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液压与气压传动试题及答案〔四〕
一、填空题
〔 〕和〔 〕两个阶段。同样,容器的放气过程也根本上分为〔 〕和〔 〕两个阶段。
〔声速、亚声速;声速、亚声速〕,它是气动系统
的一个重要组成局部,气动系统对压缩空气的主要要求有:具有肯定的〔 〕,并具有肯定的〔 〕。因此必需设置一些〔 〕的关心设备。
〔压力和流量;净化程
度;除油、除水、除尘〕
空气压缩机的种类很多,按工作原理分〔 〕和〔 〕。选择空气压缩机的依据是气压传动系统所需要的〔 〕和〔 〕两个主要参数。
〔容积型压缩机、速度型压缩机;工作压
力、流量〕
气源装置中压缩空气净化设备一般包括:〔 〕、〔 〕、〔 〕、
〔 〕。 〔后冷却器、油水分别器、贮气罐、枯燥器〕
气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气的最终保证,三大件是指〔 〕、〔 〕、〔 〕。
〔分水滤气器、减压阀、油雾器〕
气动三大件中的分水滤气器的作用是滤去空气中的〔 〕、〔 〕并将空气中〔 〕的分别出来。
〔灰尘、杂质;水分〕
气动规律元件按构造形式可分为〔 〕、〔 〕、〔 〕、
〔 〕。 〔高压截止式规律元件、高压膜片式规律元件、滑阀式规律元件、射流元件〕
高压截止式规律元件是依靠〔〕推动阀芯或通过〔〕推动阀芯动作,转变气流通路以实现肯定的规律功能;而高压膜片式规律元件的可动部件是〔〕。
〔气压信号;膜片变形;膜片〕
二、选择题
系统中承受了内控外泄挨次阀,挨次阀的调定压力为p〔阀口全开时损失不计〕,
x
其出口负载压力为p。当p>p时,挨次阀进、出口压力间的关系为〔 〕;
L L x
当p<p时,挨次阀进出口压力间的关系为〔 〕。
L x
〔A〕p=p,p=p〔p≠p〕
1 x 2 L 1 2
〔B〕p=p=p
1 2 L
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〔C〕p上升至系统溢流阀调定压力p=p
,p=p
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1
〔D〕p=p=p
1 y 2 L
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1 2 x
〔B;A〕
当掌握阀的开口肯定,阀的进、出口压力差Δp<〔3~5〕ⅹ105Pa时,随着压力差Δp变小,通过节流阀的流量〔〕;通过调速阀的流量〔〕。
〔A〕增加〔B〕削减〔C〕根本不变〔D〕无法推断
〔B;B〕
当掌握阀的开口肯定,阀的进、出口压力差Δp>(3~5)ⅹ105Pa时,随着压力差Δp增加,压力差的变化对节流阀流量变化的影响〔〕;对调速阀流量变化的影响〔〕。
〔A〕越大〔B〕越小〔C〕根本不变〔D〕无法推断
〔B;C〕,阀的进、出口压力相等时,通过节流阀的流量为
〔 〕;通过调速阀的流量为〔 〕。
〔A〕0 〔B〕某调定值〔C〕某变值 〔D〕无法推断
〔A;A〕
在回油节流调速回路中,节流阀处于节流调速工况,系统的泄漏损失及溢流阀调压偏差均无视不计。当负载F增加时,泵的输入功率〔〕,缸的输出功率〔〕。
〔A〕增加〔B〕削减〔C〕根本不变〔D〕可能增加也可能削减
〔C;D〕
在调速阀旁路节流调速回路中,调速阀的节流开口肯定,当负载从F降
1
到F时,假设考虑泵内泄漏变化因素时液压缸的运动速度v〔 〕;假设不考虑泵
2
内泄漏变化的因素时,缸运动速度v可视为〔 〕。
〔A〕增加 〔B〕削减 〔C〕不变 〔D〕无法推断
〔A;C〕
在定量泵-变量马达的容积调速回路中,假设液压马达所驱动的负载转矩变小,假设不考虑泄漏的影响,试推断马达转速〔 〕;泵的输出功率
〔 〕。
〔A〕增大 〔B〕减小 〔C〕根本不变〔D〕无法推断
〔C;B〕
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在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中,假设负载从F
1
降到F
2
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而调速阀开口不变时,泵的工作压力〔 〕;假设负载保持定值而调速阀开
口变小时,泵工作压力〔 〕。
