第4章 液压执行元件
液压执行元件也是一种能量转换装置，其转换过程和液压泵正好相反，是将系统提供的液压能转变为机械能输出，从而驱动工作机构做功。液压执行元件包括液压缸和液压马达两大类，其中液压缸实现往复直线运动或摆动，液压马达实现旋转运动。
4.1液压缸
液压缸作为执行元件，将液体的压力能转换为机械能，驱动工作部件直线运动或往复运动，在生产实际中对各种运动进行控制一般需要准确地把握力、速度，甚至位移。因而了解液压缸的工作原理，以及输出力、速度的规律，对于更好地研究液压系统有着十分重要的作用。
4.1.1 液体缸的工作原理
如图4-1所示，液压缸由缸筒1、活塞2、活塞杆3、端盖4、密封件5等主要部件组成。图4-1为单杆双作用液压缸，根据运动形式不同，分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
（1）缸筒固定式：左腔输入压力油，当油的压力足以克服作用在活塞杆上的负载时，推动活塞以速度v1向右运动，压力不再继续上升。反之，往右腔输入压力油，活塞以速度v2向左运动，这样便完成了一次往复运动。
（2）活塞杆固定式：当活塞杆固定，左腔输入压力油时，缸筒向左运动；当往右腔输入压力油时，则缸筒右移。
图4-1 液压缸的工作原理
1—缸筒；2—活塞；3—活塞杆；4—端盖；5—密封件
可见，液压缸是将输入液体的压力能（压力p和流量q）转变成机械能，用来克服负载做功，输出一定的推力F和运动速度v。活塞杆的运动速度v取决于流量q。因此，缸输入的压力p、流量q、输出作用力F和速度v是液压缸的主要性能参数。
4.1.2 液压缸的类型
液压缸根据其结构特点可分为活塞式液压缸、柱塞式液压缸和摆动式液压缸三大类。其中活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，而摆动缸用以实现小于360°的转动。液压缸根据其作用方式可分为单作用液压缸和双作用液压缸两大类。单作用液压缸只有一个方向的运动，由液压力推动，而反向运动靠外力（弹簧力、重力等）实现。双作用液压缸则正、反两方向的运动都是利用液压力推动的。
1．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。通常有单杆和双杆两种形式。
1）单杆活塞式液压缸
单杆活塞式液压缸有缸体固定式和活塞杆固定式两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞运动行程的两倍。单杆活塞缸具有3种连接方式，由于左右两腔活塞的有效作用面积A1和A2不相等，因此，即使输入液压缸油液的压力和流量相同，3种不同的连接方式输出的推力和速度大小也各不相同。活塞杆推出的作用力较大，速度较慢；而活塞杆拉入时，作用力较小，速度较快，如图4-2所示。
图4-2 单杆活塞式液压缸
（1）当无杆腔进油、有杆腔回油时：
式中 F1——推力；
v1——运动速度；
p1——进油压力；
p2——回油压力。
若回油腔直接接油箱，p2≈0，则
（2）当有杆腔进油、无杆腔回油时：
式中 F2——推力；
v2——运动速度；
p1——进油压力；
p2——回油压力。
若回油腔直接接油箱，p2≈0，则
v2与v1之比称为液压缸的速度比λv，即
（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。有杆腔排出的流量q'=v3A2也进入无杆腔，加大了左腔的流量q+q'，从而加快了活塞移动的速度，若不考虑损失，则差动缸活塞推力F3和运动速度v3为
整理得
由上述可知，差动连接比非差动连接的推力小而运动速度快，所以这种连接形式是以减小推力为代价而获得快速运动的。
单杆液压缸是广泛应用的一种执行元件，适用于推出时承受工作载荷、退回时为空载或载荷较小的液压装置。
2）双杆活塞式液压缸
双杆活塞式液压缸如图4-3所示，图4-3（a）为缸筒固定式，它的进、出油口布置在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，当活塞的有效行程为l时，整个工作台的运动范围为3l，因此占地面积大，适用于小型机床。图4-3（b）为活塞杆固定式，这种安装连接是缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定在机床上，动力由缸体传出，因此工作台移动范围等于两倍的有效行程l，节省了占地面积，适用于行程较长的机床中。
图4-3 双杆活塞式液压缸
双杆活塞式液压缸的活塞两侧都装有活塞杆，由于两腔的有效面积相等，故活塞往返的作用力和运动速度都相等，即
