目录
第一章绪论 (1)
1.1课题背景及其意义 (1)
1.2 机电一体化实验台概述 (1)
1.3 国内外发展状况 (2)
1.4 课题研究的主要内容 (3)
1.5 本章小结 (3)
第二章设计任务的主要方案 (4)
2.1 本课题将要完成的主要任务 (4)
2.2 本课题的关键问题及技术路线. (4)
2.2.1 液压系统设计步骤 (4)
2.2.2 液压执行器设计压力的选取 (5)
2.2.3 制定基本方案和绘制液压系统图 (5)
2.3 本章小结 (6)
第三章液压系统执行元件的设计 (7)
3.1 执行元件类型 (7)
3.2 系统压力的初步确定 (8)
3.3 液压执行元件的主要参数 (8)
3.3.1 液压缸内径与活塞杆外径 (8)
3.3.2 刀具库旋转液压马达的选择 (10)
3.3.3活塞杆的强度计算和稳定性校核 (10)
3.3.4 液压缸壁厚，最小导向长度计算 (11)
3.3.5 液压缸的流量计算 (14)
3.4 夹具液压缸的结构设计 (14)
3.4.1 缸筒与缸盖 (15)
3.4.2 活塞与活塞杆 (16)
3.4.3 缓冲装置 (17)
3.4.4 排气装置 (17)
3.4.5 密封装置 (17)
3.5 本章小结 (18)
第四章液压系统的设计分析 (19)
4.1 拟定液压系统原理图 (19)
4.1.1 速度控制回路的选择 (19)
4.1.2 换向回路的选择 (19)
4.1.3 压力控制回路的选择 (19)
4.2 液压元件的选取 (20)
4.2.1 液压泵的选择 (20)
4.2.2 液压阀的选择 (22)
4.2.3 电机的选择 (22)
4.2.4 管件的选择 (23)
4.2.5 油箱的设计计算 (25)
4.2.6 液压油的选择 (26)
4.3 本章小结 (26)
第五章液压泵站与液压集成块 (27)
5.1 液压泵站 (27)
5.1.1 液压泵站的组成及分类 (27)
5.1.2 液压泵站的选择 (27)
5.2 液压集成块 (28)
5.2.1 块体的结构 (28)
5.2.2 集成块结构尺寸的确定 (28)
5.2.3集成块的加工 (29)
5.3 本章小结 (29)
第六章结论 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
第一章绪论
1.1课题背景及其意义
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。
机电一体化主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。机电一体化可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。[17]
1.2 机电一体化实验台概述
实验是科学研究与探索的重要手段，也是学生掌握知识和基本技能的重要环节。为培养学生具有机、电、液一定的理论知识和较强的实践技能；具有机械加工设备的初步操作技能和数控加工、数控编程的能力；具备从事机电技术必需的理论知识和综合职业能力的机电设备、自动化设备和生产线的运行与维护人员，并具有设备改造能力的高等技术综合性应用型人才。能在机电设备制造企业、从事机电产品设计与开发、企业与车间生产技术管理等工作，以及机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等[15]。其中，机电一体化实验设备发挥了极其重要的作用，并得到了广泛应用。如HJD-4型机电一体化教学实验设备。
机电一体化实验内容涉及机械、电气、计算机技术、通讯技术、液压等方面技术，覆盖面广，综合性强。各功能部件敞开性好，有利于加深学生的感性认识。通过多个模块，灵活组成各种系统。实验过程接近实际机电产品的组装调试过程，实战性强。学生可根据自己的构思进行创新设计。为机电类本科生、专科生的课程设计、毕业设计及课外创新设计提供条件。同时为教师和相关技术人员从事机电产品开发提供实验平台，培训机电一体化系统的应用与设计的工程技术人才，为企业培养机电一体化设备的维护管理人员。
图1.1 HJD-4型机电一体化教学实验设备
1.3 国内外发展状况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：(1)20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一
体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十二五”后期立于世界先进行列之中[17]。
1.4 课题研究的主要内容
1）了解机电一体化实验台工作过程和原理及控制系统设计计算方法；
2）详细设计实验台液压传动系统；
3）通过设计、计算，选择来实现实验台的整个液压系统作用。
1.5 本章小结
本章内容首先介绍了机电一体化的应用，分析了当前社会对其需求，然后简要介绍了本设计的主要内容。在日新月异的今天，创新与改变是发生变革的先导。我国关于机电一体化设备的发展比较快，而且社会对其需求任然巨大。这是发展创新的契机。本设计的目的:对实现加工部分液压控制进行初步尝试，提升我们关于此类加工设备的技术。本设计的思路与方法，就是对于各种面临的问题，要运用所学知识，在定下大方向后，具体问题具体分析解决。
第二章设计任务的主要方案
2.1 本课题将要完成的主要任务
结合实际应用，对实验台液压系统进行设计，其中包括各种参数的计算，各种部件的选择，以及设计图纸。
主要技术要求是：
1）能够实现实验台上各项相关工作；工作台的平衡升降以及转向；2）在完成工作过程中要求采用合适手段保持工作平稳，动作安全可靠；3）选择合适的传动方式实现工作的各种动作；4）选择合适的布局，使系统布局紧凑，结构合理。其主要参数如表2.1所示。
表2.1实验台主要技术参数
2.2 本课题的关键问题及技术路线.
