液壓油缸的組成部件有哪些？液壓缸結構有什么特點？

液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件， 它是把液壓能轉換成機械能的能量轉換裝置，液壓油缸主要由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置等結構組成。

液壓缸缸筒

缸筒是液壓缸的主體零件，它與缸蓋、活塞等零件構成密閉的容腔，推動活塞運動。常用的缸筒結構有8類，一般根據(jù)缸筒與端蓋的聯(lián)接方法選用。缸筒要承受很大的液壓力，因此材料一般要求有足夠的強度剛度和沖擊韌性，對焊接的還要有出色的焊接功用，所以常用材料有：25，45，ZG200~400，1Cr18Ni9等等。缸筒毛坯多選用冷拔或熱扎無縫鋼管，因此工序一般是調質（保證缸筒的強度，使其能承受油壓不會變形和損壞）→珩磨或鏜滾壓（保證缸筒內徑的粗糙度、圓度、圓柱度和直線度等，使活塞密封性在長期往復運動后不變）→車（保證缸筒全長等計劃規(guī)范懇求）→鉆（加工出油口孔，保證進出油路）→鉗。其內孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證密封效果，減少磨損。

液壓缸缸蓋

缸蓋裝在液壓缸缸筒兩端，與缸筒形成封閉的油腔。同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應有足夠的強度。一般有焊接、螺紋、螺栓、卡鍵和拉桿等多種聯(lián)接方法，一般根據(jù)工作壓力，油缸的聯(lián)接方法，運用環(huán)境等要素挑選。設計時既要考慮強度，又要選擇工藝性較好的結構形式。

液壓缸活塞桿

活塞桿是液壓缸傳遞力的主要元件。材料一般選擇中碳鋼（如45號鋼）。油缸工作時，活塞桿受推力、拉力或彎曲力矩等，故保證其強度是必要的；并且活塞桿常在導向套中滑動，協(xié)作應適合，太緊了，摩擦力大，太松了，會導致卡滯現(xiàn)象和單邊磨損，這就要求其外表粗糙度、直線度和圓度等適合。所以，活塞桿的工藝一般是粗車→調質→半精車→淬火→鍍前磨→鍍鉻→鍍后磨→精車。

液壓缸活塞

活塞是將液壓能轉為機械能的主要元件，它的有效作用面積直接影響液壓缸的作用力和運動速度。活塞與活塞桿聯(lián)接有多種方法，最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結構、焊接式結構、錐銷式結構等。螺紋式連接，結構簡單，裝拆方便，但一般需備螺母防松裝置;半環(huán)式連接連接強度高，但結構復雜，裝拆不便，半環(huán)連接多用于高壓和振動較大的場合。當無導向環(huán)時，活塞用高強度鑄鐵HT200~300或球墨鑄鐵；當有導向環(huán)時，活塞用優(yōu)質碳素鋼20號、35號和45號。

液壓缸密封裝置

活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏，良好的密封是液壓缸傳遞動力、正常動作的保證，根據(jù)兩個需要密封的耦合面間有無相對運動，可把密封分為動密封和靜密封兩大類。設計或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、耐油、抗腐蝕、耐磨、壽命長、制造簡單、拆裝方便。常見的油缸活塞密封方法：間隙密封、活塞環(huán)密封、活塞環(huán)密封、O形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈。

(1)間隙密封

間隙密封是一種常用的密封方法，它依靠相對運動零件配合面間的微小間隙來防止泄漏，由環(huán)形縫隙軸向流動理論可知，泄漏量與間隙的三次方成正比，因此可用減 小間隙的辦法來減小泄漏。一般間隙為 0.01～0.05mm，這就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圓表面一般開幾道寬 0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、間距 2~5mm 的環(huán)形溝槽，稱平衡槽，其作用如下:

• 使活塞具有自位性能，由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差，工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布將形成一個徑向不平衡力，稱為液壓卡緊力，它使摩擦力增大，開平衡槽后，使得徑向油壓力趨于平衡，使活塞能夠自動對中，減小了摩擦力；
• 由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多，活塞的對中減少了油液的泄漏量，提高了密封性能；
• 自潤滑作用，油液儲存在平衡槽內，使活塞能自動潤滑。間隙密封的特點是結構簡單、摩擦力小、耐用，但對零件的加工精度要求較高，且難以完全消除泄漏。故只適用于低壓、小直徑的快速液壓缸。

