单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,第四章 液压执行元件,,液压执行元件,－将液体的液压能转换为机械能的转换装置液压执行元件可分为,液压马达,和,液压缸,两大类液压马达,－可以实现连续的回转运动液压缸,－直线运动的液压缸：可以实现直线往复运动，输出推力（或拉力）和直线运动速度摆动液压缸：实现往复摆动，输出角速度,,第一节 液压马达,,§,1,液压马达的分类及特点,,高速液压马达,：额定转速高于,500r/min,；,,低速液压马达,：额定转速低于,500r/min,高速液压马达的基本形式：,齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式,等主要特点是：转速较高，转动惯量小，便于起动和制动，调节（调速和换向）灵敏度高通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十,Nm,到几百,Nm,，所以又称为高速小扭矩液压马达低速液压马达的基本形式：,径向柱塞式,，例如多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式等主要特点：排量大，体积大，转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千到几万,Nm,，所以又称为低速大扭矩液压马达。
液压马达与泵的相同点,,原理上，马达和泵是可逆的泵用电机带动，输出压力能（压力和流量）；马达输入压力油，输出机械能（转矩和转速）结构上，马达和泵相似马达和泵的工作原理均是利用密封工作容积的变化吸油和排油的 泵,:,工作容积增大时吸油，减小时排出高压油；马达,:,工作容积增大时进入高压油，减小时排出低压油泵和马达的不同点,,泵是能源装置，马达是执行元件泵的吸油腔一般为真空，通常进口尺寸大于出口，马达排油腔的压力稍高于大气压力，没有特殊要求，可以进出油口尺寸相同泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要求马达需要正反转（内部结构需对称），泵一般是单向旋转马达的轴承结构、润滑形式需保证在很宽的速度范围内使用，而泵的转速虽相对比较高，但变化小，故无此苛刻要求马达起动时需克服较大的静摩擦力，因此要求起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩擦小（如齿轮马达的齿数不能象齿轮泵那样少）泵希望容积效率高；马达希望机械效率高叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片则径向安装叶片马达的叶片依靠根部的扭转弹簧，使其压紧在定子内表面上，叶片泵的叶片依靠根部的压力油和离心力压紧在定子表面上液压马达的容积效率比泵低，通常泵的转速高而马达输出较低的转速。
泵与原动机装在一起，主轴不受额外的径向负载马达直接装在轮子上或与皮带、链轮、齿轮相连接，主轴将受较高的径向负载起动性能,要求,起动效率高,,起动性能主要用起动扭矩和起动效率来描述若起动效率低，起动扭矩就小，马达的起动性能就差起动扭矩和起动机械效率与摩擦力矩有关，还受扭矩脉动性的影响制动性能,,马达的容积效率直接影响马达的制动性能，若容积效率低，泄漏大，马达的制动性能就差因泄漏不可避免，常设其他制动装置）最低稳定转速,,最低稳定转速是指液压,马达在额定负载下，不出现爬行,,现象的最低转速,爬行－油液中渗入空气的积聚使马达运转,,不平稳的现象要求马达,“,起动扭矩要大,”,，,“,稳定速度要低,”,（一般,,最低稳定速度越小越好）使用性能,,马达也有定量变量之分，它与泵的区别是：在向马达定量供油的情况下，其输出的转速能够调节的马达，称为变量油马达反之称为定量油马达马达工作时存在泄漏，如果输入的压力小于额定压力且不为零，则额定流量,>,进口流量,>,理论流量原因：马达在额定压力下工作泄漏损失最大，所以额定压力下所需的输入流量为最大工作时输入压力的大小（即工作压力）取决于负载（即马达的输出转矩）。