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〔A〕增加〔B〕减小 〔C〕不变
〔C;A〕
在差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路中,假设将负载阻力减小,其他条件保持不变,泵的出口压力将〔 〕,节流阀两端压差将〔 〕。
〔A〕增加 〔B〕减小 〔C〕不变
〔B;C〕
在气体状态变化的〔〕过程中,系统靠消耗自身的内能对外做功;在气体状态变化的〔〕过程中,无内能变化,参加系统的热量全部变成气体所做的功。
〔A〕等容过程〔B〕等压过程〔C〕等温过程〔D〕绝热过程
〔D;C〕
每立方米的湿空气中所含水蒸气的质量称为〔〕;每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量称为〔〕。
〔A〕确定湿度〔B〕相对湿度〔C〕含湿量〔D〕析水量
〔A;C〕
在亚声速流淌时,管道截面缩小,气流速度〔〕;在超声速流淌时,管道截面扩大,气流速度〔〕。
〔A〕增加〔B〕不变〔C〕减小
〔A;A〕
当a、b两孔同时有气信号时,s口才有信号输出的规律元件是〔〕;当a或b任一孔有气信号,s口就有输出的规律元件是〔〕。
〔A〕与门〔B〕禁门〔C〕或门〔D〕三门
〔A;C〕
气动仪表中,〔〕将检测气信号转换为标准气信号;〔〕将测量参数与给定参数比较并进展处理,使被控参数按需要的规律变化。
〔A〕变送器〔B〕比值器〔C〕调整器〔D〕转换器
〔A;C〕
为保证压缩空气的质量,气缸和气马达前必需安装〔 〕;气动仪表或气动规律元件前应安装〔 〕。
分水滤气器-减压阀-油雾器
分水滤气器-油雾器-减压阀
减压阀-分水滤气器-油雾器
分水滤气器-减压阀
〔A;D〕
三、推断题
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同步运动分速度同步和位置同步,位置同步必定速度同步;而速度同步未必位置同步。〔○〕
压力掌握的挨次动作回路中,挨次阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。〔×〕
为限制斜盘式轴向柱塞泵的柱塞所受的液压侧向力不致过大,斜盘的最大倾
角α 一般小于18°~20°。 〔○〕
max
当液流通过滑阀和锥阀时,液流作用在阀芯上的液动力都是力图使阀口关闭的。〔×〕
流体在管道中作稳定流淌时,同一时间内流过管道每一截面的质量相等。
〔○〕
空气的粘度主要受温度变化的影响,温度增高,粘度变小。〔×〕
在气体状态变化的等容过程中,气体对外不做功,气体温度上升,压力增大,系统内能增加。〔○〕
气体在管道中流淌,随着管道截面扩大,流速减小,压力增加。〔×〕
在放气过程中,一般当放气孔面积较大、排气较快时,接近于绝热过程;当放气孔面积较小、气壁导热又好时,则接近于等温过程。 〔○〕
气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最终保证。其安装次序依进气方向为减压阀、分水滤气器、油雾器。 〔×〕
四、名词解释
速度刚性
¶F
¶
〔负载变化时调速回路阻抗速度变化的力量。k =- L〕
v
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相对湿度
v
〔在某一确定温度和压力下,其确定湿度与饱和确定湿度之比
x
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称为该温度下的相对湿度。f=
气动元件的有效截面积
x ×100%〕
b
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〔气体流过节流孔时,由于实际流体存在粘性,其流束的收缩
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比节流孔实际面积还小,此最小截面积称为有效截面积〕
马赫数
〔气流速度v与当地声速c之比称为马赫数。〕
非时序规律系统
〔系统的输出只与输入变量的组合有关,与变量取值的先后挨次
无关。〕
时序规律系统
〔系统的输出不仅与输入信号的组合有关,而且受肯定挨次的限制。也称为挨次掌握或程序掌握系统。〕
五、分析题
如下图承受蓄能器的压力机系统的两种方案,其区分在于蓄能器和压力继电器的安装位置不同。试分析它们的工作原理,并指出图〔a〕和〔b〕的系统分别具有哪些功能?
