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各種液壓缸工(gōng)作原理及結構分(fen)析

2025.12.16

液壓缸是将液壓(yā)能轉變為機械能(neng)的、做直線往複運(yun)動（或🍓擺動運動）的(de)液壓執行元件。它(tā)結構簡單、工作可(ke)靠。用它來實現往(wang)複運動時，可免去(qù)減速裝置，并且沒(méi)🚶有傳動間隙，運動(dong)平穩，因此在各種(zhong)機械的液壓系統(tong)中得到廣泛應用(yòng)。液壓缸輸出力和(he)活塞🔱有效面積及(jí)其兩邊的壓差成(chéng)正比；

液壓缸的結(jie)構

液壓缸通常由(you)後端蓋、缸筒、活塞(sai)杆、活塞組件、前端(duān)蓋等主要部分組(zu)成；為防止油液向(xiàng)液壓缸外洩漏或(huò)由高壓腔向低壓(yā)腔洩漏，在缸筒與(yu)端蓋、活塞與活塞(sai)杆、活塞與缸筒、活(huó)塞杆與前端蓋之(zhī)間均設置有密封(fēng)裝置，在前端🆚蓋外(wài)側，還裝有防塵裝(zhuāng)置；為防止活塞快(kuài)速㊙️退回到行程終(zhōng)端時撞擊✌️缸蓋，液(yè)壓缸♈端部還設置(zhi)緩沖裝置；有時還(hái)需設置排氣裝置(zhì)。

缸體組件

缸體組(zǔ)件與活塞組件形(xíng)成的密封容腔承(chéng)受油壓作🌈用，因此(ci)，缸體組件要有足(zú)夠的強度，較高的(de)表面精度可靠🌍的(de)密封性。

(2)半環式連接，分為(wei)外半環連接和内(nèi)半環連接兩種❓連(lián)接形式，半環連接(jie)工藝性好，連接可(kě)靠，結構緊湊，但削(xuē)弱了缸筒強度。半(bàn)環連接應用十分(fèn)普遍，常用🤞于無縫(féng)鋼管缸筒與端蓋(gai)的連接中。

(3)螺紋式(shi)連接，有外螺紋連(lian)接和内螺紋連接(jiē)兩種，其特📐點是體(ti)積小，重量輕，結構(gou)緊湊，但缸筒端部(bù)結構複雜，這種連(lián)接形式一般用于(yu)要求外形尺寸小(xiǎo)、重♋量輕的場合。

(5)焊接式連接，強度(du)高，制造簡單，但焊(han)接時易引起缸筒(tong)變形。

單作用缸：當(dāng)僅在一個方向需(xu)要推力時，可以采(cai)用一個單作用缸(gāng)；

雙杆缸：當在活塞(sāi)兩側需要相等的(de)排量時，或者當把(ba)一個負載連接于(yú)每端在機械有利(li)時采用，附加端可(ke)以用✏️來安裝操作(zuò)行😘程開關等的凸(tū)輪．

彈簧回程單作(zuò)用缸：通常限于用(yong)來保持和夾緊的(de)很🔞小的短行程缸(gāng)。容納回程彈簧所(suo)需要的長度使得(dé)它們在💜需要長行(hang)⭐程時很讨厭；

串聯缸：一個(gè)串聯缸足由兩個(ge)同軸安裝的缸組(zǔ)成的☂️，兩個缸的活(huó)塞由一個公共活(huó)塞杆鍊接，在兩缸(gang)之前🌈設置杆密封(feng)件💚以便使每個缸(gang)都能雙作用，當安(an)裝寬度或高度受(shòu)限制時．串聯缸可(ke)以增加出力；

雙聯(lián)缸：一個雙聯缸是(shi)由兩個同軸安裝(zhuang)的缸組成的．兩個(gè)活塞不相連接．在(zai)兩缸之間設置杆(gǎn)密封件以便使每(měi)💚個缸都能雙作用(yòng)，兩個缸可以活塞(sai)杆對活塞安裝（如(ru)圖)或者背💛靠背安(ān)裝．通常🈲用來提供(gòng)三❤️位置工作。

液壓(ya)傳動原理－以油液(yè)作為工作介質，通(tōng)過密封容積的變(bian)化💁來傳遞運動，通(tōng)過油液内部的壓(ya)力來傳遞動力。

1、動(dòng)力部分－将原動機(ji)的機械能轉換為(wéi)油液的壓力能（液(yè)壓能）。例如：液壓泵(beng)。

2、執行部分－将液壓(ya)泵輸入的油液壓(yā)力能轉換為帶動(dong)工作機✂️構的機械(xie)能。例如：液壓缸、液(yè)壓馬達。

3、控制部分(fèn)－用來控制和調節(jie)油液的壓力、流量(liang)和流動方向。例如(ru)：壓力控制閥、流量(liàng)控制閥和方向控(kòng)制閥。

