图说液压｜液压缸的类型与特点

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来源：今日头条 工程前沿。

01液压缸的分类与基本计算公式

1.分类

液压缸按运动形式分，可分为直线往复运动液压缸和摆动液压缸；按供油方向分，可分为单作用缸和双作用缸；按结构形式分，可分为活塞缸、柱塞缸、伸缩缸、摆动缸、齿条活塞缸、增压缸；按活塞杆形式分，可分为单活塞杆缸、双活塞杆缸。

续图：

2.理想单杆液压缸和双杆液压缸基本公式

02 活塞式液压缸

活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。

1.双杆活塞液压缸

双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图所示。

因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度V和推力F分别为：

这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。

2.单活塞杆液压缸

单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如下图所示。

无杆腔进油时速度与推力计算：

有杆腔进油时速度与推力计算：

以上两种进油方式的对比：

差动连接：当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时（下图），由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。

差动连接时速度与推力计算：

差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工作时运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则较小。差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。

03柱塞式液压缸

当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成本增加。某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。

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。柱塞式液压缸是单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其它外力来完成。如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用为减轻柱塞的重量，有时制成空心柱塞。下图。

04摆动式液压缸

摆动液压缸能实现小于360°角度的往复摆动运动，由于它可直接输出扭矩，故又称为摆动液压马达，主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。单叶片摆动液压缸主要由定子块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，叶片和摆动轴固连在一起，当两油口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。

当考虑到机械效率时，单叶片缸的摆动轴输出转矩如下：

续图：

单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280 º ，双叶片摆动液压缸的摆角一般不超过150 º 。当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度则是单叶片的一半。摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中、低压系统中往复摆动，转位或间歇运动的地方。

05伸缩式液压缸

伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。

1.伸缩式单作用液压缸：

2.伸缩式双作用液压缸

缸体两端有进、出油口A和B。当A口进油，B口回油时，先推动一级活塞向右运动。一级活塞右行至终点时，二级活塞在压力油的作用下继续向右运动。

续图：

06齿条活塞缸

齿条活塞缸由带有齿条杆的双作用活塞缸和齿轮齿条机构组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。