各种液压缸⼯作原理及结构分析（动画演⽰）
什么是液压缸
液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执⾏元件。它结构简单、⼯作可靠。⽤它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到⼴泛应⽤。液压缸输出⼒和活塞有效⾯积及其两边的压差成正⽐；
液压缸的结构
液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防⽌油液向液压缸外泄漏或由⾼压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防⽌活塞快速退回到⾏程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排⽓装置。
缸体组件
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作⽤，因此，缸体组件要有⾜够的强度，较⾼的表⾯精度可靠的密封性。
(1)法兰式连接，结构简单，加⼯⽅便，连接可靠，但是要求缸筒端部有⾜够的壁厚，⽤以安装螺栓或旋⼊螺钉，它是常⽤的⼀种连接形式。
(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接⼯艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应⽤⼗分普遍，常⽤于⽆缝钢管缸筒与端盖的连接中。
(3)螺纹式连接，有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积⼩，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式⼀般⽤于要求外形尺⼨⼩、重量轻的场合。
(4)拉杆式连接，结构简单，⼯艺性好，通⽤性强，但端盖的体积和重量较⼤，拉杆受⼒后会拉伸变长，影响效果。只适⽤于长度不⼤的中、低压液压缸。 (5)焊接式连接，强度⾼，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。
液压缸的基本作⽤形式：
标准双作⽤：动⼒⾏程在两个⽅向并且⽤于⼤多数应⽤场合： 单作⽤缸：当仅在⼀个⽅向需要推⼒时，可以采⽤⼀个单作⽤缸；
双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把⼀个负载连接于每端在机械有利时采⽤，附加端可以⽤来安装操作⾏程开关等的凸轮． 弹簧回程单作⽤缸：通常限于⽤来保持和夹紧的很⼩的短⾏程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长⾏程时很讨厌；
柱塞式单作⽤缸：仅有⼀个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们⼜是被成为“排量缸”，并且对长⾏程是实⽤的；
多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度⽐标准缸短．有单作⽤或双作⽤，它们与标准缸相⽐是⽐较贵的，通常⽤于安装空间较⼩但需要较⼤⾏程的场合，
串联缸：⼀个串联缸⾜由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由⼀个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作⽤，当安装宽度或⾼度受时．串联缸可以增加出⼒；
双联缸：⼀个双联缸是由两个同轴安装的缸组成的．两个活塞不相连接．在两缸之间设置杆密封件以便使每个缸都能双作⽤，两个缸可以活塞杆对活塞安装（如图)或者背靠背安装．通常⽤来提供三位置⼯作。
液压缸⼯作原理
液压传动原理－以油液作为⼯作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压⼒来传递动⼒。 1、动⼒部分－将原动机的机械能转换为油液的压⼒能（液压能）。例如：液压泵。
2、执⾏部分－将液压泵输⼊的油液压⼒能转换为带动⼯作机构的机械能。例如：液压缸、液压马达。 3、控制部分－⽤来控制和调节油液的压⼒、流量和流动⽅向。例如：压⼒控制阀、流量控制阀和⽅向控制阀。
4、辅助部分－将前⾯三部分连接在⼀起，组成⼀个系统，起贮油、过滤、测量和密封等作⽤。例如：管路和接头、油箱、过滤器、蓄能器、密封件和控制仪表等。
在⼀定体积的液体上的任意⼀点施加的压⼒,能够⼤⼩相等地向各个⽅向传递.这意味着当使⽤多个液压缸时,每个液压缸将按各⾃的速度拉或推,⽽这些速度取决于移动负载所需的压⼒.
在液压缸承载能⼒范围相同的情况下,承载最⼩载荷的液压缸会⾸先移动,承载最⼤载荷的液压缸最后移动. 为使液压缸同步运动,以达到载荷在任⼀点以同⼀速度被顶升,⼀定要在系统中使⽤控制阀或同步顶升系统元件.