此种形式的液压缸在机床中常被采用。
2．柱塞式液压缸
活塞式液压缸的内壁要求精加工，当液压缸较长行程加工时就比较困难，因此在行程较长的场合多采用柱塞缸。柱塞缸的内壁不需要精加工，只对柱塞杆进行精加工。它结构简单，制造方便，成本低。图4-4（a）为柱塞缸的结构，它由缸体、柱塞、导套、密封圈、压盖等零件组成。
图4-4 柱塞缸
柱塞缸只能在压力油作用下产生单向运动，回程借助于运动件的自重或外力的作用（垂直放置或弹簧力等）。为了得到双向运动，柱塞缸常成对使用，如图4-4（b）所示。为减轻重量，防止柱塞水平放置时因自重而下垂，常把柱塞做成空心的形式。
3．摆动式液压缸
摆动式液压缸又称为摆动式液压马达或回转液压缸，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。
如图4-5（a）所示为单叶片摆动式液压缸。隔板1用螺钉和圆柱销固定在缸体2上。当压力油进入油腔时，推动转动轴3做逆时针旋转，另一腔的油排回油箱。当压力油反向进入油腔时，转轴顺时针转动。它的摆动范围一般在300°以下。设摆动缸进、出油口压力分别为p1和p2，输入的流量为q，若不考虑泄漏和摩擦损失，它的输出转矩T和角速度ω分别为
式中 b——叶片宽度；
r、R——叶片底端、顶端回转半径。
图4-5 摆动式液压缸示意图
1—隔板；2—缸体；3—转动轴；4—叶片
如图4-5（b）所示为双叶片摆动式液压缸。当按图4-5（b）所示方向输入压力油时，叶片和输出轴顺时针转动；反之，叶片和输出轴逆时针转动。双叶片摆动式液压缸的摆动范围一般不超过150°。
4．其他液压缸
1）增力缸
如图4-6所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，增力缸的推力为
图4-6 增力缸
当单个液压缸推力不足，缸径因空间限制不能加大，但轴向长度允许增加时，可采用这种增力缸。增力缸另一个用途是作为多缸的同步装置，这时常称它为等量分配缸或等量缸。
2）增压缸
如图4-7所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
图4-7 增压缸
式中 p1、p2——增压缸的输入压力（低压）、输出压力（高压）；
D、d——活塞、柱塞的直径；
K——增压比K=D2/d2。
由式（4-15）可知，当D=2d时，p2=4p1，即压力增大4倍。单作用增压缸只能单方向间歇增压，若要连续增压就需采用双作用式增压缸。
3）伸缩式液压缸
如图4-8所示为伸缩式液压缸，它由两套活塞缸套装而成，活塞1是缸体3的活塞，同时又是活塞2的缸体。
当压力油从A口通入时，活塞1先伸出，然后活塞2伸出。当压力油从B口通入时，活塞2先缩入，然后活塞1缩入。总之，按活塞的有效工作面积大小依次动作，有效面积大的先动，小的后动。伸出时的推力和速度是分级变化的，活塞1有效面积大，伸出时推力大、速度低，第二级活塞2伸出时推力小速度高。这种液压缸的特点是：在各级活塞依次伸出时可以获得较长的行程，而在收缩后轴向尺寸很小。常用于翻斗、起重机和挖掘机等工程机械上。
图4-8 伸缩式液压缸
1、2—活塞；3—缸体
4.1.3 液压缸的典型结构
如图4-9所示为单杆液压缸结构，它主要由缸筒4、活塞6、活塞杆7、前端盖8、后端盖1、密封件5等主要部件组成。缸筒与端盖用螺栓连接，活塞与缸筒、活塞杆与端盖之间有两种密封形式，即橡塑组合密封与唇形密封。该液压缸具有双向缓冲功能，工作时压力油经进油口、单向阀进入工作腔，推动活塞运动，当活塞临近终点时，缓冲套切断油路，排油只能经节流阀排出，起节流缓冲作用。
图4-9 单杆液压缸结构
1—后端盖；2—缓冲节流阀；3—进出油口；4—缸筒；5—密封件；6—活塞；7—活塞杆；8—前端盖；9—导向套；10—单向阀；11—缓冲套；12—导向环；13—无杆端缓冲套；14—螺栓
从上面所述的液压缸典型结构中可以看出，液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置五部分。
1）缸筒和缸盖