4、輔助部分－将(jiāng)前面三部分連接(jie)在一起，組成一個(ge)系💁統，起貯油、過濾(lǜ)、測量和密封等作(zuò)用。例如：管路和接(jie)頭、油箱、過✏️濾器、蓄(xù)能器、密封件和控(kòng)制儀表等。

在一定(ding)體積的液體上的(de)任意一點施加的(de)壓力,能夠大小相(xiàng)等地向各個方向(xiàng)傳遞.這意味着當(dang)使用多個液壓缸(gang)時,每個液壓缸将(jiāng)按各自的速度拉(lā)或推,而這些速度(dù)取決于移動負載(zǎi)所需的壓力.

在液(ye)壓缸承載能力範(fan)圍相同的情況下(xia),承載最小載💃荷📞的(de)液壓缸會首先移(yí)動,承載最大載荷(hé)的液壓缸最後移(yí)動.

為使液壓缸同(tong)步運動,以達到載(zai)荷在任一點以同(tóng)一🛀速🌈度被頂升,一(yi)定要在系統中使(shǐ)用控制閥或同步(bù)頂升系統元🌈件.

為了(le)滿足各種主機的(de)不同用途，液壓缸(gāng)有多種類🤟型。

按供(gòng)油方向分，可分為(wei)單作用缸和雙作(zuò)用缸。單作用缸☎️隻(zhī)是往缸的一側輸(shu)入高壓油，靠其它(ta)外力使活塞反向(xiàng)回程。雙作用缸則(ze)分别向缸的兩側(ce)輸入壓力油。活塞(sai)的㊙️正反向🧑🏽‍🤝‍🧑🏻運動均(jun)靠液壓力完成。

按缸的特(te)殊用途分，可分為(wei)串聯缸、增壓缸、增(zēng)速缸、步進💰缸等📧。此(ci)類缸都不是一個(gè)單純的缸筒，而是(shi)和其它缸筒和構(gou)件組合而成，所以(yǐ)從結構的觀點看(kàn)，這類缸又叫組合(hé)缸。

1、差動液壓缸

液(ye)壓缸的差動原理(lǐ)，就是兩端同時接(jiē)供油管路，一端🛀由(yóu)于活👣塞杆作用面(mian)積要小于另一端(duān)，利用差動🐉原理實(shí)現運動。

當單杆活(huo)塞缸兩腔同時通(tōng)入壓力油時，由于(yu)無杆腔有效☀️作⭐用(yong)面積大于有杆腔(qiāng)的有效作用面積(ji)，使🔞得活塞向💜右的(de)✌️作用力大于向左(zuo)的作用力，因此，活(huo)塞向右運動，活塞(sai)杆向外伸出；與此(cǐ)同📧時，又将有杆腔(qiāng)的油液擠出，使其(qí)流進無杆腔，從而(er)加快了活塞杆的(de)伸出速度，單活塞(sāi)杆🍓液壓缸的這種(zhong)連接方式被稱為(wéi)差動連👅接。差動連(lian)接時,液壓缸的有(yǒu)效作用面積是活(huó)塞杆的☁️橫截面積(ji)，工作台運動速度(dù)比無杆腔進油時(shi)的速度大，而輸出(chu)力則減小。

差動連(lián)接是在不增加液(ye)壓泵容量和功率(lü)的條件😍下👄，實現🈲快(kuai)速運動的有效辦(bàn)法。

2、單杆液壓缸

特(te)點：

（1）無杆腔進油，有(yǒu)杆腔回油。

（2）有杆腔(qiāng)進油，無杆腔回油(yóu)。

（3）差動連接—左右兩(liǎng)腔接通，且都通壓(yā)力油。

單杆缸三種(zhǒng)比較，如下圖所示(shi)：

3、單杆式活塞缸

單(dān)杆活塞缸的活塞(sāi)隻有一端帶活塞(sāi)杆，由于單杆🏒活📞塞(sai)缸左、右兩腔的有(you)效面積不等，因此(cǐ)其特點是：當交📱替(tì)進入缸兩腔的流(liu)體壓力戶和流量(liang)Q不變時，活塞缸在(zai)左、右兩個方向上(shang)輸㊙️出的推力F不相(xiang)等，往複運動速度(dù)口也不相同，并且(qie)🏃‍♀️活塞杆直徑越大(dà)，這種差别也越大(dà)。但分别采用缸體(ti)固定和采用活塞(sāi)杆固定時，它們相(xiàng)應的工作台📧的運(yun)動範圍是相同的(de)。

