A1——大腔面积 A2——小腔面积
p1——供液压力 p2—— 回油压力
若回油腔直接接油箱，p2≈0，则：
F2 p1 A2 p1
π 2 (D d 2 ) 4
液压缸的基本计算
u 2与
u1
u2 Q / A2 A1 D2 2 u1 Q / A1 A2 D d 2
之比称为液压缸的速度比 ， 即：
π 2 D 4
液压缸的基本计算
(2) 当有杆腔进油、无杆腔回油时
F2 A2 p1 A1 p2 m D 2 d 2 p1 D 2 p2 m 4 4 Qv 4Qv u2 A2 D2 d 2




式中
F2——推力 u2——速度
缸筒与端盖的连接形式
（d）内螺纹式
（e）焊接式 工作可靠，强度高， 制造简单，但易产生 焊接变形。
（f）拉杆式
体积小，重量轻，结 构紧凑，但缸筒端部 较复杂，常用于要求 外形尺寸小，重量轻 的场合。
结构简单，工艺性好， 通用性强，但端盖体 积较大，用于长度不 大的中、低压液压缸。
活塞与活塞杆的连接形式
q
动画
液压缸的类型与特点
液压缸的类型与特点
（2）双活塞杆液压缸
v F v F v F v F
A
AA p1lqlq p2
l
p1 q
l
q p2 A
l
动画
双杆活塞式液压缸及其安装形式
两工作腔有效液压作用面积相等，伸出和缩回时的牵引力和速度都相同。
用作磨床工作台和龙门刨床工作台驱动液压缸。
液压缸的类型与特点
伸缩式液压缸具有多级套筒形活塞杆，故又称为多级液压缸。
B 1 2 A 3
1—活塞 2—活塞 3—缸体
伸缩式液压缸示意图
液压缸的类型与特点
液压缸的基本计算
• 1.3液压缸的基本计算
液压缸的基本计算是指供液压力p与负载FL、输入流量 Q与运动速度u的计算。
液压缸稳态下的p与FL、Q与u的计算所依据的两个基本 方程是：活塞杆或柱塞上稳态力平衡方程和流量连续方程。
• 1.6活塞与活塞杆的连接形式
活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞应有一定的导向长度，一 般取活塞长度为缸筒内径的（0.6～1.0）倍。活塞杆是由钢材做成实心杆或空心杆， 表面经淬火再镀铬处理并抛光。短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体。 活塞与活塞杆的连接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。
液压缸的类型与特点
3）摆动式液压缸
摆动式液压缸又称为摆动液压电动机或回转液压缸，它把油液的
压力能转变为摆动运动的机械能。常用的摆动式液压缸有单叶片和双
叶片两种。
动画
1—隔板 2—缸体 3—转动轴
(a) 单叶片式
(b) 双叶片式
4—叶片
单叶片式摆动缸：最大摆角300°，转速高，扭矩小； 双叶片式摆动缸：最大摆角150°，转速低，扭矩大；
来实现直线往复运动或小于360°的摆动。
压力p 流量Q
作用力F 速度V
液压缸
液压功率 机械功率
液压缸的类型与特点
• 1.2液压缸的类型与特点
按结构分类：柱塞式液压缸、活塞式液压缸、摆动液压缸、组合液 压缸 按供油次数：单作用液压缸、双作用液压缸 按驱动负载：推力缸、拉力缸、摆动液压缸
液压缸的类型与特点
柱塞式液压缸由缸体、柱塞、导套、密封圈、压盖等零件组成。
单作用式（只有一个油口），单向驱动，柱塞的回程靠外力（重力，
弹簧力）实现。 柱塞较粗，受力较好，柱塞不与缸筒内壁接触，加工工艺性好。
千斤顶液压缸，叉车丼升液压缸，起重机变幅和伸缩液压缸。
液压缸的类型与特点 2)活塞式液压缸
活塞式液压缸由缸筒、活塞和活塞杆、端盖等主要部件组成。 活塞式液压缸通常有单杆和双杆两种形式。又有缸筒固定、活塞秱 动与活塞杆固定、缸筒秱动两种运动方式。
F p1 p2 A m
u
式中