一般来说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；p＜20MPa时，使用无缝钢管；p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。如图4-10所示为缸筒和缸盖的常见结构。图4-10（a）所示为法兰连接式，结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺寸和重量都较大，常用于铸铁制的缸筒上。图4-10（b）所示为半环连接式，它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁，它容易加工和装拆，重量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。图4-10（c）所示为螺纹连接式，它的缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具，它的外形尺寸和质量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。图4-10（d）所示为拉杆连接式，结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。图4-10（e）所示为焊接连接式，结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形。
图4-10 缸筒和缸盖的常见结构
1—缸盖；2—缸筒；3—压板；4—半环；5—防松螺帽；6—拉杆
2）活塞组件
活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。活塞一般用耐磨铁制造而成，活塞杆不论空心的还是实心的，大多用钢料制造而成。活塞和活塞杆的连接方式（如图4-11所示）很多，但无论采用哪种连接方式，都必须保证连接可靠。整体式和焊接式活塞结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换。锥销式连接加工容易，装配简单，但承载能力小，且需要有必要的防止脱落措施。螺纹式连接（如图4-11（a）所示）结构简单，装拆方便，但需备有螺母防松装置。半环式连接（如图4-11（b）所示）强度高，但结构复杂，装拆不便。
图4-11 活塞与活塞杆的连接方式
1—缸筒；2—活塞环；3—活塞
3）密封装置
液压缸中常见的密封装置如图4-12所示。图4-12（a）所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图4-12（b）所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环（尼龙或其他高分子材料制成）在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。图4-12（c）、图4-12（d）所示为密封圈（O形圈、V形圈）密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。
图4-12 密封装置
对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。
4）缓冲装置
液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设置缓冲装置。
缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。
如图4-13（a）所示，当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时，孔中的液压油只能通过间隙δ排出，使活塞速度降低。由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，起缓冲作用。当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经节流阀排出，如图4-13（b）所示。由于节流阀是可调的，因此缓冲作用也可调节，但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点。如图4-13（c）所示，在缓冲柱塞上开有三角槽，随着柱塞逐渐进入配合孔中，其节流面积越来越小，解决了在行程最后阶段缓冲作用过弱的问题。
图4-13 液压缸的缓冲装置
5）排气装置
液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行、噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。一般可在液压缸的最高处设置进、出油口把气带走，也可在最高处设置如图4-14（a）所示的排气孔或专门的排气阀（如图4-14（b）、（c）所示）。
图4-14 排气装置
1—缸盖；2—排气孔；3—缸体；4—活塞杆
4.2液压马达
4.2.1 液压马达的工作原理及与液压泵的比较
1．液压马达的分类
