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1、对于液压油缸的基本认识液压油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动 （摆动缸 做摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现 往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此 在各种机械的液压系统中得到广泛应用。1、液压缸的工作原理液压缸一般有两个油腔，每个油腔中都通有液压油，液压缸工作 依靠帕斯卡原理（静压传递原理：在密闭容器内，施加于静止液体上 的压力将以等值同时传递到液体各点）。当液压缸两腔通有不同压力 的液压油时，其活塞两个受压面承受的液体压力总和（矢量和）输出 一个力，这个力克服负载力使液压缸活塞杆伸出或缩回。出球）油口进（il油口液压凰的工作扳理1-f
2、cM 2-活塞3-活塞杆4瑞盖5活塞杆密封件h F图一液压缸工作原理以图一为例，当液压缸左腔通高压油时，活塞左侧受压力，油腔 油液通油箱，活塞右侧不受压力，则此时活塞左侧所受压力与负载相 等（油压由液体压缩提供，即负载力提供压力）。用公式表达如下PA -P2A2 = F式中 Pi液压缸左腔油压；A液压缸活塞左侧受压面积；P2液压缸油腔油压；Ai液压缸活塞右侧受压面积；F负载力2、液压缸的常见结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要 部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设 置有密封装置，在前端盖
3、外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退 回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设 置排气装置。双件用单活塞杆液压缸结构图1-缸底2-卡键3. 5. 9.4-活塞-缸简祜塞杆3-导向套10-缸盖12-防尘图二液压缸结构图上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图， 该液压缸主要由缸 底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端 与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连 接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、 11和防尘圈12。3、液压缸的分类液压缸分为单作用液压缸、双作用液压缸、组合液压缸和摆动液 压缸。单作用缸
4、又分为柱塞式液压缸、单活塞杆液压缸、双活塞杆液压 缸和伸缩液压缸。双作用液压缸分为单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、伸缩液压 缸。组合液压缸分为弹簧复位液压缸、串联液压缸、增压缸、齿条传 动液压缸。摆动液压缸：输出轴直接输出扭矩，其往复回转的角度小于360, 也称摆动马达。学习参考表1液压缸的分类活箜缸符号” 匚匚 $m-aw活墓佼单向运动，由 外力粳活基丽运动同上又多个互相连动99渚章的IL苴行程可敢交.由外力僅活喜返回話塞丽运动融 在行曲了时不減违不可團甥用式赴Im活務址 -収活 枚压甬缸 压 缸活寒在行程糾了时贏 遽制功*沁值不变；乙塞两奩的环*送杖 大使缸往駆的作用力 和渣厘差好|对累