D 4
2
d 2 p1 p 2 m

Qv 4Qv A D2 d 2


d——活塞杆直径；
F——推力 ； p1——供液压力 ； p2——回液压力； u——速度 ； D——活塞直径 ； Q——供液流量。
典型液压缸结构
• 1.4典型液压缸结构 a、柱塞缸
双 活 塞 杆
双向缸
伸缩式套筒缸 摆动缸
液压缸的类型与特点
弹簧复位缸
单向液压驱动，由弹簧力复位
增压缸 组 合 缸
由A腔进油驱动，使B输出高压油源 用于缸的直径受限制，长度不受限制处，能获得较大推力
串联缸
齿条传动缸
活塞的往复运动转换成齿轮的往复回转运动
气—液转换器
气压力转换成大体相等的液压力
液压缸的类型与特点 1)柱塞式液压缸(柱塞缸)
液压缸
液压缸
液压缸
• • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 液压缸概述 液压缸结构及设计 液压缸密封件的选用 液压缸的设计禁忌
液压缸概述
第一章 液压缸概述
1.1 1.2 1.3 1.4 液压缸的定义 液压缸的类型与特点 液压缸的基本计算 典型液压缸结构
液压缸的定义
• 1.1液压缸的定义
液压缸是液压系统的执行元件，它将液压能转换为机械能，用
A
F
A
F
v
Q
v
Q
P
单杆液压缸
P
双杆液压缸
液压缸的类型与特点
(1)单活塞杆液压缸：
v1 A1 F1 v1 A2 A1 A2 v2 F2 v
1
v3 A1 F3 v1 A2
F1
D d D
F1
D d
F1
d
p1 q
p2
p2
p1 q
q+ q'
q'
q
q
q
q 无杆腔进油、有杆腔回油——牵引力大，速度低——工作行程 有杆腔进油、无杆腔回油——牵引力小，速度高——迒回行程 活塞杆输出和缩回速度不相等。 有杆腔和无杆腔同时进油——差动油缸——活塞杆伸出——牵引力 小，速度高——快进 单活塞杆双作用缸具有快伸、慢伸和快缩三种工作状态。
(3) 液压缸左右两腔同时进入压力油，即差动连接 在差动连接时，液压缸左右两腔同时进入压力油，但因为两腔的 有效作用面积不等，故活塞向右运动。
液压缸的类型与特点
在差动连接时，差动缸活塞推力F3和运动速度 u3:
F3 A1 A2 p1 m
Q Q' v A1 Q

D 4
（固定密封）。
防尘装置：压盖内有防尘圈，清除柱塞外露表面的污泥。
典型液压缸结构 • b、单活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出口油口A和B都可通 压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。
1-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环 5-活塞 6- 型密封圈 7-支承环 8-挡圈 9- 形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环
活塞与活塞杆的连接形式
1
2
3
4
5
(a) 1一活塞杆；2一活塞；3一密封圈； 4一弹簧圈；5一螺母
(b) 1一卡键；2一套环；3一弹簧卡圈
液压缸的类型与特点
液压缸的类型与特点
液压缸的类型与特点
4）其他缸
a) 增力缸
pq
D
增力缸结构图 图示为由两个单杆活塞缸串联在一起的增力缸，当压力油通入两缸左腔时， 串联活塞向右运动，两缸右腔的油液同时排出，这种油缸的推力等于两缸推力的 总和。由于增加了活塞的有效面积，因而使活塞杆上的推力或拉力得到增加。设 进油压力为p，活塞直径为D，活塞杆直径为d，不考虑摩擦损失，增力缸的牵引 力为
F p
π 2 π π D p ( D 2 d 2 ) p (2 D 2 d 2 ) 4 4 4
d
液压缸的类型与特点
b) 增压缸
D
p 1 q 1
增压缸结构图
图示为由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，用以使液压系统中的局部区域 获得高压。在这里活塞缸中活塞的有效工作面积大于柱塞的有效工作面积，所以 向活塞缸无杆腔送入低压油时，可以在柱塞缸那里得到高压油，它们之间的关系 为：
典型液压缸结构
由柱塞，缸筒，导向套，缸底，压盖，密封圈等组成。
柱塞为无缝钢管，表面镀烙，耐磨防绣；
柱塞由导向套导向，缸筒内壁无须加工； 缸筒上部有排气装置，排除混入油中的空气，防止振动噪声和爬行；
缸底支撑在球面轴承上，保证中心受压；
球面支承周围设有弹簧，减振缓冲； 密封装置：柱塞－缸筒－V形密封圈（动密封）；缸底－缸筒－o形密封圈
单 活 塞 杆
不可调缓冲 缸 可调缓冲缸
活塞在行程终了时减速制动，并且减速值可调
双 作 用 液 压 缸
差动缸 等行程等速缸
活塞两端面积差较大，使活塞往复运动的推力和 速度相差较大
活塞左右移动速度，行程及推力均相等 利用对油口进、排油次序的控制，可使两个活塞作多 种配合动作的运动 有多个互相联动的活塞，可依次伸出获得较大行程 可输出小于360°或180°的旋转运动
典型液压缸结构
活塞缸（双作用单活塞杆液压缸）
由缸底、缸筒、缸盖、活塞、活塞杆、导向套、支承耳环等 组成； 连接方式：缸筒－缸底：焊接，法兰连接 缸筒－缸盖：螺纹连接，法兰连接，卡键连接 活塞－活塞杆：螺纹连接，卡键连接 耳环－活塞杆：螺纹连接，焊接 活塞上装有支承环（尼龙材料），防止缸筒内壁拉伤； 缸盖后面设有导向套，保证活塞杆沿轴心运动，不偏心； 密封装置：缸筒－缸盖：o形密封圈（固定密封） 活塞－活塞杆：o形密封圈（固定密封） 活塞杆－缸盖： Y或V形密封圈（动密封） 活塞－缸筒: 一对背靠背Y形密封圈（动密封） 防尘装置 排气装置 缓冲装置