液压缸的分类
为了满⾜各种主机的不同⽤途，液压缸有多种类型。
按供油⽅向分，可分为单作⽤缸和双作⽤缸。单作⽤缸只是往缸的⼀侧输⼊⾼压油，靠其它外⼒使活塞反向回程。双作⽤缸则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。
按结构形式分，可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和伸缩套筒缸。按活塞杆的形式分，可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。
按缸的特殊⽤途分，可分为串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等。此类缸都不是⼀个单纯的缸筒，⽽是和其它缸筒和构件组合⽽成，所以从结构的观点看，这类缸⼜叫组合缸。
1、差动液压缸
液压缸的差动原理，就是两端同时接供路，⼀端由于活塞杆作⽤⾯积要⼩于另⼀端，利⽤差动原理实现运动。
当单杆活塞缸两腔同时通⼊压⼒油时，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,液压缸的有效作⽤⾯积是活塞杆的横截⾯积，⼯作台运动速度⽐⽆杆腔进油时的速度⼤，⽽输出⼒则减⼩。
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。
2、单杆液压缸
单活塞杆液压缸只有⼀端有活塞杆。是⼀种单活塞液压缸。其两端进出⼝油⼝A和B都可通压⼒油或回油，以实现双向运动，故⼜称为双作⽤缸。⽤它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到⼴泛应⽤。 特点：
（1）⽆杆腔进油，有杆腔回油。 （2）有杆腔进油，⽆杆腔回油。
（3）差动连接—左右两腔接通，且都通压⼒油。 单杆缸三种⽐较，如下图所⽰：
3、单杆式活塞缸
单杆活塞缸的活塞只有⼀端带活塞杆，由于单杆活塞缸左、右两腔的有效⾯积不等，因此其特点是：当交替进⼊缸两腔的流体压⼒户和流量Q不变时，活塞缸在左、右两个⽅向上输出的推⼒F不相等，往复运动速度⼝也不相同，并且活塞杆直径越⼤，这种差别也越⼤。但分别采⽤缸体固定和采⽤活塞杆固定时，它们相应的⼯作台的运动范围是相同的。
4、双杆式活塞缸
双杆活塞缸两端的杆径通常是相等的，因此活塞两端的有效作⽤⾯积也相等。当油缸两腔分别交替输⼊相同流量和压⼒的流体时，活塞上产⽣的最⼤推⼒和运动速度也分别相等。但分别采⽤缸体固定和活塞杆固定时，它们相应的⼯作台的运动范围是不同的 双杆活塞⽓缸的结构与双活塞杆液压缸的结构相似，其图形符号也相同。
双杆液压缸是活塞的两侧都有活塞杆的液压缸，⼀般为双向液压驱动，可实现等速往复运动。 特点：
（1）⽆杆腔进油，有杆腔回油。 （2）有杆腔进油，⽆杆腔回油。
（3）差动连接—左右两腔接通，且都通压⼒油。
5、⽓液增⼒缸
⽓液增⼒缸也称⽓液增压缸⼀般简称增压缸。 ⽓液增压缸是结合是⽓缸和油缸优点⽽改进设计的，液压油与压缩空⽓严格隔离，缸内的活塞杆接触⼯作件后⾃动启程，动作速度快，且较⽓压传动稳定，缸体装置简单，出⼒调整容易，相同条件下可达到油压机之⾼出⼒，能耗低，软着陆不损模具，安装容易并且特殊增压缸可360度任意⾓度安装，所占⽤的空间⼩，故障少⽆温升之困扰，寿命长，噪声⼩，等核⼼特性。 增压缸使⽤⼀般⽓压即能达成油压缸之⾼出⼒，不需要液压单元。 增压缸⼀般可分为：预压式增压缸、直压式增压缸、⾏程可调增压缸、加⼤回程拉⼒增压缸、紧凑并列型增压缸、迷你型增压缸、快速型增压缸、油⽓隔离型增压缸。
增压缸的⼯作频率，按照不同的⾏程及缸径⼀般在10~70次/分钟 作动⽅式：双动 操作速度：50~1000mm/s 出⼒范围：1~100吨 应⽤范围：压印标记、弯折型材、模具冲孔、冲切钢材、型材碰焊、挤模成型、压平校直、铆接锻压、整型钣⾦、紧密装配、铆合连接、⾦属冲压。
6、伸缩液压缸
伸缩式液压缸是可以得到较长⼯作⾏程的具有多级套筒形活塞杆的液压缸，伸缩式液压缸⼜称多级液压缸。伸缩式液压缸是由两个或多个活塞式液压缸套装⽽成的，前⼀级活塞缸的活塞杆是后⼀级活塞缸的缸筒。
当压⼒油从⽆杆腔进⼊时，活塞有效⾯积最⼤的缸筒开始伸出，当⾏⾄终点时，活塞有效⾯积次之的缸筒开始伸出。伸缩式液压伸出的顺序是由⼤到⼩依次伸出，可获得很长的⼯作⾏程，外伸缸筒有效⾯积越⼩，伸出速度越快。因此，伸出速度有慢变快，相应的液压推⼒由⼤变⼩；这种推⼒、速度的变化规律，正适合各种⾃动装卸机械对推⼒和速度的要求。⽽缩回的顺序⼀般是由⼩到⼤依次缩回，缩回时的轴向长度较短，占⽤空间较⼩，结构紧凑。常⽤于⼯程机械和其他⾏⾛机械，如起重机、翻⽃汽车等的液压系统中。
7、柱塞缸
柱塞缸是液压缸的⼀种结构形式。
单柱塞缸只能实现⼀个⽅向运动，反向要靠外⼒，如下图a。⽤两个柱塞缸组合，如图b，也能⽤压⼒油实现往复运动。柱塞缸运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒内壁不需要精加⼯。它特别适⽤于⾏程较长的场合。另外柱塞缸⼜有径向柱塞缸和轴向柱塞缸之分。