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第四章 液压缸 一．判断题.
1．液压缸是把液体的压力能转换成机械能的能量转换装置.( )
2. 双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸.( ) 3．液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度，并可以得到很大的输出推力.（ ） 4.差动联接的单出杆活塞液压缸，可使活塞实现快速运动.（ ） 二．选择题.
1. 单出杆活塞式液压缸的特点是（ ）. A.活塞两个方向的作用力相等.
B.活塞有效作用面积为活塞杆面积2倍时，工作台往复运动速度相等. C.其运动范围是工作行程的3倍. D.常用于实现机床的快速退回及工作进给. 2. 液压缸差动连接工作时的作用力是（ ）.
A. B. C. D.
3. 起重设备要求伸出行程长时，常采用的液压缸形式是( ). A．活塞缸 B．柱塞缸 C．摆动缸 D．伸缩缸 4. 要实现工作台往复运动速度不一致，可采用( ). A．双出杆活塞式液压缸. B．柱塞缸.
C．活塞面积为活塞杆面积2倍的差动液压缸. D．单出杆活塞式液压缸.
5. 液压龙门刨床的工作台较长，考虑到液压缸缸体长，孔加工困难，所以采用 ( )液压缸较好.
A．单出杆活塞式 B．双出杆活塞式 C. 柱塞式 D．摆动式
6. 已知某一差动液压缸的内径D＝100mm，活塞杆直径d＝70mm，Q＝25L/min，p=2Mpa。在（如图所示）情况下可推动的负载w及其运动速度是( ).
(A)W=7693N，V=0．108m/s； (B)W=6693N，V=0．108m/s； (C)W=7693N，V=0．008m/s； (D)W=5693N，V=0．408m/s
7. 如图所示的差动液压缸，输入流量Q＝25L/min，压力p=5MPa。如果d=5cm，D=8cm，那么活塞移动的速度为（???? ）. ?(忽略液压缸泄漏及摩擦损失)。
(A)v＝0.516m/s；
(B)v＝11.212m/s； (C)v＝0.212m/s； (D)v＝12.212m/s。
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三．填空题.
1． 液压缸是将_________ 能转变为________能，用来实现直线往复运动的执行元件。
2.一个双出杆液压缸,若将缸体固定在床身上,活塞杆和工作台相连,其运动范围为活塞有效行程的______倍.若将活塞杆固定在床身上,缸体与工作台相连时,其运动范围为液压缸有效行程的_____倍.
3.液压缸的结构可分为__________, __________, _________, ________和 _________等五个部分. 4.液压缸中常用的密封形式有___________,___________,___________和 __________等. 四. 简答题.
1. 液压缸的作用是什么，有哪些类型?
2. 举例说明：在液压传动系统中\工作压力取决于负载\。? 3. 举例说明：在液压传动系统中\流量决定速度\。
4. 为什么要在液压缸中设置缓冲装置?简述它的原理以及常用的缓冲装置. 5. 什么是差动连接?它适用于什么场合? 6. 伸缩缸活塞伸出、缩回的顺序是怎样的? 五. 计算题.
1. 试计算分析单杆活塞缸差动连接时元杆腔受力及活塞伸出速度.
2．如图所示液压泵驱动两个液压缸串联工作。已知两缸结构尺寸相同，缸筒内径D＝90mm,活塞杆直径d＝60mm，负载力F1＝F2＝10000N，液压泵输出流量Q＝25L/min，不计损失，求泵的输出压力及两液压缸的运动速度。
3．如图所示，液压泵驱动两个并联液压缸。已知活塞A重10000N，活塞B重5000N，
两活塞面积均为100cm2。若输出流量为Q＝5L/min，试求两液压缸的动作压力及运动速度。
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4．向一差动连接液压缸供油，液压油的流量V，压力p。当活塞杆直径变小时，其活塞运动速度v及作用力F将如何变化?要使v3/v2=2，则活塞与活塞杆直径比应为多少? (15分) 。
5.单杆双作用推力液压缸的内径D=80mm,活塞杆直径d=55mm,活塞的运动速度v=50m/min,活塞的加速时间t=0.4s,工作台运动部件总重量G=8500N,工作台与导轨之间的摩擦系数为0.2,回油腔背压力P=500000Pa,液压缸的机械效率为0.9.求驱动液压缸所需工作压力.