2.2.1 液压系统设计步骤
液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。
1）确定液压执行元件的形式；
2）进行工况分析，确定系统的主要参数；
3）制定基本方案，拟定液压系统原理图；
4）选择液压元件；
5）液压系统的性能验算；
6）绘制工作图。
2.2.2 液压执行器设计压力的选取
实际设计工作中，应综合考虑执行器及其他液压元件、辅件的尺寸、质量加工工艺性、成本及系统的可靠性和效率等因素。不同的主机行业采用的工作压力不同，通常采用类比法，根据主机类型来选取执行器的设计压力。
图2.1 液压系统的图形符号图
2.2.3 制定基本方案和绘制液压系统图
1）制定调速方案
液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。
2）制定压力控制方案
液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，
用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。
液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。
3）制定顺序动作方案
主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制连续的动作。
4）选择液压动力源
液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。
5）绘制液压系统图
整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率。[14]
2.3 本章小结
本章主要阐述设计任务的主要方案，在设计前认真研究设计任务书，准备好设计资料；同类型设计题目的同学之间相互讨论、研究，确定最好方案；将设计计算的演算结果记载完整；设计过程中贯彻“三边”方法，即边算、边画、边改，设计草图完成后先交指导老师审阅后再修改加深；在张玉峰老师的指导下，通过毕业设计学会综合运用所学的液压传动技术、自动控制系统、机电一体化等基础知识来分析问题和解决实际问题的方法和基本思路，使自己受到工程设计和科学研究得到初步训练，并拥有独自设计和解决问题的能力。确定一套完整的液压系统的总体设计方案，能更好的应用于教学实践，设计计算说明书按格式书写整齐；最后认真做好答辩准备工作，准备答辩。
第三章液压系统执行元件的设计
3.1 执行元件类型
液压缸是液压传动系统中的一种执行元件，它是将液压油的压力能转变为机械能的转换装置，一般用于实现机械的直径往复运动或摆动运动。由于液压传动没有间隙、运动平稳。因此得到了广泛的应用。根据液压缸的结构形式，可将其分为三种类型，即：活塞型（又分双出杆活塞式和单出杆活塞式）、柱塞式、摆动式（又分摆动液压缸和齿条液压缸）[11]。如表3.1，根据本系统设计要求，选取了单杆活塞式液压缸。液压马达也是液压系统的一种执行元件，它是将液压油的压力能转变为机械能（扭矩和转速）的转换装置。根据液压缸的结构形式，可将其分为齿轮式，叶片式，柱塞式（又分轴向柱塞式和径向柱塞式）。根据本系统设计要求，选取了叶片式液压马达。
表3.1执行元件类型的选择
3.2 系统压力的初步确定
液压缸的选择要遵循系统压力的大小，要根据载荷的大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不是很经济；反之，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定尺寸不太受限的设备，压力可选低一些，按表3.2初步选取工作台工作压力1Mpa 。
表3.2各种机械常用的系统工作压力
3.3 液压执行元件的主要参数
3.3.1 液压缸内径与活塞杆外径
1)
刀具库运动液压缸
根据要求，刀具库运动工作行程80mm ，前进时间为3s.工作最大负载
F=1200N 。根据参考文献，初步选定液压缸工作压力P=1MP ，由此初步定出液压缸内径：
39.10D mm ==
活塞杆外径d 的计算可以根据速度比的要求来计算。
活塞杆外径d 与活塞直径D 的关系，令杆径比φ=d/D ，其比值可按表3.3和表3.4进行选取。
表3.3 按工作压力选取d/D
表3.4 按速度比要求确定d/D
设计中，根据工作压力的大小，选用速度比时可参考表3.5进行选取。
表3.5 工作压力和速度比的关系
综上，可得活塞杆外径：d=0.5D=19.55mm