5、娇的工作特性有明显两个活霍同时栩反育 向运动4、液压缸的应用液压传动在各类机械行业中的应用非常广泛，甚至达到“非液压 不可实现”的地步，常见的应用范围有：A、工程机械：挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机；B超重运输机械：汽车吊、港口龙门吊、装载机械、皮带运输机;C矿山机械：凿石机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压 支架；D建筑机械：打桩机、液压千斤顶、平地机；E、农业机械：联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统；F、冶金机械：电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机；G轻工机械：打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机；H汽车工业：自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减震器；I、智
6、能机械：折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾 驶舱、机器人等。5、液压缸的密封类型及其结构原理A、0型圈0型圈可以说是最原始的密封元件，其余密封元件大多都是基于0型圈的基础上进行一定的改进，从而使其适应不同的场合， 及拥有不同的特性。0型圈是一种截面形状为圆形的橡胶圈。其具有良好的密封性能，即可用于静密封，也可用于动密封；不仅可以单独使用，而 且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的使用范围很广 泛，如果材料选择得当，可以满足各种介质和各种运动条件的要 求。0型圈是一种挤压型密圭寸，挤压型密圭寸的基本工作原理是依靠 密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力 大于被密
7、封介质内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。密封原理图三为0型圈结构和工作原理，很好的表示了 0型圈 的特性：0型圈截面为0形，安装在活塞上的密封槽内，当液压 缸内通入压力油时，0型圈高压侧受挤压，将其向低压侧推动， 此时0型圈紧紧的压在低压侧，产生弹性变形，在密封面（活塞 密封槽与0型圈接触面及液压缸内壁与 0型圈接触面）产生接触 压力，此压力大于油压时，不发生泄漏（液压油无法把 0型圈挤 回原形）。基于以上原因，0型圈安装时一般会配合 0型圈挡圈（起 到抗间隙挤出的作用）。同时0型圈具有以下特点：尺寸小，安装方便；动静密封均可使用；静密封几乎没有泄漏;单件使用双向密封；动摩擦力小；价格低廉图
8、三0型圈结构及工作原理B U型圈当某些工况需要密封件具有单向密封， 且成本较低，密封效果 良好时，0型圈就无法满足人们的要求（想拥有更良好的密封效 果会导致材料及加工成本增加），因此基于0型圈的基础上进行改 进，得到了密封元件截面形状为 U型的密封圈。其结构如图四。密圭寸原理：U型圈密圭寸是一种挤压型密圭寸，当 U型圈的开口侧 通有高压油时，油压会导致 U型开口变大，向密封接触面进行挤 压，形成接触压力，当接触压力大于油压时，则不产生泄漏。同 时由于U型圈是开口形式，当产生磨损时，可以自行补偿磨损量。 当U型圈闭口侧通高压油时不产生密封作用 （几乎没有密封效果）图四U型圈密封结构C Y型圈当某
9、些工况需要密封件具有单向密封， 且成本较低，密封效果 良好，同时又具有良好的往复运动性能时，U型圈就无法满足人们的要求（想拥有更良好的往复运动性能会导致材料及加工成本 增加）,因此基于U型圈的基础上进行改进，得到了密封元件截面 形状为Y型的密封圈。其结构如图五。密封原理：Y型圈密封是一种挤压型密封，其依靠张开的唇边贴于密封副耦合面，并呈线性接触，在介质压力作用下产生“峰 值”接触压力，压力越高，应力越大。当耦合件以工作速度相对 运动时，在密封唇与耦合面之间形成一层密封液膜，从而产生密 圭寸作用。密圭寸唇边磨损后，由于介质压力的作用而具有一定的自 动补偿能力。U型圈与Y型圈有以下不同之处：Y型圈
10、广泛应用于往复动密 封装置中，其使用寿命高于 0型圈。丫型圈的适用工作压力不大 于40MPa工作温度为-30 C +80C。特点是：1、密封性能可靠；2、摩擦阻力小，运动平稳；3、耐压性好，适用压力范围广；4、 结构简单，价格低廉；5、安装方便。U型密封圈具有对称配置的 密封唇，用于活塞杆或者活塞的单作用或双作用的标准液压缸。适用温度-30 C +110C，适用材料：PU,夹布NBR等。特点是：1、 耐高温；2、耐腐蚀；3、耐磨损。U型圈与丫型圈的结构区别如图五。U形/Y形聚氨酯92（藍色型號剖面孔用形翔用呢雙唇軸用丫形圈圏LWPUOPUIPJIP2图五U型圈与Y型圈D防尘圈在液压缸密封系统中
