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各(ge)種液壓缸工作(zuò)原理及結構分(fen)析

2025.12.17

什麼是液壓(ya)缸

液壓缸是将(jiāng)液壓能轉變為(wei)機械能的、做直(zhi)線往複運動（或(huò)擺動運動）的液(ye)壓執行元件。它(ta)結構簡單、工作(zuo)可靠。用它來🔞實(shi)現往複運動時(shi)，可免去減速裝(zhuang)置，并且沒有傳(chuan)動間隙，運動平(píng)穩，因此在各種(zhǒng)機械的⚽液壓系(xi)統中得到廣泛(fan)應用。液壓缸輸(shu)出力和活塞有(yǒu)效面積及其兩(liǎng)邊的壓差成正(zheng)比；

液壓缸的結(jie)構

液壓缸通常(cháng)由後端蓋、缸筒(tǒng)、活塞杆、活塞組(zu)件、前端☎️蓋等主(zhu)要❓部分組成；為(wéi)防止油液向液(ye)壓缸外洩漏或(huò)由高壓腔向🛀🏻低(dī)壓腔洩漏，在缸(gang)筒與端蓋、活塞(sai)與活塞杆、活塞(sāi)與缸筒、活塞杆(gǎn)與前端蓋之間(jian)均設置🌈有密封(fēng)裝置，在前端蓋(gài)外側，還⛷️裝有防(fáng)塵裝置；為防止(zhǐ)活塞快速退回(hui)到行程終端時(shi)撞擊缸蓋，液壓(ya)缸端部還設置(zhi)緩沖裝置；有時(shí)還需設置排氣(qì)裝置。

缸體組件與活(huó)塞組件形成的(de)密封容腔承受(shou)油壓作用💋，因此(cǐ)，缸體組件要有(you)足夠的強度，較(jiào)高的表面精度(dù)可靠的密封性(xing)。

(1)法蘭式連接，結(jie)構簡單，加工方(fang)便，連接可靠，但(dàn)是要求缸筒❌端(duān)部有足夠的壁(bì)厚，用以安裝螺(luó)栓或旋入🚶螺釘(ding)，它是🌍常用的一(yi)種連接形式。

(2)半(ban)環式連接，分為(wéi)外半環連接和(hé)内半環連接兩(liǎng)種連接形式，半(bàn)環連接工藝性(xing)好，連接可靠，結(jie)構緊湊，但削弱(ruò)了缸筒強度。半(ban)環連接應用十(shi)分普遍，常用🌂于(yú)無縫鋼管缸筒(tǒng)與端蓋的連接(jie)中。

(3)螺紋式連接(jie)，有外螺紋連接(jie)和内螺紋連接(jie)兩種，其特點是(shì)體積小，重量輕(qing)，結構緊湊，但缸(gāng)筒端部結構複(fú)雜🔞，這種連接形(xing)式一般用于要(yao)求外形尺寸小(xiao)、重🐅量輕的♊場合(hé)。

(4)拉杆式連接，結(jie)構簡單，工藝性(xing)好，通用性強，但(dàn)端蓋的體積🈲和(he)重量較大，拉杆(gan)受力後會拉伸(shen)變長，影響效果(guo)。隻适用于💋長度(dù)⭐不大的中、低壓(yā)液壓缸。

(5)焊接式(shì)連接，強度高，制(zhi)造簡單，但焊接(jiē)時易引起缸🌂筒(tong)變形。

液壓缸的(de)基本作用形式(shi)：

标準雙作用：動(dong)力行程在兩個(gè)方向并且用于(yu)大多數應用場(chǎng)合：

單作用缸：當(dang)僅在一個方向(xiang)需要推力時，可(kě)以采用一個單(dān)作用缸；

雙杆缸(gang)：當在活塞兩側(ce)需要相等的排(pái)量時，或者當把(bǎ)一個✂️負載連接(jie)于每端在機械(xie)有利時采用，附(fu)加端可以用來(lái)安裝操作行程(cheng)開關等的凸輪(lun)．

