單桿雙作用式活塞液壓缸，如下圖，主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導(dǎo)向套8等組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接。活塞與活塞桿采用卡鍵連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應(yīng)部位設(shè)置了密封圈3、5、9、11和防塵圈12。
          

                       圖：單桿雙作用式液壓缸結(jié)構(gòu)圖

           l—缸底；2—卡鍵；3、5、9、11—密封圈；4—活塞；6—缸筒；7—活塞桿；8—導(dǎo)向套；10—缸蓋；
          12—防塵圈；13—耳軸

      5.3.1 缸體組件

    缸筒與端蓋的連接

   缸筒和端蓋的主要連接方式，如下圖。
     

　圖（a）為法蘭連接，拆裝方便；但外形尺寸和質(zhì)量均較大。

  圖（b）為半環(huán)卡鍵連接方式，外形尺寸和質(zhì)量均較��；但裝配時，易損壞密封件。

　圖（c）為外螺紋聯(lián)接方式，拆裝方便，結(jié)構(gòu)簡單；但制造時，相關(guān)的同軸度不易保證。

　圖（d）為拉桿式連接，制造簡單，拆裝方便；但外形尺寸和質(zhì)量均較大。

　圖（e）為焊接式連接，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸��；但焊接可能引起變形。

　圖（f）為內(nèi)螺紋連接方式，外形尺寸和質(zhì)量均較小；但制造時，相關(guān)的同軸度不易保證。

  缸筒，是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗造度在0.01mm~0.04mm。

  端蓋，裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。

  導(dǎo)向套，對活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向。導(dǎo)向套材料常用鑄鐵、黃銅等硬度低、耐磨性好的金屬，也有用PTFEI等非金屬材料。

    5.3.2 活塞組件

  活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成。

  活塞與活塞桿的連接形式

  如下圖所示，活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接和半環(huán)卡鍵連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。
      

  活塞，是液壓缸的主要零件，將液壓缸兩腔的油液隔開，同時起導(dǎo)向、支撐作用。為保證其導(dǎo)向作用，活塞常用耐磨鑄鐵材料制作，也采用在其表面鍍一層銅或加裝銅材料（也有用PTFEI等非金屬材料）制作的導(dǎo)向環(huán)的方式。

  活塞桿，也是液壓缸的主要零件，活塞桿分為實(shí)心桿和空心桿兩種。實(shí)心桿加工簡單，較常用�？招臈U多用于直徑較大或桿體內(nèi)有位置傳感器等場合。

　活塞桿常用材料為35鋼、45鋼、40Cr、42CrMo等材料。為保證其耐磨性，一般在表面鍍0.03-0.07mm的硬鉻。

      5.3.3 緩沖裝置

   當(dāng)液壓缸帶動質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動時，由于運(yùn)動部件具有很大的動能，因此當(dāng)活塞運(yùn)動到液壓缸終端時，會與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的損壞，而且會引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。

   為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對液壓缸運(yùn)行到兩端時的運(yùn)動速度進(jìn)行控制。

   緩沖裝置是當(dāng)活塞運(yùn)動至端部，緩沖柱塞開始插入缸端的緩沖孔時，活塞與缸端之間形成封閉空間，該腔中受困擠的剩余油液只能從節(jié)流小孔或緩沖柱塞與孔槽之間的節(jié)流環(huán)縫中擠出，從而造成背壓迫使運(yùn)動柱塞降速制動，實(shí)現(xiàn)緩沖。
           

   環(huán)形圓柱式緩沖裝置，如圖（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，起到緩沖作用。

  圓錐臺式緩沖裝置，如圖（b）所示，緩沖柱塞為圓錐形，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，這樣就解決了液壓缸在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。
         

   節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)過節(jié)流閥排出，如圖（c）所示，由于節(jié)流閥是可調(diào)的，因此緩沖作用也是可調(diào)的，但不能解決速度減緩后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。
        

      5.3.4 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(yán)重時會使系統(tǒng)不能正常工作。

  因此，設(shè)計液壓缸時，必須考慮空氣的排除。

  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(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動幾次，帶有氣泡的油液就會排出，空氣排完后擰緊螺釘便可。

  排氣裝置的型式，主要有整體排氣塞結(jié)構(gòu)、組合式排氣塞結(jié)構(gòu)兩類。

  整體排氣塞結(jié)構(gòu)，是排氣閥與螺栓做成一個整體，該螺栓直接與缸筒或缸蓋螺紋聯(lián)接，松開螺栓一點(diǎn)，氣體就從圓錐面空隙處擠出通過斜孔排出（見圖a）。整體式排氣塞結(jié)構(gòu)簡單、方便，但錐面處相關(guān)的同軸度不易保證。
           

  組合式排氣塞結(jié)構(gòu)，由螺栓套和閥桿組成，排氣時，松開一點(diǎn)螺栓套，閥桿錐面在壓力油作用下，脫離密封面，氣體從旁路孔排出（見圖b）。

      5.3.5 液壓缸密封裝置

  主要指活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間的動密封以及缸體與端蓋之間的靜密封。密封性能的好壞將直接影響其工作性能和效率。因此，要求液壓缸在一定的工作壓力下具有良好的密封性能，且密封性能應(yīng)隨工作壓力的升高而自動增強(qiáng)。此外還要求密封元件結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、摩擦力小等。常用的密封方法有間隙密封和密封圈的密封。

  ①間隙密封它依靠運(yùn)動件之間很小的配合間隙來保證密封。這種密封方法摩擦力小，但密封性能差，要求加工精度高，只適用于低壓場合。其間隙可取0.02～0.05mm。

   ②密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種密封方法。利用密封元件彈性變形擠緊零件配合面來消除間隙的密封形式，磨損可自動補(bǔ)償。

  密封圈常用的材料有丁腈橡膠NBR、聚氨酯PU、氟橡膠FKM、聚四氟乙烯PTFE等。其截面通常做成O形、Y形、Yx形、U形和V形等，當(dāng)然還有組合式。

 1) O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。與唇形密封圈相比，運(yùn)動阻力較大，作運(yùn)動密封時容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，故一般不單獨(dú)用于油缸運(yùn)動密封。
       
       

   O形圈密封的原理：任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)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(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。

  在動密封中，當(dāng)壓力大于16MPa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(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時，兩側(cè)都要加擋圈。

 2）V形密封圈

  V形圈的截面為V形，如下圖所示，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)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(yīng)面向壓力高的一側(cè)。
      

 3）Y（Yx）形密封圈

  Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈。它是一種摩擦阻力小、壽命較長的密封圈，應(yīng)用普遍。Y形圈主要用于往復(fù)運(yùn)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。
     

    Y形圈安裝時，唇口端面應(yīng)對著液壓力高的一側(cè)。當(dāng)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，如上圖（b）所示。

   4) 滑環(huán)式組合密封圈密封

   如圖所示，其由滑環(huán)和O型密封環(huán)組成。
    

         1－O形密封環(huán)　 2－滑環(huán)

                                                            [編著：曾保國]