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各種液壓缸工(gong)作原理及結構分(fèn)析

2025.12.25

什麼是液壓缸(gang)

液壓缸是将液壓(ya)能轉變為機械能(néng)的、做直線往複運(yun)⛹🏻‍♀️動👈（或擺動運動）的(de)液壓執行元件。它(ta)結構簡單、工⭕作可(kě)靠。用⛹🏻‍♀️它來實現往(wǎng)複㊙️運動時，可免去(qu)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(tǒng)中得到廣泛應用(yong)。液🤟壓缸輸出力和(hé)活塞有效面積及(ji)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(sāi)杆、活塞組件、前端(duan)蓋等主要部分組(zu)成；為防止油液向(xiang)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(zhi)間均設置有密封(fēng)裝置，在前端蓋外(wai)側，還裝有防塵裝(zhuāng)置；為防♋止活塞快(kuai)速退回到行程終(zhong)端時撞擊缸蓋，液(ye)壓缸📐端部還設置(zhì)緩☎️沖裝置；有時還(hai)需設置排氣裝🚶置(zhì)。

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

(1)法蘭式連(lian)接，結構簡單，加工(gōng)方便，連接可靠，但(dan)是要求缸筒端部(bù)有足夠的壁厚，用(yong)以安裝螺栓或旋(xuan)入螺釘，它是常用(yong)的一種連接形式(shi)。

(2)半環式連接，分為(wéi)外半環連接和内(nèi)半環連接兩種連(lian)接形式🤩，半環連接(jie)工藝性好，連接可(kě)靠，結構緊湊，但削(xue)弱了缸筒強度。半(ban)環連接應用十分(fen)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(jie)兩種，其特點是💞體(tǐ)積小，重量輕，結構(gou)緊湊，但缸筒端部(bù)結構複雜，這種連(lian)接形式一般用于(yu)要求外形尺寸小(xiao)、重量輕的場合。

(4)拉(la)杆式連接，結構簡(jian)單，工藝性好，通用(yòng)性強，但端蓋的體(ti)積和重量較大，拉(la)杆受力後會拉伸(shēn)變長，影響✌️效果。隻(zhī)适用于長度不大(dà)的中、低壓液壓缸(gāng)。

液壓缸的基(ji)本作用形式：

标準(zhǔn)雙作用：動力行程(cheng)在兩個方向并且(qie)用于大多⛷️數應用(yong)場合：

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

彈簧回程單作(zuo)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(háng)程時很讨厭；

柱塞(sāi)式單作用缸：僅有(you)一個流體腔，這種(zhong)類型的缸通常豎(shù)❄️直安裝，負載重置(zhì)使缸内縮，他們又(you)是被成為“排👈量缸(gang)”，并且👄對長行程是(shi)實用的；

多級伸縮(suō)缸：最多可帶4個套(tào)簡，收攏長度比标(biāo)準缸短♉．有單作用(yòng)或雙作用，它們與(yǔ)标準缸相比是比(bǐ)較貴的❓，通常用于(yú)安裝空間較小但(dan)需要較大行程的(de)場合，

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

雙聯(lian)缸：一個雙聯缸是(shì)由兩個同軸安裝(zhuāng)的缸組成的．兩個(gè)活塞不相連接．在(zai)兩缸之間設置杆(gan)密封件以便📧使每(mei)🥰個缸都能雙作用(yòng)，兩個缸可以活塞(sāi)杆對活塞安裝（如(rú)圖)或者背靠背安(an)裝．通常用來提供(gòng)三位置工作。

液壓(ya)傳動原理－以油液(ye)作為工作介質，通(tong)過密封容積的☔變(biàn)化來傳遞運動，通(tong)過油液内部的壓(yā)力來傳☔遞動力。

1、動(dong)力部分－将原動機(ji)的機械能轉換為(wei)油液的壓力能（液(ye)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(ye)壓馬達。

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

4、輔助部分－将(jiāng)前面三部分連接(jiē)在一起，組成一個(ge)系統，起🚶‍♀️貯油、過濾(lü)、測量和密封等作(zuò)用。例如：管路和接(jiē)頭、油🐅箱、過濾器、蓄(xu)能器、密封件和控(kong)制儀表等。

在一定(dìng)體積的液體上的(de)任意一點施加的(de)壓力,能🌏夠大小☁️相(xiang)💜等地向各個方向(xiàng)傳遞.這意味着當(dang)使用多個液壓缸(gāng)時,每個液壓缸将(jiang)按各自的速度拉(la)或推,而這些速度(du)取決于移動負載(zai)所需的壓力.

在液(ye)壓缸承載能力範(fàn)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(yi)🔞動.

