液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式的機械運動。
（一）活塞式液壓缸
（1）雙桿液壓缸
雙桿液壓缸是活塞兩端都帶有活塞桿的液壓缸，如圖4—1所示。它有兩種不同的安裝形式，圖4—1（a）所示為缸體固定形式；圖（b）所示為活塞桿固定形式。前者工作臺移動范圍約等于活塞有效行程l的三倍，常用于中小型設(shè)備。后者工作臺的移動范圍只約等于液壓缸行程l的兩倍,常用于大型設(shè)備。
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（4—1）
液壓缸活塞的運動速度
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圖4—2單桿活塞缸
單桿液壓缸由于活塞兩端有效面積不等，因此當(dāng)進(jìn)油腔和回油腔的壓力分別為p1、p2，輸入左、右兩腔的流量皆為q時，左右兩個方向的推力和速度是不同的，其計算如下：
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（4—4）
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（4—6）
式中F1、F2—壓力油分別進(jìn)入無桿腔、有桿腔時活塞的實際推力；
A1、A2—無桿腔、有桿腔的有效面積；
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—壓力油分別輸入無桿腔、有桿腔時活塞的速度;
ηm、ηV—液壓缸的機械效率、容積效率。
υ1與υ2之比稱為速度比![]()
（4—7）
上式說明：活塞桿直徑越小，λυ越接近1，活塞兩個方向運動速度的差值也就越小。
如果向單桿液壓缸的左右兩腔同時通壓力油，如圖4—2（c）所示，即成為差動連接，作差動連接的單桿液壓缸稱為差動液壓缸。差動缸活塞實際推力F3和運動速度υ3的計算公式如下
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（4—9）
整理后得
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（4—11）
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圖4—3柱塞缸
（三）擺動液壓缸
擺動缸也稱擺動液壓馬達(dá)，主要用來驅(qū)動作間歇回轉(zhuǎn)運動的工作機構(gòu)，常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進(jìn)給的系統(tǒng)中。
擺動缸分為單葉片式和雙葉片式兩種，圖4-4（a）中為單葉片式擺動缸，其擺動角度一般小于300°；圖4-4（b）為雙葉片式擺動缸，其擺動角度小于150°。雙葉片式擺動缸與單葉片式相比，擺動角度小，但在同樣大小的結(jié)構(gòu)尺寸下轉(zhuǎn)矩增大一倍，且具有徑向壓力平衡的優(yōu)點。
單葉片式擺動缸輸出的轉(zhuǎn)矩T和角速度ω為
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（4—14）
式中b——葉片寬度；
ηm、ηV——單葉片擺動缸的機械效率、容積效率。
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(4-15)
式中：K=D2/d2，稱為增壓比，它代表其增壓程度。
單作用增壓缸在柱塞運動到終點時，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時才又輸出高壓液體，為了克服這一缺點，可采用雙作用增壓缸，如圖4-5(b)所示，由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。
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圖4—1雙桿活塞缸
由于雙桿液壓缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此左右兩腔有效面積也相等。當(dāng)分別向左、右兩腔輸入壓力和流量相同的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等，其計算式如下
液壓缸活塞的實際推力
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（4—2）
式中A——液壓缸的有效面積；
ηm、ηV——液壓缸的機械、容積效率；
D、d——活塞、活塞桿的直徑；
q——輸入液壓缸的流量；
p1、p2——進(jìn)油腔、回油腔的壓力。
（2）單桿液壓缸
如圖4—2所示，活塞只有一端帶活塞桿，它也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都約是活塞有效行程的兩倍。
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（4—3）
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（4—5）
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、![]()
，即：
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（4—8）
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（4—10）
由式（4-9）、（4-10）可知，差動連接時,液壓缸的推力比非差動連接時小，速度比非差動連接時大，這種連接方式被廣泛應(yīng)用于組合機床的液壓動力滑臺和其它機械設(shè)備的快速運動中。
（二）柱塞式液壓缸
柱塞式液壓缸是一種單作用液壓缸，其工作原理如圖4-3（a）所示，柱塞與運動部件連接，缸筒固定在機體上。當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時推動柱塞帶動運動部件向右運動，但反向退回時必須靠其它外力或自重驅(qū)動。若需要實現(xiàn)雙向運動，則必須成對使用，如圖4-3（b）所示。當(dāng)輸入液壓缸的流量為q，壓力為p時，柱塞上所產(chǎn)生的實際推力F和速度υ為
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（4—12）
式中d——柱塞的直徑。
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（4—13）
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圖4—4擺動缸
（四）其他液壓缸
（1）增壓液壓缸
增壓液壓缸又稱增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種型式，單作用增壓缸的工作原理如圖4-5(a)所示，當(dāng)輸入活塞缸的液體壓力為P1，活塞直徑為D，柱塞直徑為d時，柱塞缸中輸出的液體壓力為高壓，其值為：
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圖4—5增壓液壓缸
（2）伸縮缸
伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。
伸縮缸可以是單作用式，也可以是雙作用式，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。伸縮缸的外伸動作是逐級進(jìn)行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程終點后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。