柱(zhu)塞式單作用缸(gang)：僅有一個流體(ti)腔，這種類型的(de)缸通常💔豎直安(ān)裝，負載重置使(shi)缸内縮，他們又(yòu)是被成為“排量(liàng)缸”，并且✨對長行(háng)程是實用的；

多(duo)級伸縮缸：最多(duō)可帶4個套簡，收(shou)攏長度比标準(zhun)缸短．有單作👣用(yong)或雙作用，它們(men)與标準缸相比(bi)是比較貴的💛，通(tong)常用于安裝空(kōng)間較小但需要(yao)較大行程的場(chǎng)合，

串聯缸：一個(gè)串聯缸足由兩(liǎng)個同軸安裝的(de)缸組成的，兩個(gè)缸的活塞由一(yi)個公共活塞杆(gan)鍊接，在兩缸之(zhī)前設置杆密💚封(feng)件✉️以便使每個(gè)缸都能雙作用(yong)，當🔞安裝寬度或(huò)高度受限制時(shi)．串聯缸可❄️以增(zeng)加出力；

雙聯缸(gang)：一個雙聯缸是(shì)由兩個同軸安(ān)裝的缸組成的(de)．兩個活塞不相(xiàng)連接．在兩缸之(zhi)間設置杆密封(feng)件以便使每個(ge)缸🛀都能⁉️雙作用(yòng)，兩個缸可以活(huo)塞杆對㊙️活塞安(an)裝（如圖)或者背(bèi)靠背安裝．通常(cháng)用來提供三位(wèi)置工作。

1、動(dòng)力部分－将原動(dong)機的機械能轉(zhuan)換為油液的壓(yā)力能（液壓能）。例(lì)如：液壓泵。

2、執行(hang)部分－将液壓泵(bèng)輸入的油液壓(ya)力能轉換為帶(dai)❓動👅工作機構的(de)機械能。例如：液(ye)壓缸、液壓馬達(dá)。

3、控制部分－用來(lai)控制和調節油(yóu)液的壓力、流量(liang)和流動方向。例(li)如：壓力控制閥(fa)、流量控制閥和(hé)方向控制閥。

4、輔(fǔ)助部分－将前面(miàn)三部分連接在(zai)一起，組成一個(gè)系統，起貯油、過(guo)濾、測量和密封(feng)等作用。例如：管(guan)路和接頭、油⚽箱(xiāng)、過濾器、蓄能器(qì)、密☂️封件和控制(zhì)儀表等。

在一定(dìng)體積的液體上(shang)的任意一點施(shi)加的壓力,能夠(gou)大小相等地向(xiàng)各個方向傳遞(dì).這意味着當使(shǐ)用多個液壓缸(gāng)時,每個液壓缸(gang)将按各自的速(su)度拉或推,而這(zhe)些速度💋取決于(yú)♊移動負載所需(xū)的壓力.

在液壓(yā)缸承載能力範(fan)圍相同的情況(kuàng)下,承載最小載(zai)荷的液壓缸會(huì)首先移動,承載(zai)最大載荷的液(yè)壓缸最後移動(dòng).

為使液壓缸同(tóng)步運動,以達到(dao)載荷在任一點(diǎn)以同一速度被(bèi)頂升,一定要在(zài)系統中使用控(kòng)制閥或同步頂(ding)💚升系統元件.

液(ye)壓缸的分類

按供油方(fāng)向分，可分為單(dan)作用缸和雙作(zuò)用缸。單作用缸(gang)隻是往缸的一(yī)側輸入高壓油(yóu)，靠其它外力使(shi)活塞反向⭐回程(chéng)。雙作用缸則分(fèn)别向缸的兩側(ce)輸入壓力油。活(huo)塞的正反向運(yun)動均靠液壓🌐力(li)完成。

按結構形(xing)式分，可分為活(huó)塞缸、柱塞缸、擺(bai)動缸和伸縮套(tao)👌筒👈缸。按❄️活塞杆(gǎn)的形式分，可分(fèn)為單活塞杆缸(gang)和雙🏃活塞杆缸(gang)。