解:图〔a〕方案,当活塞在接触工件慢进和保压时,或者活塞上行到终点时,泵一局部油液进入蓄能器。当蓄能器压力到达肯定值,压力继电器发讯使泵卸载,这时,蓄能器的压力油对压力机保压并补充泄漏。当换向阀切换时,泵和蓄能器同时向缸供油,使活塞快速运动。蓄能器在活塞向下向上运动中,始终处于压力状态。由于蓄能器布置在泵和换向阀之间,换向时兼有防止液压冲击的功能。
图〔b〕方案,活塞上行时蓄能器与油箱相通,故蓄能器内的压力为零。当活塞下行接触工件时泵的压力上升,泵的油液进入蓄能器。当蓄能器的压力上升到调定压力时,压力继电器发讯使泵卸载,这时缸由蓄能器保压。该方案适用于加压和保压时间较长的场合。与〔a〕方案相比,它没有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸取液压冲击的功能。
在图示的系统中,两溢流阀的调定压力分别为60×105Pa、20×105Pa。
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1〕当p
=60×105Pa,p
=20×105Pa,DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为
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y1
多少?2〕当p
y2
=20×105Pa,p
=60×105Pa,DT吸合和断电时泵最大工作压力
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y1 y2
分别为多少?
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解:1〕DT失电时活塞向右运动,远程调压阀1进出口压力相等,由于作用在阀
芯两端的压差为零,阀1始终处于关闭状态不起作用,泵的压力由p打算:p
y2 pmax
=p=20×105Pa;DT吸合时活塞向左运动,缸的大腔压力为零,泵的最大工作
y2
压力将由p、p
中较小的值打算:p
=p=20×105Pa。
y1 y2 pmax y2
2〕同上一样,DT失电时活塞向右运动,远程调压阀1不起作用,泵的压力
由p打算:p=p=60×105Pa;DT吸合时活塞向左运动,泵的最大工作压力
y2 pmax y2
将由p、p中较小的值打算:p=p=20×105Pa。
y1 y2 pmax y1
以下供气系统有何错误?应怎样正确布置?
解:气动三大件是气动系统使用压缩空气质量的最终保证,其挨次分水滤气器、减压阀、油雾器。图a〕用于气阀和气缸的系统,三大件的挨次有错,油雾器应放在减压阀、压力表之后;图b〕用于规律元件系统,不应设置油雾器,因润滑油会影响规律元件正常工作,另外减压阀图形符号缺少掌握油路。
有人设计一双手掌握气缸往复运动回路如下图。问此回路能否工作?为什么?如不能工作需要更换哪个阀?
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解:此回路不能工作,由于二位二通阀不能反向排气,即二位四通换向阀左侧加压后,无论二位二通阀是否复位,其左侧掌握压力都不能泄压,这样弹簧就不能将它换至右位,气缸也就不能缩回;将两个二位二通阀换为二位三通阀,在松开其按钮时使二位四通换向阀左侧处于排气状态,回路即可实现往复运动。
六、问答题
试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。
答:一样点:溢流阀与减压阀同属压力掌握阀,都是由液压力与弹簧力进展比较来掌握阀口动作;两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。
差异:1〕溢流阀阀口常闭,进出油口不通;减压阀阀口常开,进出油口相通。2〕溢流阀为进口压力掌握,阀口开启后保证进口压力稳定;减压阀为出口压力掌握,阀口关小后保证出口压力稳定。3〕溢流阀出口接油箱,先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口;减压阀出口压力油去工作,压力不为零,先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。
影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些?
答:1)节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大,流量q的变化也越大。2〕指数m的影响。m与节流阀口的外形有关,m值大,则对流量的影响也大。
节流阀口为瘦长孔〔m=1〕时比节流口为薄壁孔〔m=〕时对流量的影响大。
节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时,由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等以及极化分子,简洁产生局部堵塞,这样就转变了原来调整好的节流口通流面积,使流量发生变化。一般节流通道越短,通流面积越大,就越不简洁堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性,节流口应承受薄壁的形式。
油温的影响。油温上升,油的粘度减小,因此使流量加大。油温对瘦长孔影响较大,而对薄壁孔的影响较小。
为什么调速阀能够使执行元件的运动速度稳定?
