这种形式为液压缸的差动联接，实现快速运动回路。 5、简述差动缸连接的特点及应用场合。
利用液压缸差动连接实现的快速运动回路，一般用于空载。
液压缸作差动连接时，虽然液压缸两腔油压力相同，但由于两腔的有效工作面积不等，产生的液压作用力推动活塞运动。此时，从有杆腔排出的油液汇同泵的供油一起进入无杆腔。
6、活塞式液压缸的有几种形式？有什么特点？它们分别用在什么场合？
答：
①在液压传动系统中，为了实现机床工作台的往复运动速度一样，采用单出杆活塞式液压缸。
在实际液压系统中，液压缸活塞运动速度只取决于输人流量的大小，与压力无关。 ②利用液压缸差动连接实现的快速运动回路，一般用于空载。
液压缸作差动连接时，虽然液压缸两腔油压力相同，但由于两腔的有效工作面积不等，产生的液压作用力推动活塞运动。此时，从有杆腔排出的油液汇同泵的供油一起进入无杆腔。
③双杆活塞式液压缸又称为双作用液压缸，单杆活塞式液压缸又称为单作用液压缸。 如果不考虑液压缸的泄漏，液压缸的运动速度只决定于进入液压缸的流量。 ④单活塞杆液压缸缸筒固定时液压缸运动所占长度与活塞杆固定时不相等。 液压缸输出推力的大小决定进入液压缸油液压力的大小。 7、活塞式液压缸的常见故障有哪些？如何排除？
答：活塞式液压缸常见故障及其排除
故障 产生原因 排除方法 外部漏油： 1．活塞杆拉毛或与缸盖间隙过大 1. 用油石修磨活塞杆或更换缸盖 2．活塞杆上密封圈或防尘圈损伤 2. 更换新密封件
3. 缸盖螺纹过松或拧力不均 3．均匀拧紧缸盖螺纹
4. 安装不良，活塞杆伸出困难 4．拆下检查安装位置是否正确 5. 工作压力过高，造成密封圈损坏 5．调整工作压力至规定值
活塞杆爬行： 1．液压缸内有空气或油中有气泡 1．松开接头，将空气排出
2．液压缸的安置位置偏移 2．拆下检查安装位置是否正确 3．活塞杆全长或局部弯曲 3．校正活塞杆不直度或更换新件 4．缸内壁拉伤 4. 去除毛刺或更换缸筒 动作缓慢无力： 1．密封圈扭曲、磨损、内漏严重 1．更换密封圈
2．密封圈过紧，油缸阻力大 2．选用尺寸合适的密封圈 3．活塞杆弯曲 3．校直活塞杆
4．系统工作压力低 4．检查系统各部件 五、计算题
1、在右图的单杆液压缸中，已知缸体内径D=125mm，活塞杆直径d=70mm，活塞向右运动的速度v=0.1m/s。求进入和流出液压缸的流量q1和q2为多少。
解：进入液压缸的流量
q1?A1v?14?Dv?214?3.14?0.1252?0.1?10?60?73.36?L/min3?
流出液压缸的流量
q2?A2v?14?dv?214?3.14?0.07?0.1?10?60?23.08?L/min23?
2、向一差动连接液压缸供油，液压油的流量q，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v1/v2=2，则活塞与活塞杆直径比应为多少?
