《机械基础》液压与气动（讲义）重庆市机械加工类 考点讲练测

编写说明：重庆市《机械加工类专业考点讲练测》专辑，是依据重庆市中职毕业生参加高职分类考试招生专业综合理论考试—机械加工类考试说明的考试范围与要求编写的。紧密围绕机械加工类专业考纲所涉及的四门课程的27个考试内容及要求，精心编撰了54套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、概念回顾、概念强化题、高考真题与典型例题、课堂练习、课堂小结以及课后测验九个环节。 本讲属于重庆市《机械加工类专业考点讲练测》的第18套，包含讲义、课件以及测验这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《机械加工类专业考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《机械加工类专业考点讲练测》 【机械基础】18.液压与气动 讲义 [考点解读] （1）了解液压传动的组成及特点。 （2）了解气压传动的组成及特点。 [思维导图] [知识梳理] 一、液压传动 1.液压传动的工作原理 如图所示，液压传动是以液体为工作介质，利用液体的压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。 2.液压传动系统的组成及其作用 液压传动系统除油液外，主要由以下四个部分组成： (1)动力元件。动力元件是把机械能转换为压力能的元件，常见的动力元件为液压泵； (2)执行元件。执行元件是把油液的压力能转换为机械能的元件，常见的执行元件为液压缸和液压马达； (3)控制元件。控制元件是控制和调节系统中油液的压力、流量或流向的元件，常见的控制元件为各种阀类元件，如换向阀、压力阀、流量阀等； (4)辅助元件。辅助元件是保证系统正常工作的元件，如过滤器、油箱、蓄能器和各种管接头等。 3.液压传动系统的特点 (1)液压传动系统的优点：①速度、扭矩、功率均可无级调节，能迅速换向和改变速度；能在低速下稳定运行；能随时进行大范围无级调速，调速比可达2000:1。②能传递较大的功率；在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、结构紧凑、布局灵活。③易于实现过载保护，安全可靠。④液压元件易于标准化、系列化和通用化，使用寿命较长，有利于生产与设计。⑤易于控制和调节，可与电气控制、微机控制等新技术相结合，构成“机一电一液一光”一体化，实现数字控制。 (2)液压传动系统的缺点：①易泄漏，传动效率低，传动比不如机械传动准确。②液压元件结构精密，制造精度较高，使用和维修有一定困难。③对油温变化比较敏感，不宜在温度很高或很低的条件下工作。④系统发生故障时，原因不易查明；工作介质被污染后会造成液压元件阀芯卡死等现象，使系统不能正常工作。 二、气压传动 1.气压传动系统的工作原理 气压传动系统的工作过程为压力能与机械能的互相转换。利用空气压缩机将机械能转换为空气的压力能，在控制元件的控制下将气体的压力能传递到执行元件，使执行元件(气缸或气马达)完成直线运动或旋转运动。 如图所示为气动剪切机的原理图，图(a)所示的位置为剪切前的预备状态。空气压缩机产生的压缩空气经过后冷却器、油水分离器的初次净化后储存在储气罐中，再经过空气过滤器、减压阀、油雾器及气控换向阀进入气缸。此时，气控换向阀A腔的压缩空气将阀芯推到上位，使气缸上腔充压，活塞处于下位，气动剪切机的剪口张开，准备剪切。 当送料机构将工料送入剪切机并到达规定位置时，工料推动行程阀的阀芯向右移动，气控换向阀的阀芯在弹簧的作用下移动至下位，使气缸上腔与大气连通，下腔与压缩空气连通，此时，活塞带动剪刀向上快速运动将工料切下。