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册

  10、给出的数据严格保证。在动密封中，当压力大于10MPa时，O形圈就会被挤入间隙中而损坏，为此需在O形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈，其厚度为1.252.5mm,双向受高压时，两侧都要加挡圈，其结构如图所示。V形密封圈V形圈的截面为V形，如图所示，V形密封装置是由压环、V 形提高密封效果。安装时，V形圈的开口应面向压力高的一侧。圈和支承环组 成。当工作所承受的压力高于10MPa时，可增加V形圈的数量，压环V型圈挡圈型J k M、V压环V型圈挡圈型J k M、V巾匕国V形圈密封性能良好，耐高压，寿命长，通过调节压紧力，可获得 最佳的密 封效果，但V形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大，主要 用于活塞杆

  11、的往复运 动密封，它适宜在工作所承受的压力 p 50MPa、温度-4080c的条件下工作。 Y形密 封圈Y形密封圈的截面为Y形，属唇形密封圈。它是一种密封性、稳定性 和耐压 性较好，摩擦阻力小，寿命较长的密封圈，故应用很普遍。Y形圈主要用于往复运动的密封，根据截面长宽比例的不同， Y形圈可分为宽断 面和窄断面两种形 式；宽断面Y形圈一般适用于工作压力 p 20MPa。窄断面Y形圈一般适用于工作压力 p 32MPa。图3.15所示为宽断面Y形密封圈。Y形圈的密封作用取决于它的唇边对耦合圆的紧密接触程度，在压力油作用下，唇边对耦合面产生较大的接触压力，从而达到密封的目的；当液压 力升高 时，唇边与藕合面贴

  12、得更紧，接触压力更高，密封性能更好。Y形圈安装时，唇口端面应对着压力高的一侧，当压力变化较大、滑动速度较高时，要使用支承环，以固定密封圈，如图3.15（b所示。3.2.3缓冲装置当液压缸拖动负载的质量 较大、速度较高时，一般应在液压缸中 设缓冲装置，必要时还需在液压传动系统 中设缓冲回路，以免在行程 终端发生过大的机械碰撞，导致液压缸损坏。缓冲的 原理是当活塞或缸筒接近行程终端时，在排油腔内增大回油阻力，从而降低液压 缸的运动速度，避免活塞与缸盖相撞。液压缸中常用的缓冲装置如图所示。3.2.3.1圆柱形环隙式缓冲装置（播放动画）如图（a,当缓冲柱塞进入缸盖上 的内孔缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油腔

  13、，被封闭油液 能从环形间隙6排出，产生 缓冲压力，从而实现减速缓冲。这种缓冲装置在冲过程中，由于其节流面积不变，故缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，快就降低了。其缓冲效果较差，但这种装置结单，制造成本低，所以在系列化的成品液压缸中多采用这种缓冲装置。3.2.3.2圆锥形环隙式缓冲装置 如图（b,由于缓冲柱塞为圆锥形，所以缓冲环 形间隙6随位移量而改变；即节流面积随缓冲行程的增大而缩小，使机械能的吸收较均匀，其缓 冲 效果较好。3.2.3.3可变节流槽式缓冲装置如图3.16（c,在缓冲柱塞上开有由浅渐 深的三角节流槽，节流面积随着缓冲行程的 增大而逐渐减小，缓冲压力变化平 缓。3.2.3.4可调

  14、节流孔式缓冲装置 如图3.16（d,在缓冲过程中，缓冲腔 油液经小 孔节流排出，调节节流孔的大小，可控制缓冲腔内缓冲压力的大小，以适应液 压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求，同时当活塞反向运动时，高压油从单向阀进入液压缸内，活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢或困难等现象。3.2.4排气装置液压传动系统中往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬 行或 前冲等现象；严重时会使系统不能正常工作。因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除，对于要求不高的液压缸，往往不设计专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，这样也能使空气随油液排往油箱，再从油箱溢出；对于速度稳定性要求比较高的液压缸和大型液压缸，常在液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气塞、排气阀等。

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