液压马达和液压泵在结构形式上的分类完全一样，都有齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式等类型。按照工作特性，液压马达可分为两大类：额定转速在500 r/min以上的高速液压马达和额定转速低于500 r/min的低速液压马达。高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高，转动惯量小，便于启动和制动，调节（调节和换向）灵敏度高。通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十牛·米到几百牛·米，所以又称为高速小扭矩液压马达。低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，它又可分为多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式等。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转。因此，低速液压马达可以直接与工作机构连接，不需要减速装置，通常其输出扭矩较大，可达几千牛·米到几万牛·米，所以又称为低速大扭矩液压马达。
另外，液压马达同样有单向和双向、定量和变量之分。
液压马达的图形符号如表4-1所示。
表4-1 液压马达的图形符号
2．液压马达的基本工作原理
液压马达和液压泵从工作原理上来说，都是通过密封工作腔的容积变化来实现能量转换的，只不过液压马达的密封工作腔容积由小变大时输入的是压力油，密封工作腔容积由大变小时排出的是低压油。液压马达在输入的压力油作用下，直接或间接对转动部件施加压力并产生扭矩，以克服负载实现转动；同时液压马达的回液腔向油箱（开式系统）或泵的吸液口（闭式系统）回液，并降低压力。不同结构类型的液压马达，其主要的差别是扭矩产生的方式不一样。
从原理上来说，除阀式配流的液压泵外（具有单向性），其他形式的液压泵和液压马达可以互相通用。只是实际上由于各自的工作要求不一样，为了更好地发挥其相应的工作性能，同形式的液压马达和液压泵在结构上往往又存在某些差别，因此除少数液压泵可当做液压马达使用外，一般情况下液压马达和液压泵不能直接互换。
4.2.2 液压马达的主要性能参数及与液压泵的比较
对于液压马达来说，其主要的性能参数是转矩、转速、排量和效率等。这些参数与液压泵所描述的含义相同。
1．液压马达的容积效率和转速
和液压泵一样，液压马达也存在泄漏，因此，马达的实际输入流量qM总是大于根据马达结构参数计算出来的理论流量qtM，故液压马达的容积效率为
由于qtM=V·n（其中V为排量，n为转速），代入式（4-17）则可得液压马达的转速公式为
式中 qM——液压马达输入流量（L/mi n）；
V——液压马达排量（L/r）；
n——液压马达转速（r/min）。
由式（4-18）可知，当容积效率一定时，液压马达的转速只取决于输入流量和排量的比值，或者说在一定排量下，输入流量越大，则转速越高。
衡量液压马达转速性能的另一个重要指标是最低稳定转速，它是指液压马达在额定负载下不出现爬行（抖动或时转时停）现象的最低转速。液压马达的结构形式不同，最低稳定转速也不同，一般是越小越好，这样能扩大马达的变速范围。
2．液压马达的机械效率和转矩
液压马达工作输出的转矩称为实际输出转矩 TM，由于存在机械摩擦损失，液压马达的实际输出转矩TM必然小于理论转矩TtM，故液压马达的机械效率为
马达的理论功率PtM（忽略能量损失时，马达输出的机械功率等于输入的液压功率）表达式为
因而有
式中 Δp——液压马达进、出口压差，一般情况下可用其进口油压代替（Pa）。
将式（4-21）代入式（4-19），可得液压马达的输出转矩公式为
在用此式计算时，注意统一各物理量的量纲。
从式（4-22）可知，在机械效率一定的情况下，提高输出转矩的主要途径就是提高工作压力和增加排量。但由于工作压力的提高受到结构形式、强度、磨损泄漏等因素的限制，因此在压力一定的情况下，要求液压马达具有较大的输出转矩，只能增大排量。
3．液压马达的总效率
马达的输入功率为 PiM=ΔpqM，输出功率为PoM=2πnTM，马达的总效率为输出功率PoM与输入功率PiM的比值，即
由式（4-23）可见，液压马达的总效率与液压泵的总效率一样，等于机械效率与容积效率的乘积。不过，液压马达的机械效率直接影响的是马达的启动性能，如果机械效率低，则启动转矩小；而其容积效率直接影响的是制动性能，如果容积效率低，即泄漏大，则马达的制动性能就差。