11、，为防止润滑剂外漏和有害杂质（灰尘、 水汽、腐蚀性气体等）侵入，或为了保护其他密封件而设立的密 封装置，叫做防尘密封。防尘密封圈一般仅用于常压或压力较低 的场合，若压力较高，应采用其他形式的密封件作为主要密封装 置，再辅以防尘密封。防尘圈有很多种形式，但大体上结构为：一个密封刃口和一个 防尘刃口，其防尘刃口为耐磨圈。有些防尘圈还会配备预紧元件 使其具有更好的性能。下面我们以 GSZ防尘圈（带预紧元件）和 GSD防尘圈（不带预紧元件）为例分别介绍防尘圈。a、GSZ防尘圈：GSZ防尘圈结构为一个带密封刃口和防尘刃口 的耐磨圈以及一个作为预紧元件的 0型圈组成的双唇防尘圈。其 结构形式如图六。工作原
12、理：由其密封刃口及防尘刃口分别起到密封和防尘的作 用，为了使其防尘效果更加优秀，在防尘刃口的外圈配置了一个 0型圈作为预紧元件。性能：1在工作过程中有极好的调节和定位能力；2、高功能保证，在短期内能适应所有的操作；3、咼耐磨；4、低摩擦，无粘滑现象。b、GSD防尘圈：GSDR防尘圈结构为带有密封刃口和防尘刃口 的耐磨圈。其结构形式如图七。工作原理：其密封刃口起主要的密封作用， 防尘刃口起防尘作 用，刃口紧贴运动副，刮下粘附在活塞杆上的灰尘、水汽等物质。性能：1、非常好的刮擦除尘作用，同时可防止残留的油膜在 活塞杆上延伸；2、外圆定位可靠；3、防尘圈可以在很宽的温度范围内使用图六防尘圈GSZ结构
13、形式图七防尘圈GSDR吉构形式E、斯特封斯特封结构：斯特封由一个低摩擦的填充聚四氟乙烯环（PTFE 和0形密封圈组合而成，一般情况下作为轴用密封，其结构如图八所示工作原理：斯特封属于组合式密封元件，其0型圈负责提供足 够的密封力，并对填充聚四氟乙烯环（PTFE的磨耗起补偿作用 （一般情况下安装时0型圈处于受压状态，当耐磨环磨损后 0型 圈反弹使耐磨环继续紧贴活塞杆），密封形式为单向密封，适用于 高压液压系统的油缸活塞的密封。斯特封耐压性能可达到60MPa图八斯特封结构图F、格莱圈格莱圈：格莱圈由一个低摩擦的填充聚四氟乙烯环（PTFE和0形密封圈组合而成，一般情况下作为孔用密封，其结构如图九 所
14、示。图九格莱圈结构图工作原理：格莱圈工作原理与斯特圭寸基本相同，不过其密圭寸能力为双向密圭寸，耐压性能最高为 40MPaG雷姆封雷姆封与斯特封几乎完全一样（结构和工作原理），但是其耐 磨环材料与斯特封不同，所以适用场合不同，雷姆封适用于高温 环境。H洪格尔型组合密封洪格尔型组合密封：其结构为一个作为预紧与密封元件的 0型 圈，0型圈由耐磨环紧压在密封槽中，并且 0型圈两侧配置了挡 圈组件。其具体结构如图十。图十洪格尔型组合密封工作原理：0型圈作为密封元件，同时为耐磨环提供压紧力，作为密封元件的0型圈与活塞之间无相对运动，故密封性能保持 为静密封的优异性能，外侧耐磨环产生磨损后，0型圈向外侧反弹
15、，继续提供足够的压紧力，使密封性能可靠。挡圈组件则起到 抗间隙挤出的作用。学习参考洪格尔型组合密封特点：1、利用PTFE材料特性，耐磨性能好，无爬行，适应于工作压 力较高的系统，双向密封；2、摩擦阻力小，适用于动作频率高、运动速度快，定位、行 程要求准确，如液压油缸 AGC等伺服油缸；3、具有坚实的支承和导向系统，密封效果好，使用寿命长， 可靠性十分强；4、油缸加工精度和表面粗糙度及油品清洁度要求较为苛刻， 反之影响密圭寸效果；5、密封件占有空间大。I、V型组合密封结构：V型组合密封由两个弹性密封圈和多个 V型圈叠加在一 起组合而成，其结构形式如图一。图十一 V型组合密封圈结构工作原理：弹性密封圈和V型圈与缸体内壁和活塞相接处的工作面有一定的过盈量，同时起密封作用。弹性密封圈比V型圈的过盈量略大一些，故密封作用要比V型圈的大；在无压或低压时，是靠其过盈量或通过压盖对弹性密封圈和 V型圈的预压，实现密 圭寸，故内外唇口有自圭寸作用；在