表3.6 液压缸直径系列
表3.7 活塞杆直径系列
根据标准，选取液压缸内径系列D=40mm ，d=20mm 。 算得无杆腔有效工作面积221112.564A D cm π== 有杆腔有效工作229.42A cm =
2) 刀具架液压缸
进刀缸工作行程10mm ，前进时间1s 。最大工作负载F=700N ，根据参考文献，初步选定工作压力为P=1MP ，由此初步定出缸内径：
29.86D mm =
==
活塞杆外径：
d=0.5D=14.93mm 根据标准，选取液压缸内径系列D=32mm ，d=16mm 。
算得无杆腔有效工作面积22118.044A D cm π== 有杆腔有效工作22 6.03A cm =
3) 夹具液压缸
最大工作负载F=1500N ，初步选定工作压力P=1MP ，行程80mm ，前进时间3s 。 计算无杆腔内径：
43.71D mm =
==
活塞杆外径d=0.5D=21.86mm 按标准选取D=50mm ，d=25mm 。 算得无杆腔有效工作面积为221119.6254A D cm π== 有杆腔有效工作2214.72A cm =
3.3.2 刀具库旋转液压马达的选择
刀具库旋转液压马达最大转矩为20T N m = ，初步选定工作压力为1MP ；
计算排量：
200.0235/0.851
T V L r p η===?
式中：n 为液压马达转速
η为液压马达总效率
由机械设计手册查得YM-A-32B-J-L 型叶片马达满足要求，其技术规格如下： 压力：6Mpa
公称排量：32ml/r
转矩：21.97N.m
转速：100-2000r/min
生产厂家：榆次液压件厂
3.3.3活塞杆的强度计算和稳定性校核
1）活塞杆的强度计算
活塞杆在稳定情况下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行：
[]6
2104F d σσπ
-?=≤ （3.1）
式中： F 活塞杆的推力 N
d 活塞杆直径 m
σ 材料的许用应力 MPa 活塞杆用45号钢
[],340,2.5
s s M P a n n σσσ=
== 代入数据：
a) 刀具库运动液压缸 36321.2101043.14(2010)
σ--???=??=3.82MPa <[]σ=136Mpa b) 刀具架液压缸
36320.7101043.14(1610)
σ--???=??=3.48MPa <[]σ c) 夹具液压缸
3632
1.5101043.14(2510)σ--???=??=3.06MPa <[]σ 故活塞杆的强度满足要求。
2）稳定性校核
液压缸承受轴向压缩载荷时，当活塞杆的计算长度l 与活塞杆直径d 之比大于10时（即10l d
>）,应该校核活塞杆的纵向抗弯强度或稳定性。 本设计中各液压缸活塞杆的10l d
<，故活塞杆的稳定性校核过程省略。 3.3.4 液压缸壁厚，最小导向长度计算
1）液压缸壁厚
液压缸壁厚又结构和工艺要求等确定，一般按照薄壁筒计算，壁厚由下式确定：
[]2Y P D δσ≥
（3.2）
式中： D —液压缸内径；
δ —缸体壁厚；
Y P —液压缸最高工作压力，一般取Y P =（1.2-1.3）p ；
[]σ—缸体材料的许用应力，钢材取 []100110MPa σ=-。
代入数据，确定刀具架液压缸壁厚：
661.3 2.5100.0320.00052210010
cm δ???≥=?? 考虑到液压缸的加工要求，查机械设计手册，取壁厚10mm δ=
刀具库运动液压缸和夹具液压缸壁厚可参考表3.8进行选取。
2）最小导向长度
导向套在油缸中的位置如下图3.1所示。它的作用是支撑细长的活塞杆作往复运动，有一个固定的滑动轨道。有了导向套这个支撑点，也增加了活塞杆的工作强度。
1—导向套；2—活塞杆；3—活塞；4一缸体；K —隔套
图3.1 导向套的位置及结构尺寸
导向套的结构尺寸，按经验数据确定如下。
L1=（0.6～1)d
B=(0.6～L)D
活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面重点到导向滑动面中点的距离为活塞的最小导向长度H ，如果最小导向长度过小，将会使液压缸的初始挠度增大，影响其稳定性，因此设计时必须保证有最小导向长度，对于一般的液压缸，液压缸最大行程为S ，缸筒内径为D 时活塞杆运动时，伸出油缸最大长度时，要注意活塞与导向套两零件中点间距离L 值的控制。即
202
S D L ≥+ （3.3）
式中： S —活塞杆行程；
D —缸体内径。