工作参数,,,(1),工作压力和额定压力,,马达入口油液的实际压力称为马达的,工作压力,马达入口和出口压力的差值称为马达的,工作压差,在马达出口直接连接油箱的情况下，为便于分析，通常近似认为马达的工作压力就等于工作压差马达在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为马达的,额定压力,与泵相同，马达的额定压力亦受泄漏和零件强度的制约，超过此值时就会过载2),流量和排量,,马达轴每转一周，由其密封容腔变化计算而得的液体体积称为马达的,排量,马达密封容腔容积变化所需要的流量称为马达的理论流量马达入口处所需的流量称为马达的实际流量实际流量和理论流量之差即为马达的泄漏量3),转速和容积效率,,马达的理论输出转速,n,等于理论流量,q,t,与排量,V,的比值，即,,（,3.23,）,,因存在泄漏，由实际流量,q,计算转速,n,时 ，应考虑马达的容积效率,,v,设液压马达的泄漏流量为,q,l,，则马达的实际流量为,q,=,q,t,+,q,l,,液压马达的容积效率为：,,,,马达的实际输出转速为：,,（,3.23,）,液压马达的主要性能参数,(2/5),,,(4),转矩和机械效率,,设马达的出口压力为零，入口压力即工作压力为,p,，排量为,V,，则马达的理论输出转矩,T,t,有与泵相同的表达形式 ，即,,（,3.25,）,,因马达存在机械摩擦，在计算实际输出转矩应考虑机械效率,,m,。
设液压马达的转矩损失为,T,l,，则马达的实际转矩为,T,=,T,t,-,T,l,这时，液压马达的机械效率为,,,则马达的实际输出转矩为：,,,,（,3.26,）,液压马达的主要性能参数,(3/5),,,(5),功率和总效率,,马达的输入功率,P,i,为：,,,,（,3.27,）,,马达的输出功率,P,o,为：,,,,（,3.28,）,,马达的总效率,,即为：,液压马达的主要性能参数,(3/5),,可见，液压马达的总效率等于机械效率与容积效率的乘积，在这一点上与液压泵类同图,3.26,是液压马达的特性曲线对于定量液压马达，排量,V,为定值，在流量,q,和压力,p,不变的情况下，输出转速,n,和转矩,T,皆不可变；对于变量液压马达，排量,V,的大小可以调节，因而它的输出转速,n,和转矩,T,是可以改变的，在流量,q,和压力,p,不变的情况下，若使排量,V,增大，则转速,n,减小，转矩,T,增大液压马达的主要性能参数,(5/5),图,3.26,液压马达的特性曲线,,§3,高速液压马达,,高速液压马达的基本型式有齿轮式、叶片式和轴向柱塞式等，主要特点是转速高，转动惯量小，便于启动、制动、调速和换向。
通常高速马达的输出转矩不大柱塞液压马达,压力油输入液压马达后，所产生的轴向分力,F,为,,,,,柱塞液压马达,,,齿轮液压马达,,,,,,,叶片式液压马达,,,叶片,,,,结构特点,： 转子两侧面开有环形槽，其间放置燕式弹簧弹簧套在销子上，并将叶片压向定子的内表面，防止起动时高、低压腔互相串通，保证马达有足够的起动扭矩输出 用一组特殊结构的单向阀（梭阀），保证马达正、反转时变换进、出油口叶片底部总是通高压油，以保证叶片与定子紧密接触 叶片沿转子体径向布置，进、出油口大小相同，叶片顶部呈对称圆弧型，以适应正、反转要求优点,：体积小，转动惯量小，动作灵敏允许频繁换向（甚至可以在千分之几秒内换向）缺点：,泄漏较大，不能在低转速下工作所以叶片式马达一般用于高转速、低扭矩以及动作要求灵敏的场合叶片泵,叶片马达,叶片安置,叶片前倾或后倾,叶片径向安装以适应正反转,起动弹簧,没有起动弹簧，叶片依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子内表面上,转子两侧环型槽内装有扭力弹簧使叶片顶紧定子，保证起动密封,叶片根部油压,叶片根部不一定通高压油（在高压区时是高压油，低压区时是低压油）,保证叶片根部始终通压力油,泄漏油回油方式,对泄漏油采用内部回油,对泄漏油采用外部回油,进出油口,进油口等或大于出油口,进出油口一样大,,§4,低速大转矩液压马达,,低速液压马达的输出转矩通常都较大，所以又称为低速大转矩液压马达。
