单活塞杆液压缸
3液压缸解读
液压缸液压缸（又称油缸）是液压系统中常用的一种执行元件，是把液体的压力能转变为机械能的装置，主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。
3.1 液压缸的类型及特点液压缸可按运动方式、作用方式、结构形式的不同进行分类，其常见种类如下。
3.1.1活塞式液压缸活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
3.1.1.1双杆活塞液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3．1所示。
图3.1 双活塞杆液压缸安装方式简图因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。
则缸的运动速度V 和推力F 分别为：)(422d D q A q v v -==πη （3.1）m p p d D F ηπ))((42122--= （3.2）式中: 1p 、2p --分别为缸的进、回油压力；v η、m η--分别为缸的容积效率和机械效率；D 、d--分别为活塞直径和活塞杆直径；q--输入流量；A--活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
3.1.1.2单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图3.2所示。
(1)当无杆腔进油时[图3.2（a ）]，活塞的运动速度1v 和推力1F 分别为v v D q A q v ηπη2114== （3.3）m m p d D p D A p A p F ηπη])([4)(2221222111--=-= （3.4）(2)当有杆腔进油时[图3.2(b)]，活塞的运动速度2v 和推力2F 分别为v v d D q A q v ηπη)(42222-==（3.5）m m p D p d D A p A p F ηπη])[(4)(2212211222--=-= （3.6）式中符号意义同式（3.1）、式（3.2）。
单杆双作用活塞式液压缸
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4.1.4 其它液压缸
1.增压缸
增压缸是活塞缸 与柱塞缸组成的复合 缸，但它不是能量转 换装置，只是一个增 压器件。
增压比为大活塞与小柱塞的面积比K＝D 2/d 2 小柱塞缸输出的压力 pb＝ paKηm
增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。
增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压油路的场合。
双作用式
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4.1.4 其它液压缸(续2）
3.齿条活塞缸
齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将 活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用在机床的进刀机 构、回转工作台转位、液压机械手等。
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4.2 液压缸的典型结构及组成
4.2.1 液压缸的典型结构举例
摆动运动
{ 摆动缸（摆动马达） 齿轮缸
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3
4.1.1 活塞式液压缸
1.单杆双作用活塞式液压缸
(1).结构 缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
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4
1.单杆双作用活塞式液压缸
(2).工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。
●柱塞粗、受力好。 ●简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工；
柱塞外圆面比内孔加工容易。） 应用于行程较长的场合。
职能符号：
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4.1.3 摆动式液压缸
当通入液压油，它的主轴能
输出小于360°的摆动运动
的缸称为摆动式液压缸。常 用于辅助装置，如送料和转 位装置、液压机械手及间歇 进给机构。
第二节 液压缸
缸在左右两个方向上输出的推力相等。 ηm为缸的机械效率。
qv 4qv v A (D2 d 2 )
缸在左右两个方向上输出的速 度相等。ηv为缸的容积效率。
（3）图形符号
2、单活塞杆液压缸 （1）安装方式及图形符号 缸筒固定 活塞杆固定 两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效 行程的两倍。
工作原理：
无杆腔 进油腔 回油腔
有杆腔
工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。
（2）单杆活塞缸速度推力特性 ①无杆腔进油 向右运动速度：
qv 4qv v1 2 A1 D
向右运动推力：
2 2 2 F1 ( p1A1 p2 A2 )m p1 D p2 ( D d )m 4 4
小
结
液压缸用于实现往复直线运动和摆动，是液压系 统中最广泛应用的一种液压执行元件。液压缸有时需 专门设计。 设 计 液 压 缸 的 主 要 内 容
1．根据需要的推力计算液压缸内径及活塞杆 直径等主要参数；
2．对缸壁厚度、活塞杆直径、螺纹连接的强 度及油缸的稳定性等进行必要的校核； 3．确定各部分结构，其中包括密封装置、缸 筒与缸盖的连接、活塞结构以及缸筒的固定形 式等，进行工作图设计。
7. 8. 9. 10. 11.
12. 13. 14.
