液压油缸的组成部件有哪些？液压缸结构有什么特点？

液压缸是液压传动系统中的执行元件， 它是把液压能转换成机械能的能量转换装置，液压油缸主要由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置等结构组成。

液压缸缸筒

缸筒是液压缸的主体零件，它与缸盖、活塞等零件构成密闭的容腔，推动活塞运动。常用的缸筒结构有8类，一般根据缸筒与端盖的联接方法选用。缸筒要承受很大的液压力，因此材料一般要求有足够的强度刚度和冲击韧性，对焊接的还要有出色的焊接功用，所以常用材料有：25，45，ZG200~400，1Cr18Ni9等等。缸筒毛坯多选用冷拔或热扎无缝钢管，因此工序一般是调质（保证缸筒的强度，使其能承受油压不会变形和损坏）→珩磨或镗滚压（保证缸筒内径的粗糙度、圆度、圆柱度和直线度等，使活塞密封性在长期往复运动后不变）→车（保证缸筒全长等计划规范恳求）→钻（加工出油口孔，保证进出油路）→钳。其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损。

液压缸缸盖

缸盖装在液压缸缸筒两端，与缸筒形成封闭的油腔。同样承受很大的液压力，因此，端盖及其连接件都应有足够的强度。一般有焊接、螺纹、螺栓、卡键和拉杆等多种联接方法，一般根据工作压力，油缸的联接方法，运用环境等要素挑选。设计时既要考虑强度，又要选择工艺性较好的结构形式。

液压缸活塞杆

活塞杆是液压缸传递力的主要元件。材料一般选择中碳钢（如45号钢）。油缸工作时，活塞杆受推力、拉力或弯曲力矩等，故保证其强度是必要的；并且活塞杆常在导向套中滑动，协作应适合，太紧了，摩擦力大，太松了，会导致卡滞现象和单边磨损，这就要求其外表粗糙度、直线度和圆度等适合。所以，活塞杆的工艺一般是粗车→调质→半精车→淬火→镀前磨→镀铬→镀后磨→精车。

液压缸活塞

活塞是将液压能转为机械能的主要元件，它的有效作用面积直接影响液压缸的作用力和运动速度。活塞与活塞杆联接有多种方法，最常用的有螺纹连接和半环连接形式，除此之外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等。螺纹式连接，结构简单，装拆方便，但一般需备螺母防松装置;半环式连接连接强度高，但结构复杂，装拆不便，半环连接多用于高压和振动较大的场合。当无导向环时，活塞用高强度铸铁HT200~300或球墨铸铁；当有导向环时，活塞用优质碳素钢20号、35号和45号。

液压缸密封装置

活塞装置主要用来防止液压油的泄漏，良好的密封是液压缸传递动力、正常动作的保证，根据两个需要密封的耦合面间有无相对运动，可把密封分为动密封和静密封两大类。设计或选用密封装置的基本要求是具有良好的密封性能，并随压力的增加能自动提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、耐油、抗腐蚀、耐磨、寿命长、制造简单、拆装方便。常见的油缸活塞密封方法：间隙密封、活塞环密封、活塞环密封、O形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈。

(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，由环形缝隙轴向流动理论可知，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 0.01～0.05mm，这就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圆表面一般开几道宽 0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、间距 2~5mm 的环形沟槽，称平衡槽，其作用如下:

• 使活塞具有自位性能，由于活塞的几何形状和同轴度误差，工作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，称为液压卡紧力，它使摩擦力增大，开平衡槽后，使得径向油压力趋于平衡，使活塞能够自动对中，减小了摩擦力；
• 由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多，活塞的对中减少了油液的泄漏量，提高了密封性能；
• 自润滑作用，油液储存在平衡槽内，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。

(2)活塞环密封

活塞环密封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，如图所示。它的密封效果较间隙密封好，适用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，能在高速条件下工作，摩擦力小，工作可靠，寿命长，但不能完全密封。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。

(3) 密封圈密封

密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封，密封圈有 O 形、V 形、Y 形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨酯等。

(4)O形密封圈

O形密封圈的截面为圆形，主要用于静密封和速度较低的滑动密封，其结构简单紧凑，安装方便，价格便宜，可在-40～120°C 的温度范围内工作。但与唇形密封圈相比，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形圈密封的原理是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，过小不能密封，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 10MPa 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，其厚度为1.25～2.5mm，双向受高压时，两侧都要加挡圈，其结构如图所示。

(5)V形密封圈

V 形圈的截面为 V 形，如图所示，V 形密封装置是由压环、V 形圈和支承环组成。当工作压力高于 10MPa 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，主要用于活塞杆的往复运动密封，它适宜在工作压力 p>50MPa、温度-40~80℃的条件下工作。

(6)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；宽断面 Y 形圈一般适用于工作压力 p<20MPa。窄断面 Y 形圈一般适用于工作压力 p<32MPa。图 3.15 所示为宽断面 Y 形密封圈。

Y 形圈的密封作用取决于它的唇边对耦合圆的紧密接触程度，在压力油作用下，唇边对耦合面产生较大的接触压力，从而达到密封的目的；当液压力升高时，唇边与藕 合面贴得更紧，接触压力更高，密封性能更好。Y 形圈安装时，唇口端面应对着压力高的一侧，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 3.15(b)所示。

液压缸导向套

导向套对活塞杆起导向和支撑作用，它要求协作精度高，摩擦阻力小，耐磨性好，能承受活塞杆的压力、弯曲力以及冲击振动。内装有密封设备以保证缸筒有杆腔的密封，外侧装有防尘圈，以防止杂质、尘土和水分带到密封设备处，损坏密封。金属导向套一般选用摩擦系数小、耐磨性好的青铜、灰铸铁、球墨铸铁和氧化铸铁等；非金属导向套可选用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

液压缸缓冲装置

当液压油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，导致液压缸损坏。缓冲的原理是当活塞或缸筒接近行程终端时，在排油腔内增大回油阻力，从而降低液压缸的运动速度，避免活塞与缸盖相撞。

液压缸排气装置

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，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往油箱，再从油箱溢出;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。

以上就是液压油缸的主要组成部分，只有对液压缸的结构有深刻的了解，才能更好的使用它创造出更多的价值，及时的发现问题并解决问题。