按缸的特殊用(yong)途分，可分為串(chuàn)聯缸、增壓缸、增(zēng)速缸、步進🌈缸等(děng)。此類缸都不是(shì)一個單純的缸(gang)筒，而是和其它(ta)缸筒和構件組(zǔ)合而成，所以從(cong)結構的觀點看(kàn)，這類缸又叫組(zu)合缸。

1、差動液壓(ya)缸

當(dang)單杆活塞缸兩(liang)腔同時通入壓(ya)力油時，由于無(wú)杆腔有效作用(yòng)面積大于有杆(gan)腔的有效作用(yong)面積，使🎯得活塞(sāi)向右的作用力(lì)大于向左的作(zuo)用力，因此，活🏃🏻塞(sāi)向右運動，活塞(sāi)杆向外伸出；與(yu)此同時，又将有(yǒu)杆腔的油液🔅擠(ji)出，使其流進無(wú)杆🙇‍♀️腔，從而加快(kuài)了活塞杆的伸(shēn)出速度，單活塞(sai)杆液壓缸的這(zhè)種連接方式👌被(bei)稱為差動連🈲接(jiē)。差動連接時,液(ye)壓缸的有效作(zuò)用面積是活塞(sāi)杆的橫截面積(ji)，工作台💞運動速(sù)度比無杆腔進(jìn)油時的速度⁉️大(da)，而輸出力則減(jian)小。

差動連接是(shi)在不增加液壓(ya)泵容量和功率(lǜ)的條件下，實現(xiàn)快速運動的有(yǒu)效辦法。

單活塞杆(gan)液壓缸隻有一(yī)端有活塞杆。是(shì)一種單活塞液(ye)壓缸。其兩端進(jin)出口油口A和B都(dōu)可通壓力油或(huò)回油，以實現雙(shuāng)⛹🏻‍♀️向運動，故又稱(cheng)為雙作用缸。用(yong)它來實現往⚽複(fú)運動時，可免去(qu)減速裝置，并且(qiě)沒有傳動間隙(xì)，運動平穩，因此(ci)在各種機械的(de)液壓系統中得(dé)✉️到廣泛應用。

特(te)點：

（1）無杆腔進油(you)，有杆腔回油。

（2）有(yǒu)杆腔進油，無杆(gǎn)腔回油。

單杆缸三種(zhǒng)比較，如下圖所(suo)示：

3、單杆式活塞(sāi)缸

單杆活塞缸(gāng)的活塞隻有一(yī)端帶活塞杆，由(yóu)于單杆🛀活塞缸(gang)左、右兩腔的有(yǒu)效面積不等，因(yīn)此其特點是：當(dāng)交替進入缸兩(liang)腔的流♌體壓力(li)戶和流量Q不變(biàn)時💁，活塞缸在左(zuǒ)、右兩個方向上(shàng)輸😘出的推🔆力F不(bú)相等，往複運動(dong)速♌度口也不相(xiang)同，并且活塞杆(gǎn)直✏️徑越大，這種(zhong)差别也越大。但(dan)分别采用缸體(tǐ)固定和采用活(huo)塞杆固定時，它(ta)💛們相應的工作(zuo)台的運動範圍(wéi)是相同的。

4、雙杆(gan)式活塞缸

雙杆(gǎn)活塞缸兩端的(de)杆徑通常是相(xiang)等的，因此活塞(sai)✂️兩端的🍉有效作(zuo)用面積也相等(deng)。當油缸兩腔分(fen)别交替輸入相(xiàng)同流量和壓力(lì)的流體時，活塞(sāi)上産生的最大(dà)推力和運動速(sù)度🌈也分别相等(děng)。但分别采用缸(gāng)體固定和活塞(sai)杆固定時，它們(men)相應的工作台(tái)的運動範圍是(shi)不🏃🏻‍♂️同的