6. 如图所示汽缸吊（吊取重物的气动缸），气源压力为0.5 MPa，起吊物体重量为Fw=900N，活塞返回由活塞、活塞杆自重返回，自重Fz=100N，活塞杆直径为d=20mm，机械效率η=0.8，安全系数n=1.5，试确定气动缸内径D.
7. 一水平放置的液压缸，活塞直径D=63mm，活塞杆直径d＝28mm，缓冲凸台直径d1＝35mm，缓冲行程L＝25mm，工作部件的总质量m=2000kg，运动速度v=0.3m/s试求当摩擦力F=950N，工作压力p=7.0×106Pa时，液压缓冲腔的最大缓冲压力.
8. 差动液压缸如图所示，若无杆腔面积A1＝50cm2，有杆腔面积A2＝25cm2，负载F＝27．6×103N，机械效率ηm＝0.92，容积效率ηv=0.95。试求：
(1)供油压力大小；
(2)当活塞以1.5×10-2m/s的速度运动时，所需?? 的供油量； (3)液压缸的输入功率。
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答案:
一.1.对.2.错.3.错.4.对.
二.1.D.2.D.3.D.4.D.5.C.6.A.7.C.
三.1.液压,机械.2.三,二.3. 缸体, 活塞组件,密封装置,缓冲装置,排气装置. 4.间隙密封,O形密封,Y形密封,V形密封.
四.1. 答：液压缸是液压系统中的执行元件，是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量转换装置。主要有：活塞缸、柱塞缸两类。
2. 答:1）如图所示，1为密封油液，2为可上下移动的活塞，底面积为A，在活塞上方放置重量均为w的负载。，根据活塞受力平衡方程式可知：
当放置一块负载时：p1·A＝W 则p1＝W/ A
当放置二块负载时：p2·A＝W 则p2＝2（W/ A）＝2 p1 当放置三块负载时：p3·A＝3W 则p3＝3（W/ A）＝3 p1
分析：液体内的负载W →2W →3W逐步增加，使压力从p1 →p2→ p3，可见，液压传动中的压力取决于负载。
3. 答：图示油缸无杆腔的有效工作面积为A，进油量分别为q、2q、3q，油缸的伸出速度分别为v1、v2、v3，由连续性方程可知 v1＝q/ A v2＝2q/ A＝2v1 v3＝2q/ A＝2v1
由计算结果可以看出，随着流量从q →2q →3q的增加，对应的油缸伸出速度v1 →2v2 →3v也是增大的；相反，如果流量减少，速度也会下降，流量和速度呈线形关系，可见液动机的速度是由进入液动机的油液流量所决定的。
4. 答:为了避免活塞在行程两端撞击缸盖,一般液压缸设有缓冲装置.它的原理是:使活塞在与缸盖接近时增大回油阻力,从而降低活塞运动速度.常用的缓冲装置有:1)圆柱环状缝隙式缓冲装置.2)圆锥环状缝隙缓冲装置.3)可变节流沟缓冲装置.4)可调节流孔缓冲装置.
5. 答:当单出杆液压缸两腔互通,都通入压力油.由于无杆腔面积大于有杆腔面积,两腔互通压力且相等,活塞向右的作用力大于向左的作用力,这时活塞向右运动,并使有杆腔的油流入无杆腔,这种连接称为差动连接. 差动连接主要用于在不增加泵的流量的前提下实现快速运动.
6. 答:活塞伸出的的顺序从大到小,相应的推力也是由大到小,而伸出速度则由慢变快.空载缩回的顺序一般从小到大,缩回后缸的总长较短,结构紧凑,常用在工程机械上.
五.1. 解：两腔用油管连通，并向两腔同时输入高压油，因此，两腔的压力是相等的，但由于两腔的有效工作面积不等，因此，产生的作用力也不等，无杆腔的推力大于有杆腔的推力，故活塞能向右运动，并使有杆腔的油液流入无杆腔去，使无杆腔的流量增加，加快了向右运 动的速度。
2. 解：活塞面积
列出两液压缸的力平衡方程（1）、（2）
?????????????????（1）
????????????????????????（2）
两式联立求解??? ?????又已知F1＝F2?
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