答:调速阀是由节流阀和减压阀串联而成。调速阀进口的油液压力为p,经减压
1
阀流到节流阀的入口,这时压力降到p再经节流阀到调速阀出口,压力由p又
2 2
降到p。油液作用在减压阀阀芯左、右两端的作用力为〔pA+F〕和pA,其中A
3 3 t 2
为减压阀阀芯面积,F为弹簧力。当阀芯处于平衡时〔无视弹簧力〕,则pA=pA+
t 2 3
F,p-p=F/A=常数。为了保证节流阀进、出口压力差为常数,则要求p
t 2 3 t 2
和p必需同时上升或降低同样的值。当进油口压力p上升时,p也上升,则阀
3 1 2
芯右端面的作用力增大,使阀芯左移,于是减压阀的开口减小,减压作用增加,
使p又降低到原来的数值;当进口压力p降低时,p也降低,阀芯向右移动,
2 1 2
开口增大,减压作用减弱,使p上升,仍恢复到原来数值。当出口压力p上升
2 3
时,阀芯向右移动,减压阀开口增大,减压作用减弱,p也随之上升;当出口压
2
力p减小时,阀芯向左移动,减压阀开口减小,减压作用增加了,因而使p也
3 2
降低了。这样,不管调速阀进、出口的压力如何变化,调速阀内的节流阀前后的
压力差〔p-p〕始终保持不变,所以通过节流阀的流量根本稳定,从而保证了
2 3
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执行元件运动速度的稳定。
调速阀和旁通型调速阀〔溢流节流阀〕有何异同点?
答:调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成,其压力补偿阀都能保证在负载变化季节流阀前后压力差根本不变,使通过阀的流量不随负载的变化而变化。
用旁通型调速阀调速时,液压泵的供油压力随负载而变化的,负载小时供油压力也低,因此功率损失较小;但是该阀通过的流量是液压泵的全部流量,故阀芯的尺寸要取得大一些;又由于阀芯运动时的摩擦阻力较大,因此它的弹簧一般比调速阀中减压阀的弹簧刚度要大。这使得它的节流阀前后的压力差值不如调速阀稳定,所以流量稳定性不如调速阀。旁通型调速阀适用于对速度稳定性要求稍低一些、而功率较大的节流调速回路中。液压系统中使用调速阀调速时,系统的工作压力由溢流阀依据系统工作压力而调定,根本保持恒定,即使负载较小时,液压泵也按此压力工作,因此功率损失较大;但该阀的减压阀所调定的压力差值波动较小,流量稳定性好,因此适用于对速度稳定性要求较高,而功率又不太大的节流调速回路中。旁通型调速阀只能安装在执行元件的进油路上,而调速阀还可以安装在执行元件的回油路、旁油路上。这是由于旁通型调速阀中差压式溢流阀的弹簧是弱弹簧,安装在回油路或旁油路时,其中的节流阀进口压力建立不起来,节流阀也就起不到调整流量的作用。
什么是液压根本回路?常见的液压根本回路有几类?各起什么作用?
答:由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路,称为液压根本回路。常见的液压根本回路有三大类:1〕方向掌握回路,它在液压系统中的作用是掌握执行元件的启动、停顿或转变运动方向。2〕压力掌握回路,它的作用利用压力掌握阀来实现系统的压力掌握,用来实现稳压、减压,增压和多级调压等掌握,满足执行元件在力或转矩上的要求。3〕速度掌握回路,它是液压系统的重要组成局部,用来掌握执行元件的运动速度。
液压系统中为什么要设置背压回路?背压回路与平衡回路有何区分?答:在液压系统中设置背压回路,是为了提高执行元件的运动平稳性或削减爬行现象。这就要在回油路上设置背压阀,以形成肯定的回油阻力,~
,背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、挨次阀,也可以是溢流阀、节流阀等。
无论是平衡回路,还是背压回路,在回油管路上都存在背压,故都需要提高供油压力。但这两种根本回路的区分在于功用和背压的大小不同。背压回路主要用于提高进给系统的稳定性,提高加工精度,所具有的背压不大。平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件的自重,以防运动部件自行下滑发生事故,其背压应依据运动部件的重量而定。
图示为三种不同形式的平衡回路,试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区分。
答:图a为承受单向挨次阀的平衡回路,运动平稳性好,但挨次阀的调定压力取决于活塞部件的重量,运动时消耗在挨次阀的功率损失较大。由于挨次阀是滑阀构造,锁紧性能较差。多用于重物为恒负载场合。
图b为承受远控平衡阀的平衡回路,远控平衡阀是一种特别构造的远控挨次阀,它不但具有很好的密封性,能起到长时间的锁闭定位作用,而且阀口大小能自动适应不同负载对背压的要求,保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化的影响,且功率损失小。这种远控平衡阀又称为限速锁。多用于变负载场合。
图c为承受液控单向阀的平衡回路,由于液控单向阀是锥面密封,故锁闭性能好。单向阀接通后液压缸不产生背压,功率损失小。但最大的缺点是运动平稳性差,这是由于活塞下行过程中,掌握油失压而使液控单向阀时开时关,致使活塞下降断断续续。为此应在回油路上串联一单向节流阀,活塞部件的重量由节流阀产生的背压平衡,保证掌握油路有肯定压力,其运动平稳性和功率损失与节流阀开口大小有关。
多缸液压系统中,假设要求以一样的位移或一样的速度运动时,应承受什么回路?这种回路通常有几种掌握方法?哪种方法同步精度最高?