工料被切下后，即与行程阀脱开，行程阀的阀芯在弹簧弹力的作用下复位，将排气口封闭，气控换向阀A腔的压力上升，阀芯上移，气路换向，气缸上腔进入压缩空气，下腔排气，活塞带动剪刀向下运动，系统恢复到如图(a)所示的预备状态，等待第二次进料剪切。 2.气压传动系统的组成及其作用 (1)动力元件(气源装置)。动力元件是将机械能转换为压缩空气的压力能，为各类气动设备提供动力 的装置，如空气压缩机。 (2)控制元件。控制元件是控制压缩空气的压力、流量、流动方向及执行元件工作顺序的元件，如压力 阀、流量阀、方向阀、逻辑元件和行程阀等。 (3)执行元件。执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置，如气缸、气马达等。 (4)辅助元件。辅助元件是净化空气、润滑、消声的元件，如过滤器、油雾器、消声器等。 3.气压传动的特点 (1)气压传动系统的优点：①以空气作为介质，清洁易得，维护处理方便，不污染环境；②空气的黏度 小，管道内压力损失小，便于进行远距离输送，能量损失小；③反应快，一般只需很短时间就可以获得所需的 压力和速度；④蓄能方便，可用储气罐储气并储存气体的压力能；⑤使用安全，工作环境适应性好，允许工作 的温度范围大；⑥有过载保护。 (2)气压传动系统的缺点：①由于空气具有可压缩性，所以工作速度稳定性较差；②工作压力低，总输 出力较小；③工作介质无润滑性能，需设润滑辅助元件；④噪声大，特别是在排气时。 [师生互动] 1.什么是液压传动?其基本工作原理是怎样的? 【答案】液压传动是以液体为工作介质,利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种传动方式。液压传动的基本原理为帕斯卡原理(静压传递原理)和液流连续性原理,在密闭容器内液体依靠密封容积的变化来传递运动,依靠液体的静压力来传递动力。 2.假设一个复杂的液压传动系统出现故障，导致执行元件动作异常，从控制元件的角度分析可能的故障原因及排查方法。 【答案】控制元件故障可能原因包括阀芯卡死、弹簧失效、阀口堵塞等。排查方法可以先检查外观是否有损坏，然后通过测量控制信号和压力、流量等参数来判断元件是否正常工作。 3.在液压传动系统中，为实现高精度的速度控制，需要考虑哪些因素？结合具体案例进行分析。 【答案】实现高精度速度控制需考虑流量稳定性、负载变化、泄漏量、控制元件精度等因素。例如，在数控机床的液压进给系统中，采用高精度的流量阀和压力补偿装置来保证切削过程中的速度稳定。 4.对于一个要求频繁换向和调速的液压传动系统，应如何选择和配置控制元件以满足工作需求？ 【答案】对于频繁换向和调速的系统，应选择响应速度快、换向可靠的换向阀，如电液换向阀。同时，配置高精度的流量阀来实现精确调速。 [概念强化] 1.液压传动系统中，当油液流经细长小孔时，流量与 成正比，与 的平方根成反比。 【答案】小孔两端的压力差；小孔直径 2.在液压系统中，为减小液压冲击，可采用 或 的方法。 【答案】延长阀门关闭和开启时间；在冲击源处设置蓄能器 3.为保证液压系统正常工作，在泵的出口处通常安装 ，在执行元件的回油路上通常安装 。 【答案】溢流阀；背压阀 4.液压系统中，若执行元件的运动速度取决于输入的流量，则该系统属于 调速系统；若执行元件的运动速度取决于外负载，则该系统属于 调速系统。 【答案】节流；容积 5.气压传动中， 用于控制压缩空气的压力， 用于控制压缩空气的流量。 【答案】压力阀；流量阀 6.气压传动系统中， 用于降低压缩空气的压力并保持稳定输出， 用于使压缩空气产生旋转运动，带动执行元件工作。 【答案】减压阀；气马达 [高考模拟] 1．在液压传动系统中，若要实现执行元件的快速运动和慢速运动的转换，应采用（ ） A. 调速阀 B. 节流阀 C. 二位三通换向阀 D. 三位四通换向阀 【答案】D 2.