低速大转矩液压马达的主要特点是转矩大，低速稳定性好（一般可在,10 r/min,以下平稳运转，有的可低到,0.5 r/min,以下），因此可以直接与工作机构连接（如直接驱动车轮或绞车轴），不需要减速装置，使传动结构大为简化低速大转矩液压马达广泛用于工程、运输、建筑和船舶（如行走机械、卷扬机、搅拌机）等机械上低速大转矩液压马达的基本结构是径向柱塞式，通常分为两种类型，即,单作用曲轴型,和,多作用内曲线型,基本原理,,多作用内曲线径向柱塞式液压马达,,图,3.27,为内曲线马达的工作原理图定子,1,的内表面由,x,段形状相同且均匀分布的曲面组成，曲面的数目,x,就是马达的作用次数（本图中,x,= 6,）每一曲面在凹部的顶点处分为对称的两半，一半为进油区段（即工作区段），另一区段为回油区段缸体,2,有,z,个（本图为,8,个）径向柱塞孔沿圆周均布，柱塞孔中装有柱塞,6,柱塞头部与横梁,3,接触，横梁,3,可在缸体,2,的径向槽中滑动，连接在横梁端部的滚轮,5,可沿定子,1,的内表面滚动在缸体,2,内，每个柱塞孔底部都有一配流孔与配流轴,3,相通配流轴,3,是固定不动的，其上有,2,x,个配流窗孔沿圆周均匀分布，其中有,x,个窗孔与轴中心的进油孔相通，另外,x,个窗孔与回油孔道相通，这,2,x,个配流窗孔位置又分别和定子内表面的进、回油区段位置一一相对应。
当压力油输入马达后，通过配流轴,3,上的进油窗孔分配到处于进油区段的柱塞油腔油压使滚轮,5,顶紧在定子,1,内表面上，滚轮所受到的法向反力,N,可以分解为两个方向的分力，其中径向分力,P,和作用在柱塞后端的液压力相平衡，切向分力,T,通过柱塞,6,、横梁,3,对缸体,2,产生转矩同时，处于回油区段的柱塞受压后缩回，把低压油从回油窗孔排出图,3.27,内曲线马达工作原理图,,1,－定子；,2,－转子缸体；,3,－横梁；,,3,－配流轴；,5,－滚轮；,6,－柱塞,,缸体每转一转，每个柱塞往复移动,x,次由于,x,和,z,不等，所以任一瞬时总有一部分柱塞处于进油区段，使缸体转动由于马达作用的次数多，并可设置较多的柱塞（还可制成双排、三排柱塞结构），所以排量大、尺寸小当马达的进、回油口互换时，马达将反转内曲线马达多为定量马达，但也可通过改变作用次数、改变柱塞数或改变柱塞行程等方法做成变量马达结构,,,,第二节 液压缸,§1,,液压缸的分类和特点,§2,,液压缸的结构,§3,,液压缸的设计与计算,,液压缸,的职能是将液压能转换成机械能输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力液压缸的活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移有限。
§,1,液压缸的分类和特点,按结构形式分：,,活塞式 柱塞式 摆动式,,按作用方式分：,,单作用液压缸：,,活塞单向作用，由弹簧使活塞复位；,,柱塞单向作用，由外力使柱塞返回双作用液压缸：,,活塞双作用；双柱塞双作用1.,活塞式液压缸,(1),双杆活塞式液压缸,,结构原理,活塞两侧都有杆伸出当两侧活塞杆直径相同、供油压力和流量不变时，活塞（或缸体）在两个方向上的运动速度,,和推力,F,都相等，即,,,结构,,,缸体固定,结构，液压缸的左腔进油，推动活塞向右移动，右腔回油；反之，活塞反向移动其运动范围约等于活塞有效行程的,3,倍,，一般用于中小型设备活塞杆固定,结构，液压缸的左腔进油，推动缸体向左移动，右腔回油；反之，缸体反向移动其运动范围约等于缸体有效行程的,2,倍,，因此常用于大中型设备中实际上液压缸的运动范围还要考虑活塞和缸盖等尺寸所占用的空间固定方式,,,(2),单杆活塞式液压缸,,结构原理,液压缸的一端有活塞杆伸出，在另一端没有活塞杆伸出，这样使液压缸两腔有效作用面积不相等，当向液压缸两腔分别供油，且压力和流量都不变时，活塞在两个方向上的运动速度和推力都不相等运动速度和推力,无杆腔进油活塞的运动速度,,1,和推力,F,1,分别为,,有杆腔进油且无杆腔回油时，活塞的运动速度,,2,和推力,F,2,分别为,运动速度和推力,,连接方式,,差动连接,,欲使差动连接缸的往复运动速度相等，即,,3,=,,2,,，则,,单杆活塞式液压缸,(6/6),差动连接时液压缸实际的有效作用面积是活塞杆的横截面积。
与非差动连接无杆腔进油工况相比，在输入油液压力和流量都不变的条件下，,活塞杆伸出速度较大而推力较小,在实际应用中，液压传动系统常通过控制阀来改变单杆活塞缸的油路连接，使它有不同的工作方式，从而获得快进（差动连接）工进（无杆腔进油）快退（有杆腔进油）的工作循环差动连接是在不增加液压泵容量和功率的情况下，实现系统快速运动的有效方法它的应用常见于组合机床和各类专用机床中单杆缸往复运动范围是有效行程的,2,倍，其结构紧凑，应用广泛固定方式,,,2.,柱塞式液压缸,,活塞缸的内孔精度要求很高，当行程较长时加工困难，这时应采用柱塞缸如图,4.5a,所示，,柱塞缸,由缸筒、柱塞、导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低图,4,柱塞式液压缸,,柱塞式液压缸,(2/2),柱塞缸只能制成单作用缸，回程由外力或自重实现在大行程设备中，为了得到双向运动，,柱塞缸,常如图,4,（,b,）所示成对使用柱塞端面是受压面，其面积大小决定了柱塞缸的输出速度和推力为保证柱塞缸有足够的推力和柱塞受压稳定，一般柱塞较粗，重量较大，水平安装时由于自重变形易产生单边磨损，故柱塞缸适宜于垂直安装使用。
