動力缸是將液壓或氣壓能轉化為機械能的執(zhí)行元件，能夠進行直線往復運動或擺動運動。其結構簡單，運行穩(wěn)定，可用于替代減速器，且不存在傳動間隙，運動過程平滑。動力缸根據(jù)提供的壓力源可分為液壓缸和氣壓缸。在石油加工和石化生產(chǎn)領域，動力液壓缸是最常見的液壓發(fā)動機形式。動力液壓缸的關鍵部件是動態(tài)連接密封件，其可靠性對整個液壓缸的工作穩(wěn)定性至關重要。氣壓缸也是將氣壓能轉化為機械能的執(zhí)行元件，因其結構簡單、運行穩(wěn)定而在多種機械設備的氣壓系統(tǒng)中得到了廣泛應用。
液壓缸的類型及特點
液壓缸（油缸）主要用于實現(xiàn)機構的直線往復運動，也可以實現(xiàn)擺動，其結構簡單，工作可靠，應用廣泛。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是速度和力。液壓缸和液壓馬達都是液壓執(zhí)行元件，其職能是將液壓能轉換為機械能。液壓缸按供油方向可為單作用缸和雙作用缸；按結構形式分為活塞缸、柱塞缸、伸縮套筒缸、擺動液壓缸；按活塞桿形式分為單活塞桿缸、雙活塞桿缸。
活塞式液壓缸
活塞式液壓缸可分為單桿式和雙桿式兩種結構，其固定方式由缸體固定和活塞桿固定兩種，按液壓力的作用情況有單作用式和雙作用式。在單作用式液壓缸中，壓力油只供液壓缸的一腔，靠液壓力使缸實現(xiàn)單方向運動，反方向運動則靠外力（如彈簧力、自重或外部載荷等）來實現(xiàn)；而雙作用液壓缸活塞兩個方向的運動則通過兩腔交替進油，靠液壓力的作用來完成。
柱塞式液壓缸
柱塞式液壓缸當活塞式液壓缸行程較長時，加工難度大,使得制造成本增加。某些場合所用的液壓缸并不要求雙向控制,柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價格低廉的液壓缸。
擺動液壓缸
擺動液壓缸擺動液壓缸能實現(xiàn)小于360°角度的往復擺動運動，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為擺動液壓馬達，主要有單葉片式和雙葉片式兩種結構形式。單葉片擺動液壓缸主要由定子塊1、缸體2、擺動軸3、葉片4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成。定子塊固定在缸體上，葉片和擺動軸固連在一起，當兩油口相繼通以壓力油時，葉片即帶動擺動軸作往復擺動。
伸縮式液壓缸
伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結構較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上。有多個一次運動的活塞，各活塞逐次運動時，其輸出速度和輸出力均是變化的。伸縮式雙作用缸缸體兩端有進、出油口A和B。當A口進油，B口回油時，先推動一級活塞向右運動。一級活塞右行至終點時，二級活塞在壓力油的作用下繼續(xù)向右運動。
齒條活塞缸
齒條活塞缸由帶有齒條桿的雙作用活塞缸和齒輪齒條機構組成，活塞往復移動經(jīng)齒條、齒輪機構變成齒輪軸往復轉動。
液壓缸的結構
單活塞桿液壓缸主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導向套8等組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接。活塞與活塞桿采用卡鍵連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應部位設置了密封圈3、5、9、11和防塵圈12。
缸體組件
缸筒是液壓缸的主體，其內孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗造度在0.1μm~0.4μm。端蓋裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應有足夠的強度。導向套對活塞桿或柱塞起導向和支承作用，有些液壓缸不設導向套，直接用端蓋孔導向。缸筒、端蓋和導向套的材料選擇和技術要求可參考液壓設計手冊。
活塞組件
活塞組件由活塞、密封件、活塞桿和連接件等組成。
活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。對密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油。
油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。
O形密封圈
O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。與唇形密封圈相比，運動阻力較大，作運動密封時容易產(chǎn)生扭轉，故一般不單獨用于油缸運動密封。
O形圈密封的原理：任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當?shù)念A壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞。因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關手冊給出的數(shù)據(jù)嚴格保證。