雙(shuang)杆活塞缸兩端的(de)杆徑通常是相等(děng)的，因此活塞兩端(duān)的有效📐作用面積(jī)也相等。當油缸兩(liang)腔分别交替輸👅入(ru)相同流量和壓力(li)的流體時，活塞上(shàng)産生的最大推力(li)和運動速度也分(fen)别相等。但分别采(cai)用缸體固定和活(huo)塞杆固定時，它們(men)相應的工作台的(de)運動範圍是不🥰同(tong)的

雙杆活塞氣缸(gang)的結構與雙活塞(sai)杆液壓缸的結構(gòu)👈相似🔴，其圖形符号(hao)也相同。

（1）無杆(gǎn)腔進油，有杆腔回(hui)油。

（2）有杆腔進油，無(wu)杆腔回油。

（3）差動連(lian)接—左右兩腔接通(tōng)，且都通壓力油。

5、氣液增力(li)缸

氣液增力缸也(yě)稱氣液增壓缸一(yī)般簡稱增壓缸。　氣(qì)液增壓🍓缸是結合(he)是氣缸和油缸優(you)點而改進設計的(de)，液壓油與壓縮空(kong)氣嚴格隔離，缸内(nèi)的活塞杆接觸工(gōng)作件後自動啟程(cheng)❤️，動作速度快，且較(jiào)氣壓傳動穩定，缸(gāng)體裝置簡單，出力(lì)調整容易，相同條(tiao)件下可達到油壓(ya)機之高出力，能耗(hao)低，軟着陸✊不損模(mo)具，安😘裝容易并且(qie)💃🏻特殊增壓缸可360度(dù)任意角度安裝，所(suǒ)占✔️用的空間小，故(gù)障少無溫升之困(kun)擾，壽命長，噪聲小(xiao)，等核心特性。　增壓(yā)缸✨使用一般氣壓(ya)即能達成油壓缸(gāng)之高出力，不需要(yào)液壓單元。　增壓缸(gang)一般可分為♍：預壓(ya)式增壓缸、直壓式(shì)增壓缸、行程可調(diao)增壓缸、加大回程(chéng)拉力增壓缸、緊湊(còu)并列型增壓缸、迷(mí)你型增壓缸、快速(sù)型增壓缸、油氣隔(gé)離型增壓缸。

增壓(yā)缸的工作頻率，按(an)照不同的行程及(jí)缸徑一般在10~70次⭕/分(fen)鐘　作動方式：雙動(dòng) 　操作速度：50~1000mm/s 　出力範(fan)圍：1~100噸　應用範圍：壓(ya)印标記、彎折型材(cái)、模具沖孔、沖切鋼(gāng)材、型材碰焊、擠模(mó)成型、壓平校直、鉚(mǎo)接鍛壓🔞、整型钣金(jīn)、緊密裝配、鉚合連(lián)接、金屬沖壓。

伸縮式液(yè)壓缸是可以得到(dao)較長工作行程的(de)具有多級✂️套筒形(xing)活塞杆的液壓缸(gang)，伸縮式液壓缸又(yòu)稱🈚多級液壓缸。伸(shēn)⭕縮式液壓缸是由(you)兩個或多個活塞(sāi)式液壓缸套裝而(er)成的🥵，前一級活塞(sai)缸☂️的活塞杆是後(hòu)一級活塞缸的缸(gāng)筒。

當壓力油從無(wu)杆腔進入時，活塞(sāi)有效面積最大的(de)缸🚩筒開始伸出，當(dāng)行至終點時，活塞(sai)有效面積次之✔️的(de)缸筒開始伸出。伸(shen)縮式液壓伸出的(de)順序是由大到小(xiǎo)依次伸出，可獲得(dé)很長的工作行📧程(cheng)，外伸缸筒有效面(miàn)積越小，伸出速度(du)越快✍️。因此，伸出速(sù)度有慢🐕變快，相應(ying)的液壓推力由大(dà)變小；這種推力、速(su)度的♊變化規律，正(zheng)适合各種自動裝(zhuang)卸機械對推力和(he)速🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度的要求。而縮(suo)回的順序一般是(shi)由小到大依次縮(suō)回，縮回時的軸向(xiàng)長度較短，占用空(kong)間較小，結構緊湊(cou)。常用于工程機械(xie)和其他行走機械(xiè)，如起重機、翻💜鬥汽(qì)車等的液壓系統(tǒng)中。