为减轻重量，有时制成空心柱塞水平安装使用时，为防止柱塞自重下垂，通常要设置柱塞支承套和托架柱塞缸结构简单，制造方便，常用于长行程机床，如龙门刨、导轨磨、大型拉床等3.,摆动式液压缸,,摆动式液压缸输出转矩并实现往复摆动，通常有单叶片和双叶片两种型式如图,5,（,a,）所示，单叶片摆动缸由定子块,1,、缸体,2,、摆动轴,3,、叶片,4,、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成，定子块固定在缸体上，叶片和摆动轴连接在一起当两油口相继通入压力油时，叶片带动摆动轴作往复摆动图,5,摆动式液压缸,,1,－定子块；,2,－缸体；,3,－摆动轴；,4,－叶片,,摆动式液压缸,(2/2),当考虑到容积效率,,v,,和机械效率,,m,时，叶片式摆动缸的摆动轴输出角速度,ω,和转矩,T,分别为,,,（,10,）,,,（,11,）,,考虑叶片和定子块所占用的角度，单叶片摆动缸的摆动角一般不超过,280,º,双叶片摆动缸的摆动角一般不超过,150º,当输入压力和流量不变时，双叶片摆动缸输出转矩是单叶片摆动缸的,2,倍，而摆动角速度则是单叶片摆动缸的一半摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的工作场合。
1,）增压缸,,增压缸又称增压器它能将输入的低压油转变为高压油供液压系统中的高压支路使用增压缸如图,7,所示它由面积不同（分别为,A,1,和,A,2,）的两个液压缸串联而成，大缸为原动缸，小缸为输出缸4.,组合式液压缸,图,7,增压缸,,增压缸,(2/2),设输入原动缸的压力为,p,1,,，输出缸的出油压力为,p,2,,，若不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式,,,整理得：,,（,12,）,,,式中比值,A,1,/,A,2,（或,D,1,2,/,D,2,2,）称为增压比 由式（,12,）可知，当,D,1,=2,D,2,时，,p,2,=4,p,1,，即增压,4,倍多级缸,(1/1),多级缸又称伸缩缸，它由两级或多级活塞缸套装而成，如图,8,所示前一级缸的活塞是后一级缸的缸套，活塞杆伸出的顺序是从大活塞到小活塞，相应的推力也是从大到小，而伸出的速度则是由慢到快空载缩回的顺序一般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较短，占用空间较小，结构紧凑多级缸适用于工程机械和其他行走机械，如起重机伸缩臂液压缸、自卸汽车举升液压缸等都是多级缸2,）多级缸,,图,8,多级缸,,,齿条活塞缸,(1/1),（,3,）齿条活塞缸,,,齿条活塞缸,由带有齿条杆的双活塞缸和齿轮齿条机构组成，如图,9,所示。
活塞往复运动经齿轮齿条机构变成齿轮轴往复转动，它多用于自动线、组合机床等转位或分度机构中图,9,齿条活塞缸,,§2,,液压缸的结构,1.,缸体组件,,（,1,）缸体组件的连接形式,,常见的缸体组件连接形式如图,10,所示图,10,缸体组件连接形式,,缸体组件,(2/4),（,a,）法兰式法兰式连接结构简单，加工方便，连接可靠，但要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉缸筒端部一般用铸造、镦粗或焊接方式制成粗大的外径它是常用的一种连接形式b,）半环式半环式连接分为外半环连接和内半环连接两种形式半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度半环连接是应用十分普遍的一种连接形式，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中c,）螺纹式螺纹式连接有外螺纹连接和内螺纹