液(ye)壓缸的分類

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(wéi)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(cè)輸入🐆壓力油。活塞(sai)的正反向運動均(jun1)靠液壓力完成。

按缸的特(tè)殊用途分，可分為(wéi)串聯缸、增壓缸、增(zeng)速缸、步進💃缸等。此(ci)類缸都不是一個(ge)單純的缸筒，而是(shi)和其它缸筒和構(gòu)件組合而成，所以(yi)從結構的觀點看(kàn)💔，這類缸❤️又叫組合(hé)缸。

1、差動液壓缸

當單杆活(huó)塞缸兩腔同時通(tōng)入壓力油時，由于(yú)無杆腔有效作用(yòng)面積大于有杆腔(qiāng)的有效作用面積(jī)，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(sāi)杆向外伸出♋；與此(ci)同時，又将有杆☀️腔(qiang)的油液擠出，使其(qí)👣流進無杆腔，從而(ér)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(huo)塞杆的💔橫截面🌈積(ji)，工作台運動速度(dù)比無🐅杆腔進油時(shí)的速度💃🏻大，而輸出(chu)力則減小。

2、單杆液壓缸

特(tè)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(ya)力油。

單杆缸三種(zhǒng)比較，如下圖所示(shi)：

3、單杆式活塞缸

單(dan)杆活塞缸的活塞(sāi)隻有一端帶活塞(sai)杆，由于單杆活塞(sāi)缸左、右兩腔的有(you)效面積不等，因此(ci)其特點是：當交替(ti)進入缸兩腔的流(liu)體壓力戶和流量(liàng)Q不變時，活塞缸在(zài)左、右兩個方向上(shàng)輸出的推力F不相(xiàng)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(da)。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(yùn)動範圍是相同的(de)。

4、雙杆式活塞缸

雙(shuāng)杆活塞缸兩端的(de)杆徑通常是相等(deng)的，因此活塞兩端(duan)的有效作用面積(ji)也相等。當油缸兩(liǎng)腔分别交替輸入(ru)相同流🐕量和壓力(lì)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(cǎi)用缸體固定和活(huó)塞杆固定時，它們(men)相應的工作台的(de)運動範圍是不同(tóng)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。

雙杆液壓缸是活(huo)塞的兩側都有活(huo)塞杆的液壓缸，一(yī)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻般為雙向液壓驅(qū)動，可實現等速往(wang)複運動。

特點：

（1）無杆(gan)腔進油，有杆腔回(hui)油。

（2）有杆腔進油，無(wú)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(lì)缸

氣液增力缸也(ye)稱氣液增壓缸一(yi)般簡稱增壓缸。　氣(qi)🏃‍♀️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(kōng)🌈氣嚴☂️格隔離，缸内(nèi)的活塞杆接觸工(gōng)作件後自動啟程(chéng)，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(hào)低，軟着陸不損模(mó)具，安裝容易并且(qie)特❓殊增壓缸可360度(du)任意角度安裝，所(suǒ)占用的空間小，故(gu)障少無溫升之困(kùn)擾，壽命長，噪聲小(xiao)，等核心特性。　增壓(yā)缸❤️使用一般氣壓(yā)即能達成油壓缸(gang)之高出力，不需要(yao)液🔞壓單元。　增壓缸(gang)一般可分為：預壓(yā)式增壓缸、直壓式(shi)增壓缸、行程可調(diào)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(su)型增壓缸、油氣隔(gé)離型增壓缸。

增壓(ya)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(fèn)鐘　作動方式：雙動(dong) 　操作速度：50~1000mm/s 　出力範(fan)圍：1~100噸　應用範圍：壓(yā)印标記、彎折型材(cai)、模具沖孔、沖切鋼(gāng)材、型材碰焊🍓、擠模(mó)成型、壓平校直、鉚(mao)接鍛壓、整型钣金(jīn)、緊密裝配、鉚合連(lian)接、金屬沖壓。

6、伸縮(suo)液壓缸

伸縮式液(ye)壓缸是可以得到(dào)較長工作行程的(de)具有☁️多級套筒形(xing)活塞杆的液壓缸(gāng)，伸縮式液壓缸又(you)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(dang)行至終點時，活塞(sai)有效面積次之的(de)缸筒開✊始伸出。伸(shēn)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(mian)積🚩越小，伸出速度(du)越快。因此，伸出速(su)度有慢‼️變快，相應(ying)的液壓推力由大(da)變小；這種推力、速(su)度的🈲變化規律，正(zhèng)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(xiang)長度較短，占用空(kōng)間較小，結構緊湊(còu)。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(tong)中。

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