对于液压泵来说，随着工作压力的升高，其容积效率（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小 【答案】B 3.下列哪种液压泵的自吸能力最强（ ） A. 齿轮泵 B. 叶片泵 C. 柱塞泵 D. 螺杆泵 【答案】A 4．液压系统中，当油液流经薄壁小孔时，压力损失主要是（ ） A. 沿程压力损失 B. 局部压力损失 C. 两种压力损失都有 D. 没有压力损失 【答案】B 5.在气压传动系统中，为了降低排气噪声，应选用（ ） A. 快速排气阀 B. 节流阀 C. 消声器 D. 安全阀 【答案】C 6.液压系统中，若要使两个执行元件按一定顺序动作，应采用（ ） A. 顺序阀 B. 调速阀 C. 减压阀 D. 溢流阀 【答案】A 7.为了消除液压泵的困油现象，通常在泵的两侧盖板上开（ ） A. 卸荷槽 B. 阻尼孔 C. 节流槽 D. 平衡槽 【答案】A 8.下列哪种阀在常态下阀口是常开的（ ） A. 溢流阀 B. 减压阀 C. 顺序阀 D. 压力继电器 【答案】B 9.单杆活塞缸采用差动连接时，其无杆腔的有效工作面积是有杆腔的（ ）倍。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 10.轴向柱塞泵改变（ ）可以改变排量。 A. 斜盘倾角 B. 配流盘角度 C. 柱塞个数 D. 柱塞直径 【答案】A 11.液压传动系统中，只要负载相同，无论采用哪种液压缸，系统的工作压力都相同。（ ） 【答案】× 12.双作用叶片泵的定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成，所以其输出流量脉动比齿轮泵小。（ ） 【答案】√ 13.液压系统中，节流阀的通流面积一经调定，通过的流量即不随外负载变化而改变。（ ） 【答案】× 14.气压传动系统中，空气的可压缩性不会对系统的快速响应产生影响。（ ） 【答案】× 15.在液压系统中，若采用内控外泄式顺序阀实现顺序动作，其调定压力应比先动作的液压缸的工作压力高。( ) 【答案】√ [课堂练习] 1.液压系统中，当执行元件停止运动时，使泵卸荷的阀是（ ） A. 溢流阀 B. 顺序阀 C. 减压阀 D. 二位二通阀 【答案】D 2.气压传动系统中，能实现逻辑“与”功能的阀是（ ） A. 梭阀 B. 双压阀 C. 快速排气阀 D. 节流阀 【答案】B 3.下列哪种液压马达属于高速马达（ ） A. 连杆式马达 B. 叶片式马达 C. 轴向柱塞式马达 D. 径向柱塞式马达 【答案】B 4.在液压系统中，为了防止系统过载，应安装（ ） A. 减压阀 B. 顺序阀 C. 安全阀 D. 节流阀 【答案】C 5.双作用叶片泵的定子曲线是由（ ）组成。 A. 两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线 B. 两段大半径圆弧和两段小半径圆弧 C. 四段过渡曲线 D. 四段圆弧 【答案】A 6.液压系统中，（ ）的作用是使系统的压力保持恒定。 A. 溢流阀 B. 减压阀 C. 顺序阀 D. 调速阀 【答案】A 7.气压传动系统中，气源装置的后冷却器的作用是（ ） A. 降低压缩空气的温度 B. 分离压缩空气中的水分和油分 C. 储存压缩空气 D. 过滤压缩空气中的杂质 【答案】A 8．结合具体的工业应用场景，说明气压传动系统在哪些情况下具有明显的优势，哪些情况下存在局限性。 【答案】气压传动在食品包装、轻载自动化生产线等领域具有优势，因为其清洁、成本低。在重载、高精度的场合存在局限性，如数控机床的精密加工。 [课堂小结] 1. 液压传动的原理、组成及特点 2. 气压传动的原理、组成及特点 学科网（北京）股份有限公司 $$