连接两种形式，其特点是体积小、质量小、结构紧凑，但缸筒端部结构较复杂这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、质量小的场合缸体组件,(3/4),（,d,）拉杆式拉杆式连接结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和质量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响密封效果，只适用于长度不大的中低压缸e,）焊接式焊接式连接强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。
缸体组件,(4/4),（,2,）缸筒、端盖和导向套,,,缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、铰孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度,R,a,值为,0.1,～,0.4,,m,，以使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动和保证密封效果，减少磨损缸筒要承受很大的液压力，因此应具有足够的强度和刚度端盖装在缸筒两端，与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大的液压力，因此它们及其连接部件都应有足够的强度设计时既要考虑强度，又要选择工艺性较好的结构形式导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用，有些液压缸不设导向套，直接用端盖孔导向，这种结构简单，但磨损后必须更换端盖2.,活塞组件,,（,1,）活塞组件的连接形式,,活塞与活塞杆的连接形式如图,11,所示除此之外，还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等整体式和焊接式连接结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换锥销式连接加工容易，装配简单，但承载能力小，且需有必要的防止脱落措施螺纹式连接（图,11,（,a,））结构简单，装拆方便，但一般需备有螺母防松装置半环式连接（图,11,（,b,））强度高，但结构复杂，装拆不便在轻载情况下可采用锥销式连接；一般使用螺纹式连接；高压和振动较大时多用半环式连接；对活塞与活塞杆比值,D/d,较小、行程较短或尺寸不大的液压缸，其活塞与活塞杆可采用整体式或焊接式连接。
图,11,活塞与活塞杆连接形式,,活塞和活塞杆,(1/1),（,2,）活塞和活塞杆,,活塞受油压的作用在缸筒内做往复运动，因此，活塞必须具有一定的强度，对于没有密封装置而仅靠间隙来保证密封性能的活塞，还应该有良好的耐磨性活塞一般用钢或铸铁制造活塞的结构通常分为整体式和组合式两类活塞杆是连接活塞和工作部件的传力零件，它必须有足够的强度和刚度活塞杆无论是实心的还是空心的，通常都用钢料制造活塞在导向套内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需镀铬1,）间隙密封,,间隙密封是一种常用的密封方法它依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏由第,3,章中环形缝隙流量公式可知，泄漏量与间隙的三次方成正比，因此可用减小间隙的办法来减小泄漏一般间隙为,0.01 ~ 0.05 mm,，这就要求配合面加工有很高的精度在活塞的外圆表面一般开几道宽,0.3 ~ 0.5 mm,，深,0.5 ~ 1 mm,、间距,2 ~ 5 mm,的环形沟槽，称平衡槽3.,密封装置,,间隙密封,(2/2),平衡槽的作用是：,,（,a,）由于活塞的几何形状和同轴度误差，工作中压力油在密封间隙中的不对称分布将形成一个径向不平衡力，称液压卡紧力，它使摩擦力增大。
