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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。疫圧阿so t和图一液压缸工作原理 以图一为例，
2、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）。用公式表达如下式中液压缸左腔油压；1液压缸活塞左侧受压面积;液压缸油腔油压;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。l-
3、BAa. b, 9、IL4-B G-fLft7-3 R* JO VI 菱 LE-制全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
4、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。表1液压缸的分类Ft*Mm囂Aitih=i-卒呷qiHti ihHl -atz&上rv-ii*亜R!41ruHrn=a=jrr=蔚耐dFK0*M MmlLf+上ujtkDiH.rtuiI.fptineH-!-* rrF*tR丽 a9列册Mlmmbft* i4、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
5、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圭寸元件，其余密圭寸元件大多都是基于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
6、截面形状为圆形的橡胶圈。其具有良好的密圭性能，即可用于静密圭，也可用于动密圭；不仅可以单独使用，而且是许多组合式密圭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，挤压型密圭的基本工作原理是依靠密圭件发生弹性变形，在密圭接触面上造成接触压力，接触压力大于被密圭介 质内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。密圭原理图三为 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，安装在活塞上的密圭槽内，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
7、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
8、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 压油时不产生密圭寸作用（几乎没有密圭寸效果）。图四U型圈密封结构C Y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，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
9、五。密圭寸原理：Y型圈密圭寸是一种挤压型密圭寸，其依靠张开的唇边贴于密圭寸 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，从而产生密封作用。密封唇边磨 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型圈广泛应用于往复动密封装置 中，其使用寿命高于 0型圈。Y型圈的适用工作压力不大于 40MPa工 作温度为-30C+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
10、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-30C +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Y型圈的结构区别如图五图五U型圈与Y型圈D防尘圈在液压缸密封系统中，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 圭寸。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
11、具有更 好的性能。下面我们以GSZ防尘圈（带预紧元件）和 GSD舫尘圈（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、GSDR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
12、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结构形式图七防尘圈GSDR结构形式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
13、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 缸活塞的密圭寸。斯特圭寸耐压性能可达到 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 向密封，耐压性能最高为40MPa。G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
14、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，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。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。 3D:.EK* 4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，实现密封，故内外唇口有 自圭寸作用；在高压使用时，弹性密圭寸圈和V型圈是借助于液体工作压