代入数据：
a) 刀具库运动液压缸
804024202
H mm ≥+= b) 刀具架液压缸 103216.5202
H mm ≥+= c) 夹具液压缸 805029202H mm ≥
+= L 值过小时会影响油缸工作的稳定性，同时还会削弱油缸和活塞杆的弯曲强度。从安全方面考虑，为了保证活塞杆运行时不小于L 值，通常在活塞与导向套之间加一
个隔套（见图3.1)。
隔套的长度由最小导向长度H 确定。导向套一般多用耐磨铸铁或青铜合金等材料铸造，也可用耐磨系、数较小的尼龙或聚四氟乙烯材料制造。
3.3.5 液压缸的流量计算
计算液压缸工作速度及流量，根据有关资料，系统的液压缸速度比21 1.33v v φ==。
1) 刀具库运动液压缸
前进时：
10.080.0267/3s v m s t ===
411112.56100.0267 2.01/min q Av L -==??=
退回时：
20.0356/v m s =
21 2.01/min q q L ==
2) 刀具架液压缸
前进时：
10.010.01/1s v m s t === 1110.482/min q Av L ==
退回时：
20.0133/v m s =
210.482/min q q L ==
3) 夹具液压缸
前进时：
10.080.0267/3s v m s t === 411119.625100.0267 3.15/min q Av L -==??= 退回时：
20.0356/v m s =
21 3.15/min q q L ==
即三个液压缸以其最大速度运动时，所需要的流量为5.64/min L 。
3.4 夹具液压缸的结构设计
液压缸是将液压系统的压力能转化为机械能的装置，在该系统中，液压缸将活塞杆的伸缩运动通过一系列的机械结构组合转化为夹具的夹紧松开。液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞与活塞杆、缓冲装置、排气装置和密封装置五个部分，分述如下。[11]
3.4.1 缸筒与缸盖
缸筒与前后缸盖的连接形式均采用法兰连接，结构简单，加工和拆装都方便，但外形尺寸和质量都大。
缸筒底部为平面时， 可由下式计算厚度：
0.433δ≥（3.4）
式中： δ—缸筒底部厚度；
D —缸筒内径；
p —筒内最大工作压力；
[]σ—缸筒材料的许用应力。
代入数据：
0.433δ≥?=3.42mm 缸筒底部厚度应根据工艺要求适当加厚，如在缸筒上设置油口或排气阀，均应增大缸筒底部厚度。
缸筒材料通常选用20、35、45号钢，当缸筒、缸盖、挂街头等焊接在一起时，采用焊接性能较好的35号钢，在粗加工之后调质。另外缸筒也可以采用铸铁、铸钢、不锈钢、青铜和铝合金等材料加工。
缸筒与活塞采用橡胶密封圈时，其配合推荐采用H9/f8，缸筒内径表面粗糙度取a R 0.10.4m μ=-，若采用活塞环密封时，推荐采用H7/g6配合，缸筒内径表面粗糙
度取a R 0.20.4m μ=-。
缸筒内径应进行研磨。为防止腐蚀，提高寿命，缸筒内表面应进行渡鉻，渡鉻层厚度应在30-40m μ，渡鉻后缸筒内表面进行抛光。
缸筒内径的圆度及圆柱度误差不大于直径公差的一半，缸体内表面的公差度误差在500mm 上不大于0.03mm 。
缸盖材料可以用35，45号钢，或ZG270-500，以及HT250，HT350等材料。
当缸盖自身作为活塞杆导向套时，最好用铸铁，并在导向表面堆镕黄铜，青铜和其他耐磨材料。当单独设置导向套时，导向材料为耐磨铸铁，青铜或黄铜等，导向套压入缸盖。
缸盖的技术要求：与缸筒内径配合的直径采用h8，与活塞杆上的缓冲柱塞配合的直径取H9，与活塞密封圈外径配合的直径采用h9，这三个尺寸的圆度和圆柱度误差不大于各自直径的公差的一半，三个直径的同轴度误差不大于0.03mm 。[1]
3.4.2 活塞与活塞杆
活塞和活塞杆的结构形式很多：有整体活塞和分体活塞；有实心活塞杆和空心活塞杆。活塞与活塞杆的连接有螺纹式和半环式等，前者结构简单，但需要螺母防松装置；后者结构复杂，但工作较可靠。此外也有用锥销连接。本设计中采用螺纹式。
活塞材料及加工要求：
有导向环的活塞用20，35或45号钢制成。
活塞外径公差f8，与活塞杆的配合一般为H8/h8，外径粗糙度a R 0.40.8m μ=-，外径对活塞孔的跳动不大于外径公差的一半，外径的圆度和圆柱度不大于外径公差的一半。
活塞两端面对活塞轴线的垂直度误差在100mm 上不大于0.04mm 。
活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，本设计中选用形式如下：