开平衡槽后，槽中各向油压趋于平衡，间隙的差别减小，使活塞能够自动对中，减小了摩擦力，同时减小偏心量，这样就减少了泄漏量b,）增大油液泄漏的阻力，提高了密封性能c,）储存油液，使活塞能自动润滑间隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用，但对零件的加工精度要求较高，且难以完全消除泄漏，故只适用于低压、小直径的快速液压缸中活塞环密封,(1/1),（,2,）活塞环密封,,活塞环密封是依靠装在活塞环形槽内的弹性金属环紧贴缸筒内壁实现密封如图,12,所示它的密封效果较间隙密封好，适应的压力和温度范围很宽，能自动补偿磨损和温度变化的影响，能在高速中工作，摩擦力小，工作可靠，寿命长，但在活塞环的接口处不能完全密封活塞环的加工复杂，缸筒内表面加工精度要求高，一般用于高压、高速和高温的场合图,12,活塞环密封,,密封圈密封,(1/5),（,3,）密封圈密封,,（,a,）,O,形密封圈O,形密封圈的截面为圆形，主要用于静密封和滑动密封（转动密封用得较少）其结构简单紧凑，摩擦力较其他密封圈小，安装方便，价格便宜，可在－,40 ℃,～,120 ℃,温度范围内工作但与唇形密封圈（如,Y,形圈）相比，其寿命较短，密封装置机械部分的精度要求高，启动阻力较大。
O,形圈的使用速度范围为,0.005 ~ 0.3,m/s,O,形圈密封原理如图,13,所示图,13 O,形圈密封原理,,,,O,形圈装入密封槽后，其截面受到压缩后变形在无液压力时，靠,O,形圈的弹性对接触面产生预接触压力，实现初始密封；当密封腔充入压力油后，在液压力的作用下，,O,形圈挤向沟槽一侧，密封面上的接触压力上升，提高了密封效果任何形状的密封圈在安装时，必须保证适当的预压缩量预压缩量过小不能密封，预压缩量过大则摩擦力增大，且易于损坏，因此，安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据严格保证在动密封中，当压力大于,10,MPa,时，,O,形圈就会被挤入间隙中而损坏，为此需在,O,形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈（图,14,），其厚度为,1.25 ~ 2.5 mm,双向受高压时，两侧都要加挡圈密封圈密封,(2/5),图,14 O,形圈密封挡圈设置,,密封圈密封,(3/5),（,b,）,V,形密封圈V,形圈的截面为,V,形如图,15,所示的,V,形密封装置是由压环、,V,形圈（也称密封环）和支承环组成当工作压力高于,10,MPa,时，可增加,V,形圈的数量，提高密封效果。
安装时，,V,形圈的开口应面向压力高的一侧V,形圈密封性能良好，耐高压，寿命长，通过调节压紧力，可获得最佳的密封效果，但,V,形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大，主要用于活塞及活塞杆的往复运动密封它适宜在工作压力为,p,≤50,MPa,、温度为－,40℃ ~ +80℃,的条件下工作图,15 V,形密封圈,,密封圈密封,(4/5),（,c,）,Y,形密封圈Y,形密封圈的截面为,Y,形，属唇形密封圈它是一种密封性、稳定性和耐压性较好、摩擦阻力小、寿命较长的密封圈，故应用也很普遍Y,形圈主要用于往复运动的密封根据截面长宽比例的不同，,Y,形圈可分为宽断面和窄断面两种形式，图,16,所示为宽断面,Y,形密封圈Y,形圈的密封作用依赖于它的唇边对偶合面的紧密接触，并在压力油作用下产生较大的接触压力，达到密封目的当液压力升高时，唇边与偶合面贴得更紧，接触压力更高，密封性能更好Y,形圈安装时，唇口端应对着液压力高的一侧当压力变化较大、滑动速度较高时，要使用支承环，以固定密封圈如图,16,（,b,）所示图,16,宽断面,Y,形密封圈,,,宽断面,Y,形圈一般适用于工作压力,p,≤20,MPa,、工作温度－,30℃ ~ +100℃,、使用速度 ≤,0.5,m/s,的场合。
窄断面,Y,形圈如图,17,所示窄断面,Y,形圈是宽断面,Y,形圈的改型产品，其截面的长宽比在,2,倍以上，因而不易翻转，稳定性好，它有等高唇,Y,形圈和不等高唇,Y,形圈两种后者又有孔用和轴用之分，其短唇与运动表面接触，滑动摩擦阻力小，耐磨性好，寿命长；长唇与非运动表面接触有较大的预压缩量，摩擦阻力大，工作时不窜动窄断面,Y,形圈一般适用于工作压力,p,≤32,MPa,，使用温度为－,30℃ ~ +100℃,的条件下工作密封圈密封,(5/5),图,17,窄断面,Y,形密封圈,,4.,缓冲装置,,当液压缸拖动负载的质量较大、速度较高时，一般应在液压缸中设缓冲装置，必要时还需在液压传动系统中设缓冲回路，以免在行程终端发生过大的机械碰撞，致使液压缸损坏缓冲的原理是使活塞相对缸筒接近行程终端时，在排油腔内产生足够的缓冲压力，即增大回油阻力，从而降低缸的运动速度，避免活塞与缸盖高速直接相撞液压缸中常用的缓冲装置如图,18,所示图,18,液压缸的缓冲装置,,缓冲装置,(2/3),（,1,）圆柱形环隙式缓冲装置,,如图,18,（,a,），当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时，缸盖和活塞间形成缓冲缝隙，被封闭油液只能从环形间隙,,排出，产生缓冲压力，从而实现减速缓冲。