在動密封中，當壓力大于10MPa時，O形圈就會被擠入間隙中而損壞，為此需在O形圈低壓側設置F4或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時，兩側都要加擋圈。
V形密封圈
V形圈的截面為V形，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當工作壓力高于10MPa時，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時，V形圈的開口應面向壓力高的一側。
Y（Yx）形密封圈
Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈。它是一種摩擦阻力小、壽命較長的密封圈，應用普遍。Y形圈主要用于往復運動的密封。根據(jù)截面長寬比例的不同，Y形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式。
緩沖裝置
當液壓缸帶動質量較大的部件作快速往復運動時，由于運動部件具有很大的動能，因此當活塞運動到液壓缸終端時，會與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機械沖擊不僅引起液壓缸的有關部分的損壞，而且會引起其它相關機械的損傷。為了防止這種危害，保證安全，應采取緩沖措施，對液壓缸運動速度進行控制。
排氣裝置
液壓傳動系統(tǒng)往往會混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴重時會使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設計液壓缸時，必須考慮空氣的排除。
對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復運動幾次，帶有氣泡的油液就會排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。
氣壓缸的類型
根據(jù)常用氣壓缸的結構形式，可將其分為四種類型：
活塞式
單活塞桿氣壓缸只有一端有活塞桿。
柱塞式
氣壓缸（1） 柱塞式氣壓缸是一種單作用式氣壓缸，靠氣壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；
（2）柱塞只靠缸套支承而不與缸套 接觸，這樣缸套極易加工，故適于做 長行程氣壓缸；
（3）工作時柱塞總受壓，因而它必須 有足夠的剛度；
（4）柱塞重量往往較大，水平放置時 容易因自重而下垂，造成密封件和導向 單邊磨損，故其垂直使用更有利。
伸縮式
伸縮式氣壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式氣壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結構較為緊湊。此種氣壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上。
擺動式
擺動式氣壓缸是輸出扭矩并實現(xiàn)往復運動的執(zhí)行元件，也稱擺動式氣壓馬達。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上，而葉片和轉子連接在一起。根據(jù)進油方向， 葉片將帶動轉子作往復擺動。
氣壓缸的加工
缸筒作為氣壓缸、礦用單體支柱、氣壓支架、炮管等產(chǎn)品的主要部件，其加工質量的好壞直接影響整個產(chǎn)品的壽命和可靠性。缸筒加工要求高對同軸度、耐磨性要求嚴格。缸筒的基本特征是深孔加工，其加工一直困擾加工人員。
采用滾壓加工，由于表面層留有表面殘余壓應力，有助于表面微小裂紋的封閉，阻礙侵蝕作用的擴展。從而提高表面抗腐蝕能力，并能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴大，因而提高缸筒疲勞強度。通過滾壓成型，滾壓表面形成一層冷作硬化層，減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了缸筒內壁的耐磨性，同時避免了因磨削引起的燒傷。滾壓后，表面粗糙度值的減小，可提高配合性質。
油缸是工程機械最主要部件，傳統(tǒng)的加工方法是：拉削缸體——精鏜缸體——磨削缸體。采用滾壓方法是：拉削缸體——精鏜缸體——滾壓缸體，工序是3部分，但時間上對比：磨削缸體1米大概在1-2天的時間，滾壓缸體1米大概在10-30分鐘的時間。投入對比：磨床或絎磨機（幾萬至幾百萬），滾壓刀（1千至幾萬）。孔的表面硬度提高約30%，缸筒內表面疲勞強度提高25%。油缸使用壽命若只考慮缸筒影響，提高2～3倍，鏜削滾壓工藝較磨削工藝效率提高3倍左右。以上數(shù)據(jù)說明，滾壓工藝是高效的，能大大提高缸筒的表面質量。
油缸經(jīng)過滾壓后，表面沒有鋒利的微小刃口，長時間的運動摩擦也不會損傷密封圈或密封件，這點在氣壓行業(yè)特別重要。
參考資料 >
液壓油缸的分類和工作原理，動圖展示講解.液壓油缸的分類和工作原理，動圖展示講解.2024-08-21
圖說液壓:液壓缸的類型與計算.搜狐網(wǎng).2024-08-21
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【專業(yè)知識】液壓缸的密封有多復雜?六種密封方式講解.搜狐網(wǎng).2024-08-21
什么是氣壓缸.CKD.2024-08-21