单杆活塞缸为实现快进、快退往复速度相等，采用 回 路，活塞直径是活塞杆直径的 倍。 在液压传动系统中，当工作台行程较长时常采用 式液 压缸，这是因为 。 双杆活塞缸常用于 的场合。 一般单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的 速度 、推力 。因此，在机床液压系统中常用其 实现运动部件的空行程快进。 柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借助 或 完成。在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程 长的设备中为了得到双向运动，可采用 。 增压缸能将 转变为 供液压系统中某一支油路使用。 油缸的排气口应设置在 。 液压缸中常用的缓冲装置有 、 、 和 。
单杆活塞液压缸差动连接工作原理
单杆活塞液压缸差动连接工作原理
单杆活塞液压缸差动连接的工作原理是利用液压油的流入和流出，使活塞在两个同心圆的内孔上产生相对运动，从而实现差动连接。
当液压油从液压缸A的油口流入时，活塞会向相对圆孔方向运动，油液则从液压缸B的油口流出；反之，当液压油从液压缸B的油口流入时，活塞则会向相对圆孔的相反方向运动，油液从液压缸A的油口流出。
这样的双向液压传输能够保证同一时间内每个圆孔内的入口和出口压力相等，从而实现差动连接。
此外，还可以通过把液压缸的进油和回油连接在一起，使单活塞杆液压缸的两腔同时通入压力油。
由于两腔的承压面积不同（无杆腔面积大、有杆腔面积小），在活塞两端压强相等的情况下（帕斯卡原理——密闭容器内液体各处的压强相等），总压力却有差别。
于是活塞会往有杆腔移动——差动，迫使有杆腔的回油重新进入液压缸的无杆腔，以增加液压缸往外伸出的速度。
以上信息仅供参考，建议查阅关于单杆活塞液压缸的书籍或咨询该领域的专家以获取更专业的解答。
液压缸基本结构
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，另一端与缸盖采用螺纹连接。
活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保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。
下面对液压缸的结构具体分析。
3.2.1 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，连接可靠，结构紧凑，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，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
•(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，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，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。
液压泵液压缸液压马达的型号及参数以及精编版
液压、气动一、液压传动1、理解：液压传动是以流体为工作介质进行能量传递的传动方式。
2、组成原件1、把机械能变换为液体（主要是油）能量（主要是压力能）的液压泵2 、调节、控制压力能的液压控制阀3、把压力能转换为机械能的液压执行器（液压马达、液压缸、液压摆动马达）4 、传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件液压系统的形式3、部分元件规格及参数衡力，磨损严重，泄漏较大。
叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。
这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。
一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。
还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。
适用工况和应用举例【KCB/2CY型齿轮油泵】工作原理：2CY、KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。
A为入吸腔，B为排出腔。
泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。
被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外。
KCB/2Y型齿轮油泵型号参数和安装尺寸如下：【KCB/2CY型齿轮油泵】性能参数：【KCB/2CY型齿轮油泵】安装尺寸图：KCB18.3~83.3与2CY1.1~5安装尺寸图电动机KCB200~960与2CY8~150安装尺寸图双联叶片泵（两个单级泵并联组成，有多种规格）以下为YYB—AA型YYB—AB型ηη(2)液压马达：是把液体的压力能转换为机械能的装置分类：1、按照额定转速选择：分为高度和低速两大类，高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等，高速液压马达主要具有转速较高，转动惯性小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。
液压油缸
29-38
液压缸设计步骤
一、液压缸工作压力的确定：
根据负载计算工作压力，也可根据用途查表。
二、液压缸内径和活塞杆直径的确定： 内径根据工作负载和工作压力确定。必要时校核强度。 三、液压缸主要尺寸的确定： 工作载荷情况，按前面的计算公式设计。
四、液压缸其它部位尺寸的确定：
五、液压缸的强度和刚度校核：
第一节：液压缸的类型及特点
29-15
4. 摆动缸
第一节：液压缸的类型及特点
29-16
双叶片摆动缸