1 导向环
2 密封圈
3 活塞
图3.2活塞的结构形式
活塞杆及加工要求：
活塞杆常用材料为35、45号钢。
活塞杆的工作部分公差等级可以取f7-f9，表面粗糙度不大于a R 0.4m μ=，工作表面的直线度误差在500mm 上不大于0.03mm 。
活塞杆在粗加工后调质，硬度为229-285HB ，必要时可以进行高频淬火，厚度0.5-1mm ，硬度为45-55HRC 。
活塞杆导向套装在液压缸有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性，外侧装有防尘圈，以防止活塞杆内缩时把杂质，灰尘及水分带到密封装置，损坏密封装置。
导向套的结构有端盖式和插件式两种，插件式导向套装拆方便，拆卸时不需要拆端盖，故应用较多。结构见装配图。
导向套尺寸主要是指支撑长度，通常根据活塞杆直径，导向套形式，导向套材料的承压能力，可能遇到的最大侧向负载等因素确定。一般采用两个导向段，每段宽度均为d/3，两段中间线间距为.2d/3，导向套总长度不宜过大，以免磨擦太大。[1]
3.4.3 缓冲装置
缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活塞和缸盖之间的一部分油液封住，迫使油液从小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使工件平稳制动，并避免活塞和缸盖的相互碰撞。本设计采用单圆柱式。
当活塞的缓冲柱塞进入端盖凹腔后，圆环形的回油腔中的油液只能通过节流阀流出，这就使活塞制动。调节节流阀的开口，可改变制动阻力的大小。这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。[11]
3.4.4 排气装置
排气装置用来排除积聚在液压缸内的空气。一般把排气装置安装在液压缸两端盖的最高处。常用排气阀有整体型和针阀型两种，本设计中选用整体性排气阀，结构见装配图。
3.4.5 密封装置
密封装置的作用在于防止液压缸工作介质的泄露和外界尘埃与异物的侵入。缸内泄漏会引起容积效率下降，达不到所需的工作压力；缸外泄漏则造成工作介质浪费和污染环境。密封装置选用、安装不当，又直接关系到缸的摩擦阻力和机械效率，还影响着缸的动、静态性能。因此，正确和合理地使用密封装置是保证液压缸正常动作的关键所在，应予高度重视。[11]
密封件密封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露。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、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。
活塞和活塞杆密封均采用O形密封圈，缸筒和活塞密封采用Y型密封圈。O型密封圈是由耐油橡胶制成，具有结构简单、密封性能好、摩擦力小、沟槽尺寸小且易制造等优点，所以在液压与气动装置中获得广泛使用。O形密封圈大量地使用于静密封。O行密封圈也可用于往复运动的动密封，但由于作动密封时，静摩擦系数较大，启动
阻力较大，寿命不长，加之性能优良的唇形密封和其他压紧行密封日益广泛的使用，所以，仅在一般工况及成本要求低的场合有所应用。从理论上讲，O行密封圈也可用于转动密封处，但由于摩擦产生的热量难以发散，易引起材质老化，使磨耗加剧，失去弹性，进而丧失密封性能，故转动密封处应用很少。作为新型同轴组合式密封件中的弹性组合件。
Y 型密封圈主要用于往复运动的密封，如液压缸活塞和活塞杆处的动密封。根据截面长宽比例的不同，可分为宽截面和窄截面两种形式。因受油压的作用，工作时Y 形密封圈的两唇边紧紧地贴压缸筒和活塞壁上而起密封作用。
Y 型密封圈的密封作用依赖于它的唇边对偶合面的紧密接触，并在压力作用下产生较大的接触压力，达到密封目的。当压力升高时，唇边与耦合面贴得更紧，接触压力更高，密封性能更好。[12]
3.5 本章小结
本章在明确设计要求的基础上，对执行元件做了设计计算，液压缸的设计是在选定了工作压力，分析了它的工作状况之后进行的：先根据使用要求选择结构类型，然后按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，给出了个参数的计算，进行强度、稳定性验算，最后再进行结构设计。液压缸各部分结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。