3-4如题3-4图所示,A1、A2分别为两液压缸有效作用面积,A1?50cm2、A2?20cm2,液压泵流量qp?3L/min,负载W?5000N1、W2?4000N,不计损失,求两缸工作压力p1、p2及两活塞运动速度v1、v2。
解:如图所示,两油缸固定,活塞杆运动。 由于缸2的回油直接回油箱,则:
p2?W24000?6?(Pa)?2?10Pa?2MPa ?4A220?10以活塞1为研究对象,列受力平衡方程式
p1A1?p2A1?W1?0p1? p2A1?W1W5000?p2?1?2?10?6?(Pa)?3MPaA1A150?10?4当液压泵启动时,泵的输出流量全部进入缸1,活塞1向右运动,则:
3?103v1??(cm/min)?60cm/min?0.6m/min
A150由于缸1是双活塞杆液压缸,缸1排出的流量q2?qp?3L/min,使活塞2向右运动,则:
qpq23?103v2??(cm/min)?150cm/min?1.5m/min
A2203-5 若要求某差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍,试确定活塞面积A1和活塞杆截面积A2之比A1/A2为多少? 解:v1?3v2 (1)
v1?q?4?qd2q (2) A2?q (3) A1?A2v2??4(D2?d2)将(2)、(3)代入(1)
q3qA?A2AA??1?3?1?1?3 1?4 A2A1?A2A2A2A2
3-6如题3-6图所示, 液压缸活塞直径D?100mm,活塞杆直径d?70mm,进入液压缸的油液流量q?25L/min,压力p1?20?105Pa,回油背压p2?2?105Pa,试计算图示a、b、c各种情况下的速度大小、方向及及最大推力。
解:①如题3-6图a所示,缸筒固定,活塞运动。无杆腔进油,有杆腔回油,活塞向左运动。活塞杆受到的负载阻力为F1?。 以活塞杆为研究对象,列受力平衡方程式:
F1??p2?F1??p1???4(D2?d2)?p1?D2?p2??4D2?0?4?4(D2?d2)???(p?p)D4122?p2d2?
3.14?(20?2)?105?0.12?2?105?0.072(N)4?14.9?103N??F1?F1??14.9?103N 方向向左
25?10?3?4v1??(m/s)?0.053m/s 活塞向左运动
?23.14?0.12?60D4q②如题3-6b所示,活塞固定,缸筒运动。有杆腔进油,无杆腔回油,缸筒向左运动,缸筒受到的负载阻力为F2?。
以缸筒为研究对象,列受力平衡方程式:
F2??p1?F2??p1???4(D2?d2)?p2?(D2?d2)?p2??4D2?0D2??4?4??(p?p)D4122?p1d2?
3.14?(20?2)?105?0.12?20?105?0.072(N)4?6.4?103N??F2?F2??6.4?103N 方向向左
25?10?3?4v2??(m/s)?0.104m/s 缸筒向左运动 22?23.14?(0.1?0.07)?602(D?d)4q
③如题3-6c所示,活塞固定,缸筒运动。有杆腔、无杆腔同时进油,形成差动连接,缸筒向右运动,缸筒受到的负载阻力为F3?。 以缸筒为研究对象,列受力平衡方程式:
?p1??4(D2?d2)?p1??4D2?F3??0F3???p1???4(D2?d2)?p1??4D2??4d2p1
3.14?0.072?20?105(N)4?7.7?103NF3?F3??7.7?103N 方向向右
25?10?3?4v3??(m/s)?0.108m/s 缸筒向右运动
?23.14?0.072?60d4q
3-8 某一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快速退回时,压力油输入有杆腔。假如缸筒直径为D?100mm,活塞杆直径为d?70mm,慢速运动时活塞杆受压,其负载力为25000N,已知输入流量q?25L/min,回油背压p2?2?105Pa,试求液压缸慢速运动时所需的压力和运动速度及快速往返速度。
解:①当压力油输入无杆腔,有杆腔回油时,活塞杆慢速前进。此时无杆腔所需的压力为p1,活塞杆慢速前进的速度为v1。
以活塞杆为研究对象,列受力平衡方程式:
p1??4D2?p2?p2??4(D2?d2)?W?02?105???4(D2?d2)?W?p1??4D2 (0.12?0.072)?250004(Pa)?32.87?105Pa??0.12425?10?3?4v1??(m/s)?0.053m/s
?23.14?0.12?60D4q②当差动连接时,压力油同时输入无杆腔和有杆腔,活塞杆获得快速前进速度,速度为v2。
25?10?3?4v2??(m/s)?0.108m/s
?23.14?0.072?60d4q③当压力油输入有杆腔,无杆腔回油时,活塞杆获得快速返回速度,速度为v3。
25?10?3?4v3??(m/s)?0.104m/s 22?23.14?(0.1?0.07?602(D?d)4q
第六章 习题
6-2 如题6-2图所示,液压缸的有效作用面积为A11?A21?100cm2,A12?A22?50cm2,缸1的工作负载为FL1?35000N,缸2的工作负载为FL2?25000N,溢流阀、顺序阀和减压阀
4MPa、3MPa,不计摩擦阻力、惯性力、管路及换向阀的压力损的调整压力分别为5MPa、失,求下列三种工况A、B、C三点的压力
pA、pB、pC:
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位; (2)2Y得电,缸2工进时及前进碰到死挡铁时; (3)2Y失电、1Y得电,缸1运动时及到达终点 后突然失去负载时。 解:
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位,油路关闭,液压泵的油液只能溢回油箱,即溢流阀开启。
pA?5MPa
pB?pA?5MPa(pB为顺序阀的出口压力,取决
于负载。此时,负载为无穷大,负载建立的压力大于阀的调定 压力,故:出口压力与进口压力相等)
pC?3MPa(pC为减压阀的出口压力,取决于负载。此时,负载为无穷大,负载建立的压力大于阀的调定压力,故:减压阀起作用,出口压力为阀的调定压力) (2)2Y得电,缸2工进时:
pC?p2?FL225000??2.5MPa A21100?10?4pA?pC?2.5MPa(pC为减压阀的出口负载建立的压力,此时,该压力低于阀的调定压力,故:减压阀不起作用,减压阀进口压力pA等于出口压力pC)
pB?0(顺序阀打不开,关闭) 缸2碰到死挡铁时:
pA?5MPa,pC?3MPa(此时,相当于缸2的负载力为无穷大,液压泵的压力升高