这种缓冲装置在缓冲过程中，由于其通流截面面积不变，故缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快制动力就降低，其缓冲效果较差但这种装置结构简单、便于设计和降低制造成本，所以在一般系列化的液压缸中多采用这种缓冲装置2,）圆锥形环隙式缓冲装置,,如图,18,（,b,），由于缓冲柱塞为圆锥形，所以缓冲环形间隙,,随位移的变化而改变，即通流截面面积随缓冲行程的增大而减小，使机械能的吸收较均匀，其缓冲效果较好 缓冲装置,(3/3),（,3,）可变节流槽式缓冲装置,,如图,18,（,c,），在缓冲柱塞上开有由浅入深的三角节流沟槽，通流截面面积随着缓冲行程的增大而逐渐减小，缓冲压力变化平缓4,）可调节流孔式缓冲装置,,如图,18,（,d,）,),，在缓冲过程中，缓冲腔油液经节流孔排出，调节节流孔的大小，可控制缓冲腔内缓冲压力的大小，以适应液压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求，当活塞反向运动时，高压油从单向阀进入液压缸内，活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢等现象排气装置,,液压传动系统中往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作，因此在设计液压缸时，必须考虑空气的排除。
对于要求不高的液压缸，往往不设计专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的,最高处,，这样也能使空气随油液排回油箱，再从油箱逸出对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，常在液压缸的最高处设置专门的,排气装置，如排气塞、排气阀等,图,19,所示为排气装置当打开排气装置后，低压往复运动几次，带有气泡的油液就会排出，排完空气后关闭排气装置，液压缸便可正常工作图,19,排气装置,,§3,,液压缸的设计与计算,1.,液压缸主要尺寸的计算,,液压缸内径,D,和活塞杆直径,d,可根据最大总负载和选取的工作压力来确定对单杆缸而言，无杆腔进油时，不考虑机械效率，由式（,4,）可得,,,,（,13,）,,有杆腔进油时，不考虑机械效率，由式（,6,）可得,,,,（,14,）,,式中：,p,2,——,背压，一般选取背压,p,2,,=0,这时，上面两式便可简化，即无杆腔进油时,,（,15,）,,有杆腔进油时,,（,16,）,,,当液压缸的往复运动速度比有一定要求时，由式（,7,）得杆径,d,为,,（,17,）,,,液压缸的缸筒长度由活塞最大行程、活塞长度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其他长度确定。
其中活塞长度,B,=,（,0.6 ~ 1.0,）,D,；导向套长度,A,=,（,0.6 ~ 1.5,）,d,为减少加工难度，一般液压缸缸筒长度不应大于内径的,20 ~ 30,倍液压缸主要尺寸的计算,(2/2),,3.,液压缸的校核,,（,1,）,,缸筒壁厚,δ,的验算,,中、高压缸一般用无缝钢管作缸筒，大多属薄壁筒，即,,,,/,,D,,0.08,时，按材料力学薄壁圆筒公式验算壁厚，即,,,,（,18,）,,当液压缸采用铸造缸筒时，壁厚由铸造工艺确定，这时应按厚壁圆筒公式验算壁厚当,,,/,,D,,＝,0.080.3,时，可用下式,,（,19,）,,,当,,,/,,D,,≥,0.3,时，可用下式,,（,20,）,,液压缸的校核,(2/2),（,2,）,,液压缸活塞杆的稳定性验算,,只有当液压缸活塞杆的计算长度,l,≥10,d,时，才进行液压缸纵向稳定性的验算验算可按材料力学有关公式进行，此处不再赘述。