解：差动连接时，活塞杆截面积为其有效工作面积，古活塞杆直径变小时，作用力减小，速度提高。 根据v2?v1v2qA2D2?4q??D?d22?（向左）；v1?v1v2qA1?A2?24q??D??D?d222???4q?d?2（向右）；
则：
??dd22，根据题意?2，即
D?dd22?2;Dd22?3；于是
Dd3。
3、设计一单杆活塞式液压缸，己知外载F=2×10N，活塞和活塞处密封圈摩擦阻力为
Ff=12×102N，液压缸的工作压力为5MPa，试计算液压缸内径D。若活塞最大移动速度为0.04m/s，液压缸的容积效率为0.9，应选用多大流量的液压泵？若泵的总效率为0.85，电动机的驱动功率应多少？ 解：作用于活塞液压能
Ep?p?A?L?7.0?10?64
?4?63?10??32??25?10?5?545.24N?m
作用于反方向摩擦力所作的功
Ef??F?L??950?25?10?5??23.75N?m
活塞和负载动能
Em?12mv2?12?2000?0.3?90N?m
2最大缓冲压力pomax
A2??4?D2?d2?????63?10?4?32?35?10??32???2.154?106?3m
2pomax?Ep?Ef?2EmA2L?545.24?23.75?2?902.154?10?3?25?10?3?13.03?10Pa?13.03MPa
4、已知单活塞杆液压缸，油路为差动连接，活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=60mm，忽略液压缸的泄漏和摩擦，现以q＝100L/min液压泵驱动之。试求活塞往返运动速度比。如液压泵的工作压力为5.0×106Pa，试求此时活塞往返的负载能力(N)。
4q解：活塞的往返运动速度比为：
v3v1??d224q?2D?dd222?0.1?0.060.06222?1.78
??D?d142?2活塞往返的负载能力为：F2?A2p1? F3?p114???(0.1?0.06)?5?101426?25120N
?d?5?10?6???0.062?14130N
5、如图所示的串联液压缸，A1和A 2均为有效工作面积，Wl和W2为两活塞杆的外负载，q为进口流量，在不计压力损失的情况下，求p1、p2、v1和v2。
解：缸2的压力为：p2?W2A1
对缸1进行分析，得p1A1?W1?p2A2 所以的压力 p1?q1A1W1?p2A2A1?W1A1?W2A2Aq2A121
v1?，q2?v1A2，v2?
?q1A2A12
6、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。
解：（1）供油压力
p?（2）所需供油量
F?A1??50A2??m?27.6?103?50?4?25??10?4?0.92?12?10Pa
6q??A1?A2?v?v??25??10?1.5?10?20.95?39.48?10?6m/s?2.37L/min3
（3）液压缸的输入功率
P?pq?12?10?39.48?106?6?474W?0.474kW
7、有一差动式液压缸，已知其q?25L/min，活塞杆快进和快退时的速度均为口
v?5m/min。试计算液压缸内径和活塞杆直径各为多少?
解：(1)已知输入流量及快进速度求活塞杆直径d。差动式液压缸是单杆活塞缸，单杆活塞液压缸差动连接时活塞杆快进。
忽略液压缸的泄漏(?V?1),根据教材中式(4?8),活塞杆直径为
d?4q?4?25?10??5?3?v?0.008m
(2)已知活塞杆快进和快退时的速度相同，则
v2?q?V4q?V4q?V??v? 3A2?(D2?d2)?d2即
D2?2d
2所以，液压缸内径：D?
2d?0.0113m
8、单叶片摆动式液压缸的供油压力p1?14MPa,供油流量q?25L/min,回油压力
p2?0.5MPa,缸筒内径D?240mm，叶片安装轴直径d?80mm，设输出轴的回转
角速度??0.7rad/s，试计算叶片的宽度b和输出轴的扭矩T。
解：(1)计算叶片的宽度b。
根据教材中式
求得叶片的宽度(单叶片Z?1设摆动式液压缸的容积效率?V?1):
?32q?V2?25?10?1b???0.093m
?Z(R22?R12)60?0.7?1?(0.122?0.042)(2)单叶片摆动式液压缸的输出扭矩(设摆动式液压缸的机械效率?m?1):
T?Zb?m?R2R1(p1?p2)r?212Zb(R2?R1)(p1?p2)?m
2622?0.5?1?0.?3(0.12?8035N?m
?0.04)(14?0.5)?10?1
9、图4?1所示为一与工作台相连的柱塞缸，工作台(包括缸筒)质量为l000kg，缸筒与柱塞
间的摩擦阻力Ff?2000N,D?100mm,d?70mm,d0?30mm。试求：工作台在时间t?0.2s内从静止加速到最大稳定速度v?12m/min时，泵的供油压力和流量各为 多少?
解：工作台运动的加速度为a?对工作台进行受力分析，得
ma2vt?120.2?60?1m/s
2?p?14?D?mg?Ff
2所以，p?
4?ma?2?mg2?Ff?D2??4?1000?1?103.14?0.1??222??2000??13.12?106Pa