液动执行机构分类之液压缸性参数介绍

  液动执行机构是指利用液压油或其他合成液体的特性，把油液的压力能转换为机械能，能够实现往复直线运动、旋转或摆动的执行机构。液压传动的特点是可实现无间隙传动，传动平稳，承载力大，容易实现无级调速，且调速范围宽，易于实现过载保护。另外，由于液体的压力、流量和方向容易控制，配合电气装置，便于实现自动工作循环和自动过载保护。由于一般采用液压油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。但液动执行机构也有不少缺点，例如，液压动力不像电力那样容易获得油液的黏性受温度的影响大，影响其工作稳定性，不适应低温、高温或温度变化大的场合液动执行机构组件加工和装配要求精度高，加工工艺困难，成本高液压传动要求工作油要始终保持清洁，因而带来比较大的维护工作量，液压元件维修复杂由于液压油泄漏和由此导致的液体的可压缩性使传动比无法严格保证，系统效率轻低等。但是，由于液动执行机构具有输出转矩大，运动惯量小，动态性能好，加速能力强，具有优良的抗偏离能力，能高速起动、制动与反向等诸多优点，使得它在过程控制、工业自动化设备中有着广泛的应用。

  液动执行机构按其运动形式分类有用于直线往复运动的液压缸、用于连续旋转运动的液压马达、用于摆动运动的摆动液压马达。

  1. 液压缸

  液压缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动(或摆动运动)的液动执行元件。它结构简单、工作可靠。用液压缸实现往复运动时，可免去减速装置，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。

  液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。

  液压缸按结构形式分类有活塞缸(又分为单杆活塞缸及双杆活塞缸)、柱塞缸、摆动缸(又分为单叶片摆动缸及双叶片摆动缸)、伸缩套筒缸。

  液压缸按供油方向分类有单作用缸、双作用缸、复合式缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其他外力使活塞反向回程双作用缸分别向缸的两侧输入压力油，活塞的正反向运动均靠液压力完成复合式缸有多种组合方式，例如活塞缸与柱塞缸组合、活塞缸与机械构件组合等。

  液压缸按用途分类有串联缸、增压缸、增速缸。

  机器设备的往复直线运动可直接采用液压缸实现，这样的系统设计简单便捷。若要求往返运动速度一致，可采用双活塞杆式液压缸若要求快速返回，则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接若要求行程较长，可采用柱塞缸，以减少加工的困难若系统的压力比较低，局部需要较大的压力，可用增压缸若要求往复摆动运动，则既可用直线式液压缸加连杆机构，也可用齿轮-齿条机构来实现，也可用摆动式液压缸。

  液压缸的主要性能参数和结构参数为油缸直径、进出口直径及螺纹参数、活塞杆直径、油缸工作压力、行程要求、安装方式、是否有缓冲要求、速度及速比、空载起动压力等。

  液压缸选型前需确定系统参数，这包括需要明确负载重量和所需要的推力、工作压力和压力范围、油缸负载、完成行程距离的时间、运行速度、安装要求、工作环境、使用频度等。选型步骤为初选液压缸内径→初选活塞杆直径→确定系统压力→选定行程→确定安装方式→酌情选择缓冲→选择油口类型和通径，例如由系统中连接管路的接管方式确定油口类型为内螺纹式、法兰式及其他特殊型式，在系统与液压缸的连接管路中介质流量已知条件下，通过油口的介质流速及速比确定油口通径→密封件品质选择，例如能够随着压力提高、自动提高密封性能、摩擦系数稳定、低速下无爬行现象、抗腐蚀、耐磨、不易老化、互换性好、易采购→满足工况要求的选择，例如工作介质，环境或介质温度，精度要求，工作的压力与往返速度配合关系，保压要求时的零泄漏，高频振动对各部件材料特性、连接结构的影响，高粉尘、水淋、酸雾或盐雾等环境对密封系统、各部件材料特性、活塞杆的表面处理及产品防护的影响→其他特性选择，例如排气阀、泄漏油口。