答:在多缸液压系统中,假设要求执行元件以一样的位移或一样的速度运动时,应承受同步回路。从理论上讲,只要两个液压缸的有效面积一样、输入的流量也一样的状况下,应当做出同步动作。但是,实际上由于负载安排的不均衡,摩擦阻力不相等,泄漏量不同,均会使两液压缸运动不同步,因此需要承受同步回路。
同步回路的掌握方法一般有三种:容积掌握、流量掌握和伺服掌握。容积式同步回路如串联缸的同步回路、承受同步缸〔同步马达〕的同步回路,其同步精度不高,为此回路中可设置补偿装置;流量掌握式同步回路如用调速阀的同步回路、用分流集流阀的同步回路,其同步精度较高〔主要指后者〕;伺服式同步回路的同步精度最高。
液压系统中为什么要设置快速运动回路?实现执行元件快速运动的方法有哪些?
答:在工作部件的工作循环中,往往只要局部时间要求较高的速度,如机床的快进→工进→快退的自开工作循环。在快进和快退时负载小,要求压力低,流量大;工作进给时负载大,速度低,要求压力高,流量小。这种状况下,假设用一个定量泵向系统供油,则慢速运动时,势必使液压泵输出的大局部流量从溢流阀溢回油
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箱,造成很大的功率损失,并使油温上升。为了抑制低速运动时消灭的问题,又满足快速运动的要求,可在系统中设置快速运动回路。
实现执行元件快速运动的方法主要有三种:1)增加输入执行元件的流量,
如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路;2)减小执行元件在快速运动时的有效工作面积,如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、承受关心缸的快速运动回路;3)将以上两种方法联合使用。
什么叫液压爬行?为什么会消灭爬行现象?
答:液压系统中由于流进或流出执行元件〔液压缸,液压马达〕的流量不稳定,消灭间隙式的断流现象,使得执行机械的运动产生滑动与停顿交替消灭的现象,称为爬行。产生爬行现象的主要缘由是执行元件中有空气侵入,为此应设置排气装置。
假设先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死,将会消灭什么故障?
答:假设阻尼孔完全堵塞,油压传递不到主阀上腔和导阀前腔,导阀就会失去对主阀的压力调整作用,这时调压手轮失效。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值,当进油腔压力很低时就能将主阀翻开溢流,溢流口瞬时开大后,由于主阀上腔无油液补充,无法使溢流口自行关小,因此主阀常开系统建立不起压力。假设溢流阀先导锥阀座上的阻尼小孔堵塞,导阀失去对主阀压力的掌握作用,调压手轮无法使压力降低,此时主阀芯上下腔压力相等,主阀始终关闭不会溢流,压力随负载的增加而上升,溢流阀起不到安全保护作用。
七、计算题
(kg/m3)。〔气体常数R=287J/,压力为
×105Pa〕()
=6×105Pa,T=20℃,阀的最小截面积A=5×10-5m2,问容积为V=
0 0
的容器,从初始压力p=1×105Pa〔确定压力〕充到p所需的时间(s)。()
H 0
为测定一气阀有效截面积,在V=100L的容器内充入压力p=〔相
1
对〕,温度为20℃的空气,通过一测试阀将罐内空气放入大气,放气后罐内剩余
压力p=〔a
2
相对〕,。试求此被测阀有效截面积(mm2)。()
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单作用气缸内径D=,工作压力p=,气缸负载率η=,复位弹簧刚度C=2023N/m,弹簧预压缩量为50mm,活塞的行程S=,求此缸的
f
有效推力〔N〕。〔11866〕
单杆作用气缸内径D=,活塞杆直径为d=32mm,工作压力p=,
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