雙杆活(huo)塞氣缸的結構(gòu)與雙活塞杆液(ye)壓缸的結構相(xiàng)似，其圖形符号(hao)也相同。

雙杆液壓缸(gang)是活塞的兩側(ce)都有活塞杆的(de)液壓缸，一般為(wéi)雙⁉️向液壓驅動(dong)，可實現等速往(wǎng)複運動。

特點：

（1）無(wú)杆腔進油，有杆(gǎn)腔回油。

（2）有杆腔(qiang)進油，無杆腔回(hui)油。

（3）差動連接—左(zuo)右兩腔接通，且(qiě)都通壓力油。

5、氣液增(zēng)力缸

氣液增力(lì)缸也稱氣液增(zeng)壓缸一般簡稱(cheng)增壓缸。　氣液增(zēng)🐪壓缸是結合是(shi)氣缸和油缸優(yōu)點而改進設計(jì)的，液壓油與壓(ya)縮空氣嚴格隔(ge)離，缸内的活塞(sai)杆接觸工作件(jiàn)後自⭕動啟程，動(dong)作速度快，且較(jiào)氣壓傳動穩定(dìng)，缸體裝置簡單(dān)，出力調整容易(yì)，相同條件下可(ke)🙇‍♀️達到油壓機之(zhi)高出力，能耗低(di)，軟着陸不損模(mo)具，安裝容易并(bìng)且特♍殊增壓缸(gang)可360度任意角度(dù)安裝，所占用的(de)空間小，故障少(shao)無溫升之困擾(rao)，壽命長，噪聲小(xiao)，等核心特性。　增(zēng)壓缸使用一般(ban)氣壓即㊙️能達成(chéng)油壓缸之高出(chū)力，不需要液壓(yā)單元🈲。　增壓缸一(yī)般可分為：預壓(yā)式增壓缸、直壓(yā)式增壓缸、行程(cheng)可調增壓缸、加(jia)大回程拉力增(zēng)壓缸、緊湊并列(liè)型增壓缸、迷你(nǐ)型增壓缸、快速(su)型增壓缸、油氣(qi)隔離❓型增壓缸(gāng)。

增壓缸的工作(zuo)頻率，按照不同(tóng)的行程及缸徑(jing)一般在10~70次❗/分鐘(zhōng)♋ 　作動方式：雙動(dòng) 　操作速度：50~1000mm/s 　出力(lì)範圍：1~100噸　應⛹🏻‍♀️用範(fan)圍：壓印标記、彎(wān)折型材、模具沖(chong)孔、沖切鋼材、型(xíng)材碰焊、擠模成(cheng)型、壓平校直、鉚(mao)接鍛壓、整型钣(ban)金、緊👈密裝配、鉚(mao)合連接、金屬沖(chòng)壓。

伸縮式液壓缸(gang)是可以得到較(jiào)長工作行程的(de)具有多級套筒(tǒng)形活塞杆的液(yè)壓缸，伸縮式液(yè)壓缸又稱多級(ji)液壓㊙️缸。伸😄縮式(shi)液壓缸是由兩(liǎng)個或多個活塞(sai)式液壓缸套裝(zhuāng)而成的，前一級(jí)活塞缸🙇🏻的活塞(sai)杆是後一級活(huo)塞缸的缸筒。

當(dang)壓力油從無杆(gǎn)腔進入時，活塞(sai)有效面積最大(da)的缸筒📱開始🌈伸(shēn)🌈出，當行至終點(dian)時，活塞有效面(mian)積次之的缸筒(tǒng)開始伸出。伸✊縮(suō)式液壓伸出的(de)順序是由大到(dào)小依次伸出，可(ke)獲得很長的💃工(gong)作行程，外伸缸(gang)筒有效面積越(yue)小，伸出🐇速度越(yue)快🔴。因此，伸出速(su)度有慢✌️變快，相(xiàng)應的液壓推力(li)由大變小；這種(zhǒng)推力、速度的🌈變(biàn)化規律，正适🙇🏻合(hé)各種自動裝卸(xie)機械對推力和(hé)速度的要求💔。而(ér)縮回的順序一(yī)般是由小到大(da)依次縮回，縮回(huí)時的軸向長❄️度(du)較短，占用空間(jian)較小，結構緊湊(còu)。常用于工程機(jī)械和其他行走(zǒu)機械，如起重機(ji)、翻鬥汽車等的(de)液壓系統中。

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