大型挖掘机的挖掘臂本身自重就非常大，这是设计时首要考虑的因素。因为挖掘臂很重，所以提升它需要巨大的力量，这直接决定了液压油缸必须提供足够的起臂力，否则机器根本无法正常作业，这是选择油缸安装方式的基础物理原因。
为什么大型挖掘机的大臂液压油缸是颠倒安装的？
除了力学优势，这种双杆活塞杆朝下的安装方式还有实际工程上的好处。朝下的结构有利于装配过程的进行，工人操作空间更合理。同时，对于今后的维修保养也更加方便，检查泄漏或更换部件时更加直观和容易，降低了维护难度。
由于无杆腔能提供更大的力气，所以大型挖掘机在设计时，会让油缸的无杆腔朝上，有杆腔朝下，也就是常说的颠倒安装。这样安排可以充分利用无杆腔的大面积优势，用较小的油压就能推动沉重的挖掘臂，提高了工作效率和安全性。
液压油缸分为有杆腔和无杆腔，两者的受力面积不同。无杆腔的面积更大，根据压力公式，在同等油压下，无杆腔产生的推力远大于有杆腔。为了获得更大的起臂力，设计者自然倾向于利用面积更大的无杆腔来提供主要的举升动力。