第一节：液压缸的类型及特点
29-17
第二节 液压缸的结构
一、液压缸的典型结构举例：单活塞杆，双活塞杆。 二、缸筒与缸盖的连接：
三、活塞和活塞杆的连接：
四、活塞的密封： 五、液压缸的缓冲装置： 六、液压缸的排气装置： 七、活塞杆头部结构：
第二节：液压缸的结构
29-23
四、活塞的密封
(1)间隙密封
依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防 止泄漏。一般间隙为0.01～0.05mm。 在活塞的外圆表面开几道宽0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、间距2~5mm的环形平衡槽，作用如 下: (a) 使活塞能自动对中，开平衡槽后，消除液压 卡紧力，径向油压力趋于平衡，减小了摩擦力； (b) 同心环缝的泄漏比偏心环缝小得多，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。 间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，且难以完全消除泄漏。只适用于低压、小直径的快速液压缸。
29-30
圆柱形环隙式缓冲装置
如图 (a)，当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时，缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油
腔，被封闭油液只能从环形间隙δ排出，产生缓冲压力，从而实现减速缓冲。
常用液压缸有哪些结构形式
活塞式：单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。
是一种单活塞液压缸。
其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。
活塞仅能单向运动，其反方向运动需由外力来完成。
但其行程一般较活塞式液压缸大。
柱塞式：（1）柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（2）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；（3）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（4）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
伸缩式：伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。
伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。
此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。
有多个一次运动的活塞，各活塞逐次运动时，其输出速度和输出力均是变化的。
摆动式：摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。
有单叶片和双叶片两种形式。
定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。
根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。
扩展资料：介绍：液压缸是液压传动系统中的执行元件，它是把液压能转换成机械能的能量转换装置。
液压马达实现的是连续回转运动，而液压缸实现的则是往复运动。
液压缸的结构型式有活塞缸、柱塞缸、摆动缸三大类，活塞缸和柱塞缸实现往复直线运动，输出速度和推力，摆动缸实现往复摆动，输出角速度（转速）和转矩。
液压缸除了单个地使用外，还可以两个或多个地组合起来或和其他机构组合起来使用。
以完成特殊的功用。
液压缸结构简单，工作可靠，在机床的液压系统中得到了广泛的应用。
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d 2 ) p2 ]
4Q
v1 D2
（2）从小腔进油, 大腔回油(如图),则有
F2
p1 A2
A1 p2
[(D2
4
d 2 ) p1
D2 p2 ]
v2
4Q
(D2 d 2)
式中 F1 F2压力油进入大腔、小腔时活塞的推力或拉力; v1 v2 压力油分别进入大腔、小腔时活塞的运动速度; p1 供油压力;p2 回油压力,俗称背压;
第五章 动力油缸（液压缸）
油马达输出的是转速和转矩,是连续的转动； 有些工作机要求的是力和往复直线运动或者是 转矩和小的往复摆动，这就是动力油缸。
一、分类 动力油缸
第一节液压油缸的类型及特点
单作用油缸 双作用油缸 组合油缸 摆动油缸
活塞式 柱塞式 伸缩式 单活塞杆 差动 双活塞杆 伸缩式 串联 增压 多位 齿条传动 单叶片式 双叶片式
四.摆动式液压缸 摆动式液压缸是一种作往复旋转运动的执行元件。 符号： 单片式摆动式液压缸，由于结构的限制,其旋转的角度小于
360。
双片式摆动液压缸，摆动角度小于180，但与单片式相 比，在结构尺寸相同的情况下，其输出转矩增大一倍，并具 有径向液压力平衡的优点。两者都可使输出轴作逆时针旋转 和作顺时针旋转。
6）活塞式液压缸典型结构
1．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 13．耳轴
3、无活塞杆液压缸 又称齿条活塞液压缸
三、柱塞式液压缸
柱塞式液压缸由缸筒1、活塞2、缸套3和弹簧卡圈4等零 件组成。压力油从唯一的油口进入缸筒,推动柱塞向下运动, 压力油泄掉,柱塞不会自动向左运动。
F pA d 2 p
4
柱塞的运动速度为:
Q 4Q
v A d 2
式中:d柱塞直径。其它符号意义同前。
（5）柱塞式液压缸是单作用式的，它的回程需要借助自重 （垂直放置时）、弹簧力等其它外力来完成。
为了实现双向往复运动，即实现两个方向的液压驱动,可 采用双柱塞缸并排安装的方案 .