另外，液压马达的作用是驱动各种工作机构，因此其最重要的性能参数是输出转矩和转速。从式（4-18）和式（4-22）可以看出，对于定量马达，排量V为定值，在输入流量qM和Δp不变的情况下，输出转矩和转速皆不变；对于变量马达，排量V的大小可以调节，因而其输出转速和转矩也是可以改变的，在输入流量qM和Δp不变的情况下，若使V增大，则转速减小，转矩增大。
4.2.3 叶片马达
1．叶片马达的工作原理
叶片马达的工作原理如图4-15所示，当压力油经过配油窗口进入叶片1、3（或5、7）之间时，叶片1、3一侧作用高压油，另一侧作用低压油，同时由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此使转子产生逆时针转动的力矩。同时叶片5和7的压力油作用面积之差也使转子产生逆时针力矩。两者之和即为液压马达产生旋转的扭矩。在供油量一定的情况下，液压马达将以确定的转速旋转。位于压油腔的叶片2、6两面同时受压力的作用，受力平衡对转子不产生转矩。
图4-15 叶片马达的工作原理
2．叶片马达的结构特点
叶片马达与叶片泵相比较，在结构上有如下特点。
（1）转子的两侧面开有环形槽，槽内放有燕式弹簧，使叶片始终压向定子内表面，以保证启动时叶片与定子内表面密封，并有足够的启动力矩。
（2）马达需要正反转，因此叶片沿转子径向放置，叶片的倾角等于零。
（3）为获得较高的容积效率，工作时叶片底部始终要与压油腔连通。这样吸、压油腔互换时，必须在油路上采取措施，在马达正反转时都有压力油通入叶片底部。只要在叶片底部通过两个并联单向阀，分别与吸、压油腔相通，就能达到上述要求。
4.3液压缸与液压马达的选用
1．液压缸的设计选用说明
以下介绍设计或选用液压缸结构时一些必须考虑的问题和采用的方法，供读者参考。
1）液压缸主要参数的选定
额定压力pn一般取决于整个液压系统，因此液压缸的主要参数就是缸筒内径D和活塞杆直径d。这两数值经过计算确定后，必须选用符合国家标准GB/T2348—1993的数值，这样才便于选用标准密封件和附件。
2）根据使用工况需要注意的问题
① 工作中有剧烈冲击时，液压缸的缸筒、端盖不能用脆性的材料，如铸铁。
② 排气阀需装在液压缸油液空腔的最高点，以便排除空气。
③ 采用长行程液压缸时，需综合考虑选用足够刚度的活塞杆和安装中隔圈。
④ 当工作环境污染严重，有较多的灰尘、砂、水分等杂质时，需采用活塞杆防护套。
3）缓冲机构的选用
一般认为普通液压缸在工作压力大于10MPa、活塞速度大小0.1m/s时，应采用缓冲装置或其他缓冲办法。这只是一个参考条件，主要取决于具体情况和液压缸的用途等。例如，要求速度变化缓慢的液压缸，当活塞速度大于或等于0.05～0.12m/s时，也应采用缓冲装置。
对缸外制动机构，当vm≥1～4.5m/s时，缸内缓冲机构不可能吸收全部动能，需在缸外加装制动机构，如下所述。
① 外部加装行程开关。当开始进入缓冲阶段时，开关即切断供油，使液压能等于零，但仍可能形成压力脉冲。
② 活塞杆与负载之间加装减振器。
③ 在液压缸出口加装液控节流阀。
此外，可按工作过程对活塞线速度变化的要求，确定缓冲机构的形式，如下所述。
① 减速过渡过程要求十分柔和，如砂型操作、易碎物品托盘操作、精密磨床进给等，宜选用近似恒减速型缓冲机构，如多孔缸筒型或多柱塞型缓冲机构。
② 减速过程允许微量脉冲，如普通机床、粗轧机等，可采用铣槽型、阶梯型缓冲机构。
③ 缓速过程允许承受一定的脉冲，可采用圆锥型或双圆锥型，甚至圆柱形柱塞的缓冲机构。
4）工作介质的选用
按照环境温度可初步选定如下工作介质。
① 在常温（-20～60℃）下工作的液压缸，一般采用石油型液压油。
② 在高温（＞60℃）下工作的液压缸，需采用难燃液及特殊结构液压缸。
不同结构的液压缸，对工作介质的黏度和过滤精度有以下不同要求。
① 工作介质黏度要求：大部分生产厂要求其生产的液压缸所用的工作介质黏度范围为12～280mm2/s，个别生产厂（如意大利的ATOS公司）允许2.8～380mm2/s。
② 工作介质过滤精度要求：用一般弹性物密封件的液压缸为20～25μm；伺服液压缸为10μm；用活塞环的液压缸为200μm。
2．液压马达的选用
选用液压马达要考虑的因素有工作压力、转速范围、运行转矩、效率等力学性能以及安装条件等。液压马达的种类很多，应针对具体用途合理选用。
各种液压马达的技术性能与应用范围见表4-2。
表4-2 各种液压马达的技术性能与应用范围
4.4液压缸的安装、调整、常见故障和排除方法
1．液压缸的装配与安装
液压缸的装配和安装，对系统工作性能有很大影响。在装配和安装时，应注意以下几点。
① 装配前应清洗零件和去除其毛刺。
