液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成

1.液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例 圖4-12所示的是一個較常用的雙作用單活塞桿液壓缸。它是由缸底20、缸筒10、缸蓋兼導(dǎo)向套9、活塞11和活塞桿18組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端缸蓋(導(dǎo)向套)與缸筒用卡鍵6、套5和彈簧擋圈4固定，以便拆裝檢修，兩端設(shè)有油口A和B?；钊?1與活塞桿18利用卡鍵15、卡鍵帽16和彈簧擋圈17連在一起?；钊c缸孔的密封采用的是一對Y形聚氨酯密封圈12，由于活塞與缸孔有一定間隙，采用由尼龍1010制成的耐磨環(huán)(又叫支承環(huán))13定心導(dǎo)向。桿18和活塞11的內(nèi)孔由密封圈14密封。較長的導(dǎo)向套9則可保證活塞桿不偏離中心，導(dǎo)向套外徑由O形圈7密封，而其內(nèi)孔則由Y形密封圈8和防塵圈3分別防止油外漏和灰塵帶入缸內(nèi)。缸與桿端銷孔與外界連接，銷孔內(nèi)有尼龍襯套抗磨。

圖4-12雙作用單活塞桿液壓缸 
1—耳環(huán)2—螺母3—防塵圈4、17—彈簧擋圈5—套6、15—卡鍵 
7、14—O形密封圈8、12—Y形密封圈9—缸蓋兼導(dǎo)向套10—缸筒 
11—活塞13—耐磨環(huán)16—卡鍵帽18—活塞桿19—襯套20—缸底

如圖4-13所示為一空心雙活塞桿式液壓缸的結(jié)構(gòu)。由圖可見，液壓缸的左右兩腔是通過油口b和d經(jīng)活塞桿1和15的中心孔與左右徑向孔a和c相通的。由于活塞桿固定在床身上，缸體10固定在工作臺上，工作臺在徑向孔c接通壓力油，徑向孔a接通回油時向右移動；反之則向左移動。在這里，缸蓋18和24是通過螺釘(圖中未畫出)與壓板11和20相連，并經(jīng)鋼絲環(huán)12相連，左缸蓋24空套在托架3孔內(nèi)，可以自由伸縮?？招幕钊麠U的一端用堵頭2堵死，并通過錐銷9和22與活塞8相連。缸筒相對于活塞運(yùn)動由左右兩個導(dǎo)向套6和19導(dǎo)向?；钊c缸筒之間、缸蓋與活塞桿之間以及缸蓋與缸筒之間分別用O形圈7、V形圈4和17和紙墊13和23進(jìn)行密封，以防止油液的內(nèi)、外泄漏。缸筒在接近行程的左右終端時，徑向孔a和c的開口逐漸減小，對移動部件起制動緩沖作用。為了排除液壓缸中剩留的空氣，缸蓋上設(shè)置有排氣孔5和14，經(jīng)導(dǎo)向套環(huán)槽的側(cè)面孔道(圖中未畫出)引出與排氣閥相連。 

圖4-13空心雙活塞桿式液壓缸的結(jié)構(gòu) 
1—活塞桿2—堵頭3—托架4、17—V形密封圈5、14—排氣孔6、19—導(dǎo)向套 
7—O形密封圈8—活塞9、22—錐銷10—缸體11、20—壓板12、21—鋼絲環(huán) 
13、23—紙墊15—活塞桿16、25—壓蓋18、24—缸蓋 
2.液壓缸的組成? 從上面所述的液壓缸典型結(jié)構(gòu)中可以看到，液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分，分述如下。 
(1)缸筒和缸蓋。一般來說，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力p＜10MPa時，使用鑄鐵；p＜20MPa時，使用無縫鋼管；p＞20MPa時，使用鑄鋼或鍛鋼。圖4-14所示為缸筒和缸蓋的常見結(jié)構(gòu)形式。圖4-14(a)所示為法蘭連接式，結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。圖4-14(b)所示為半環(huán)連接式，它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。圖4-14(c)所示為螺紋連接式，它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。圖4-14(d)所示為拉桿連接式，結(jié)構(gòu)的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。圖4-14(e)所示為焊接連接式，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，但缸底處內(nèi)徑不易加工，且可能引起變形。 

圖4-14缸筒和缸蓋結(jié)構(gòu) 
(a)法蘭連接式(b)半環(huán)連接式(c)螺紋連接式(d)拉桿連接式(e)焊接連接式 
1—缸蓋2—缸筒3—壓板4—半環(huán)5—防松螺帽6—拉桿 
(2)活塞與活塞桿?？梢园讯绦谐痰囊簤焊椎幕钊麠U與活塞做成一體，這是最簡單的形式。但當(dāng)行程較長時，這種整體式活塞組件的加工較費(fèi)事，所以常把活塞與活塞桿分開制造，然后再連接成一體。圖4-15所示為幾種常見的活塞與活塞桿的連接形式。 
圖4-15(a)所示為活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負(fù)載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。圖4-15(b)和(c)所示為卡環(huán)式連接方式。圖4-15(b)中活塞桿5上開有一個環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個半圓環(huán)3以夾緊活塞4，半環(huán)3由軸套2套住，而軸套2的軸向位置用彈簧卡圈1來固定。圖4-16(c)中的活塞桿，使用了兩個半圓環(huán)4，它們分別由兩個密封圈座2套住，半圓形的活塞3安放在密封圈座的中間。圖4-15(d)所示是一種徑向銷式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷1把活塞2固連在活塞桿3上。這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞。 
(3)密封裝置。? 液壓缸中常見的密封裝置如圖4-16所示。圖4-16(a)所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動間的微小間隙來防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細(xì)小的環(huán)形槽，以增大油液通過間隙時的阻力。它的結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運(yùn)動速度較高的缸筒和活塞間使用。圖4-16(b)所示為摩擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán)(尼龍或其他高分子材料制成)在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料 

圖4-15常見的活塞組件結(jié)構(gòu)形式

效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。圖4-16(c)、圖4-16(d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，磨損后有自動補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 
對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 

圖4-16密封裝置 
(a)間隙密封(b)摩擦環(huán)密封(c)O形圈密封(d)V形圈密封 
(4)緩沖裝置。? 液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點(diǎn)時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。 
緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運(yùn)動速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 
如圖4-17(a)所示，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時，孔中的液壓油只能通過間隙δ排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運(yùn)動速度的降低，起緩沖作用。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥1排出，如圖4-17(b)所示。由于節(jié)流閥1是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。如圖4-17(c)所示，在緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。 

圖4-17液壓缸的緩沖裝置 
1—節(jié)流閥 
(5)放氣裝置。? 液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置如圖4-18(a)所示的放氣孔或?qū)ｉT的放氣閥〔見圖4-18(b)、(c)〕。 

圖4-18放氣裝置