(2)活塞環(huán)密封

活塞環(huán)密封依靠裝在活塞環(huán)形槽內的彈性金屬環(huán)緊貼缸筒內壁實現(xiàn)密封，如圖所示。它的密封效果較間隙密封好，適用的壓力和溫度范圍很寬，能自動補償磨損和溫 度變化的影響，能在高速條件下工作，摩擦力小，工作可靠，壽命長，但不能完全密封?；钊h(huán)的加工復雜，缸筒內表面加工精度要求高，一般用于高壓、高速和高 溫的場合。

(3) 密封圈密封

密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應用最廣泛的一種密封，密封圈有 O 形、V 形、Y 形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等。

(4)O形密封圈

O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封和速度較低的滑動密封，其結構簡單緊湊，安裝方便，價格便宜，可在-40～120°C 的溫度范圍內工作。但與唇形密封圈相比，其壽命較短，密封裝置機械部分的精度要求高，啟動阻力較大。

O形圈密封的原理是O形圈裝入密封槽后，其截面受到壓縮后變形。

在無液壓力時，靠O形圈的彈性對接觸面產(chǎn)生預接觸壓力，實現(xiàn)初始密封，當密封腔充入壓力油后，在液壓力的作用下，O 形圈擠向槽一側，密封面上的接觸壓力上升，提高了密封效果。任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當?shù)念A壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于 損壞，因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關手冊給出的數(shù)據(jù)嚴格保證。在動密封中，當壓力大于 10MPa 時，O 形圈就會被擠入間隙中而損壞，為此需在 O 形圈低壓側設置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，其厚度為1.25～2.5mm，雙向受高壓時，兩側都要加擋圈，其結構如圖所示。

(5)V形密封圈

V 形圈的截面為 V 形，如圖所示，V 形密封裝置是由壓環(huán)、V 形圈和支承環(huán)組成。當工作壓力高于 10MPa 時，可增加 V 形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時，V 形圈的開口應面向壓力高的一側。V 形圈密封性能良好，耐高壓，壽命長，通過調節(jié)壓緊力，可獲得最佳的密封效果，但 V 形密封裝置的摩擦阻力及結構尺寸較大，主要用于活塞桿的往復運動密封，它適宜在工作壓力 p>50MPa、溫度-40~80℃的條件下工作。

(6)Y形密封圈

Y 形密封圈的截面為 Y 形，屬唇形密封圈。它是一種密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好，摩擦阻力小，壽命較長的密封圈，故應用很普遍。Y 形圈主要用于往復運動的密封，根據(jù)截面長寬比例的不同，Y 形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式；寬斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<20MPa。窄斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<32MPa。圖 3.15 所示為寬斷面 Y 形密封圈。

Y 形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合圓的緊密接觸程度，在壓力油作用下，唇邊對耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力，從而達到密封的目的；當液壓力升高時，唇邊與藕 合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。Y 形圈安裝時，唇口端面應對著壓力高的一側，當壓力變化較大、滑動速度較高時，要使用支承環(huán)，以固定密封圈，如圖 3.15(b)所示。

液壓缸導向套

導向套對活塞桿起導向和支撐作用，它要求協(xié)作精度高，摩擦阻力小，耐磨性好，能承受活塞桿的壓力、彎曲力以及沖擊振動。內裝有密封設備以保證缸筒有桿腔的密封，外側裝有防塵圈，以防止雜質、塵土和水分帶到密封設備處，損壞密封。金屬導向套一般選用摩擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和氧化鑄鐵等；非金屬導向套可選用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

液壓缸緩沖裝置

當液壓油缸拖動負載的質量較大、速度較高時，一般應在液壓缸中設緩沖裝置，必要時還需在液壓傳動系統(tǒng)中設緩沖回路，以免在行程終端發(fā)生過大的機械碰撞，導致液壓缸損壞。緩沖的原理是當活塞或缸筒接近行程終端時，在排油腔內增大回油阻力，從而降低液壓缸的運動速度，避免活塞與缸蓋相撞。

液壓缸排氣裝置

液壓傳動系統(tǒng)中往往會混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)象;嚴重時會使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設計液壓缸時，必須考慮空氣的排除，對于要求不高的液壓缸，往往不設計專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液排往油箱，再從油箱溢出;對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。

以上就是液壓油缸的主要組成部分，只有對液壓缸的結構有深刻的了解，才能更好的使用它創(chuàng)造出更多的價值，及時的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。