② 活塞与活塞杆组装好后，应检测两者的同轴度（一般应小于φ0．04mm）和活塞杆的直线度（一般应小于φ0.1/1000）。
③ 缸盖装上后，应调整活塞与缸体内孔、缸盖导孔的同轴度，均匀紧固螺钉，以使活塞在全行程内移动均匀一致。
④ 液压缸装配应符合要求，在机床上安装好后，必须检测液压缸轴线对机床导轨面的平行度。同时还应保证轴线与负载作用轴线的同轴度，以免因侧向力的存在而导致密封件、活塞和缸体内孔过早磨损损坏。
⑤ 对于较长的液压缸，应考虑热变形和受力变形对液压缸工作性能的影响。
⑥ 液压缸的密封圈（特别是V形密封圈）不应调得过紧。若过紧，活塞运动阻力会增大，同时也会导致密封圈工作面因无油润滑而严重磨损。伸出的活塞杆上能见到油膜，但无泄漏，即认为密封圈松紧合适。
总之，在装配和安装液压缸时，必须严格按技术要求进行操作和检测，以保证其工作可靠。
2．液压缸的调整
液压缸安装完毕应进行整个液压装置的试运行。在经检查确认液压缸各个部位无泄漏及其他异常后，应排出液压缸内的空气。有排气塞（阀）的液压缸，应先将排气塞（阀）打开，对压力高的液压系统应适当降低压力（一般为0.5～1.0MPa），先让液压缸空载全程快速往复运动，使缸内（包括管道内）空气排尽后，再将排气塞（阀）关闭。对于有可调式缓冲装置的液压缸，还需调整起缓冲作用的节流阀，以便获得满意的缓冲效果。调整时，先将节流阀通流面积调至较小，然后慢慢地调大，待调整合适后再锁紧。在试运行中，应检查进、回油口配管部位和密封部位有无漏油，以及各连接处是否牢固可靠，以防事故发生。
3．液压缸的常见故障及排除方法
液压缸的故障有很多种，除泄漏现象能在液压缸试运行时发现外，其余故障多在液压系统工作时才能暴露出来。现将液压缸的常见故障及排除方法列于表4-3。
表4-3 液压缸的常见故障及排除方法
续表
4.5本章小结
液压系统的执行元件包括液压马达和液压缸两大类，其功能与动力元件液压泵正好相反，即将输入的液压能转换成机械能，以旋转或直线运动形式输出。液压执行元件和液压动力元件的基本原理相同，都是通过密封工作空间的容积变化来实现能量转换的，差别仅仅在于执行过程的不同。正是由于液压马达和液压泵所执行的过程正好相反，为了达到各自最佳的工作性能，它们在结构上往往进行了不同的优化，因此一般情况下，大多数的泵和马达并不可以直接通用。在学习过程中，应该紧扣这种原理上的相同和结构上的不同来进行分析理解。
液压缸由于具有结构简单、设计制造容易等优点，因而在各类液压系统中应用得非常普遍。本章对最常用的几种液压缸的结构特点、主要性能参数等做了介绍。
通过本章学习，要求了解各类液压马达和液压缸的工作原理、性能特点及适用范围；掌握有关性能参数的计算方法；对液压缸的安装与使用、主要结构参数的计算也要有一个基本的了解。
4.6思考题与习题
1．常用的液压马达有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？
2．液压马达的主要性能参数有哪些？它们之间的关系如何？
3．常用的液压缸有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？
4．液压缸的主要性能参数有哪些？如何计算？
5．从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？
6．已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，工作压力p1=2MPa，流量为q=10L/min，回油背压力为p2=0.5MPa，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。
7．已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，泵供油流量为q=10L/min。试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？
8．一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直径为D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力F和运动速度υ。
9．如图4-16所示的叶片泵，铭牌参数为q=18L/min，p=6.3MPa，设活塞直径D=90mm，活塞杆直径d=60mm，在不计压力损失且F=28000N时，分别求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p2=2MPa）
图4-16 习题9的图