（6）柱塞只靠钢套支撑而不与缸体接触，这样缸筒易于加工， 故适于做长行程的液压缸。太长，有时需要加辅助导向机构。
（3）v2、v1之比称为速度比
v
v2 v1
1
1 (d
)2
D
可见单活塞杆液压缸左、右两个方向的工作性能是不对称的。
例：液压刨床
５）差动液缸
若要得到对称的工作特性, 对单活塞杆液压缸来说可采用 差动工作方式来实现。所谓差动工作方式,就是把油路接成如 图所示的差动连接,即压力油同时进入大腔和小腔。这时两腔 的压力虽然相同,但由于两腔有效面积不同,故而推动活塞向右 的力大于推活塞向左的力,因此活塞会产生向右的运动。
p( A1
A2 )
4
d2
p1
根据以上公式，如果回油压力p2 =0，则返回时：
F2
p1 A2
A1 p2Fra bibliotek4
[(D2
d 2 ) p1
D2 p2 ]
4
d
2
p1
即可以F2=F3，可见，差动液缸可以实现活塞左右运动时的 推力相等。而且推力比非差动连接小。
总上是说，差动油缸克服了由于活塞杆面积对往复运动力 与速度的影响。
A活塞有效面积;
Q供油量;
d活塞杆直径;
D活塞直径;
2、单活塞杆液压缸
1）结构特点： 这种液压缸的活塞只有一端从缸的端头伸出。其结构组
成与双活塞杆液压缸相似
职能符号：
2）工作原理：
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞在液压力的作 用下，作直线往复运动。
3）安装方式：
4）基本参数：
这种液压缸由于左、右腔的活塞有效工作面积不相等, 因而以相同的压力和流量先后分别向左、右腔供油,则活塞 向右、向左产生的推力和速度是不相同的。各种情况下的推 力和速度的计算方法如下 :
（1）从大腔（无杆腔）进油,小腔（有杆腔）回油,则
F1
p1 A1
A2 p2
4
[
D
2
p1
(D2
由此可见这种液压缸的工作有如下特点:
(1)它是一种单作用式液压缸,靠液压力只能实现一个方向的 运动,柱塞的回程要靠其它的外力或柱塞的自重(当液压缸垂 直放置时);
(2)柱塞只靠缸套支承而不与缸筒接触,这样缸筒极易加工, 故适于做长行程液压缸;
(3)工作时液压缸总受压,因而它必须具有足够的刚度;
(4)柱塞端面是受油压的工作面,所以: 柱塞上有效作用力为:
a只要改变活塞杆的直径就可改变运动速度,因此,采用差动液 压缸可以方便地实现所要求的快速运动，比单从大油腔单独 供油时的速度大；
b只要有A1=2A2 （即：d 2 D2 2 ）的关系,差动连接的运动速 度v3可以等于小腔进油(供油流量不变)大腔回油时的运动速度；
c这种缸的活塞推力计算公式为：
F3
L
3）基本参数：
双活塞杆液压缸的两端直径通常是相等的,因而液压缸左 右两腔的有效面积相同。若供油压力和流量不变,则活塞往复 运动时两个方向的作用力和速度是相等的。作用力和速度的计 算式如下:(设回油压力为零)
F Ap (D2 d 2 ) p
4
Q
v 1 （D2 d 2 )
4 式中：p供油压力;
缸的职能符号：
1）结构特点：两侧有效工作面积一样。
2）安装方式：两种
缸筒固装在机架上,活塞杆与工作台相连。这种安装方式 当活塞杆的有效行程为l时,整个工作台的运动范围是3l, 所以机器占地面积较大。
L
活塞杆固装在机架上,缸筒则与工作台相连。这样, 工作台的移动范围只等于活塞有效行程l的2倍(2l),所 以机器占地面积较小。
活塞向右运动中,小腔排出的油流量为Q`,这股流量与供油
流量合在一起进入大腔,使活塞向右运动的速度加快。其计算
方法如下。
Q1
v3
Q
Q` A1
Q
v3 A2 A1
v1
Q
4Q
v3 A1 A2 d 2
p1Q1
Q` v3
差动连接的单活塞杆液压缸也称差动液压缸。由式可见,对差 动液缸,可以得到几点结论：
以运动形式分两种;往复直线运动,往复摆动。
二、活塞式液压缸
结构由缸筒、活塞、活塞杆、端盖、支架和密封件等 组成。当压力油从左油口进入缸的左缸时,推动活塞向右运 动,从而通过活塞杆带动工作台也向右运动。缸左腔的油则 从右口排出。若从右口进压力油,则工作台会产生反向(左) 运动,左口就会成为排油口。
1、双活塞杆液压缸