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。

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(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。

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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，因此，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；

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半环式连接如图(b)所示，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，因此可用减小间隙的办法来减小泄漏。一般间隙为0.01～0.05mm，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0.3~0.5mm、深

0.5~l mm、间距2~5mm的环

形沟槽，称平衡槽，其作用如

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。

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。故只适用于低压、小直径的快速液压缸。

(2)活塞环密封

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，一般用于高压、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。

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①O形密封圈

O

形密

封圈

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-40～120°C 的温度范围内工作。但与唇形密封圈相比，其寿命较短，密封装置机械部分的精度要求高，启动阻力较大。•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。