山东省(春季高考)机电技术类 《液压与气压传动》项目三任务一 45分钟专题训练卷
2026-10-13
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内容正文:
山东省(春季高考)机电技术类《液压与气压传动》45分钟专题训练卷专辑,共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)机电技术类 《液压与气压传动》
项目三:液压基本回路
任务一:液压基本回路
时间:45分钟 总分:90分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 利用作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡来实现系统压力的阀为( )
A. 节流阀
B. 减压阀
C. 调速阀
D. 换向阀
2. 限制液压泵的最高压力,起安全保护作用的是( )
A. 调压回路
B. 减压回路
C. 卸荷回路
D. 增压回路
3. 某液压回路中,溢流阀的调整压力为第二减压阀调整压力的10/3,两减压阀按油液流动方向依次串联,且第一减压阀的调整压力为第二减压阀调整压力的2倍,第二减压阀的调整压力为15×105Pa。活塞杆运动至端点后,测压点设置在第一减压阀出口处,此时该测压点的压力值是多少?( )
A. 45×105Pa
B. 30×105Pa
C. 15×105Pa
D. 50×105Pa
4. 对于一台经常需要在空载和满载之间频繁切换的液压设备,为减少液压泵的磨损并提高能源利用效率,以下哪种回路的应用最为关键( )
A. 双泵供油回路
B. 顺序动作回路
C. 卸荷启动回路
D. 同步回路
5. 哪种阀门适合用在减压回路中( )
A. 换向阀
B. 溢流阀
C. 电磁阀
D. 减压阀
6. 调速回路与速度换接回路的最大区别是( )
A. 前者连续变化,后者断续变化
B. 前者可调节,后者不可调节
C. 前者断续变化,后者连续变化
D. 前者不可调节,后者可调节
7. 如图所示的速度控制回路,可实现液压缸慢进、快进、快退功能,则下列相关叙述不正确的是( )
A. 行程阀电磁铁断电,油液经行程阀流入液压缸实现快进功能
B. 行程阀电磁铁通电,油液经行程阀流人液压缸,实现慢进功能
C. 行程阀电磁铁通电,油液经调速阀进人液压缸,实现慢进功能
D. 行程阀电磁铁断电,换向阀换位,油液可经单向阀流回,实现快退功能
8. 差动快动回路中的速度转换回路的作用是( )
A. 实现系统温度和清洁度控制
B. 实现液压缸速度和方向控制
C. 实现液压泵输出压力和流量控制
D. 实现快速运动和减速
9. 节流调速控制回路中,流量传感器的作用是什么( )
A. 控制系统的压力
B. 检测流体的压力
C. 测量流体的流量
D. 调节油液的温度
10. 如图所示液压系统能够实现液压缸“快进一工进一快退”工作循环,在流量q 一定时,若要求快进与快退速度相等,则缸内径D 与活塞杆直径d 应满足( )
A. d=D/2
B. d=D/3
C. D=
D. d=D
11. 调速回路中,若节流阀开口调大,执行元件速度会( )
A. 先快后慢
B. 减慢
C. 不变
D. 加快
12. 液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的______成正比。( )
A. 一次方
B. 1/2次方
C. 二次方
D. 三次方
13. 调速回路中,通过改变液压泵的排量来调节执行元件速度的是_____调速回路。( )
A. 节流
B. 容积节流
C. 容积
D. 旁路节流
14. 如下图所示液压传动系统, 若F=3000N, p=5MPa, q=1.5×10-3s,则活塞的移动速度为( )
A. 2.5mm/s
B. 2.5m/s
C. 3mm/s
D. 3m/s
15. 增速回路提高执行元件速度的主要方式是( )
A. 增大系统压力
B. 降低油液粘度
C. 减小执行元件尺寸
D. 增加进入执行元件的流量
16. 当液压泵输出的流量一定时,若要降低液压缸(或活塞)的运动速度,可以采取的措施( )
A. 减小液压缸的有效工作面积
B. 减小液压泵输出压力
C. 提高液压泵输出压力
D. 增大液压缸的有效工作面积
17. 如图所示为多缸顺序专用铣床工作原理图。根据图示液压系统的工作过程,下列表述错误的是( )
A. 液压缸Ⅰ的活塞水平向左快进,7电磁铁通电,6电磁铁断电,8关闭,10关闭
B. 液压缸Ⅰ的活塞水平向左慢进,7电磁铁通电,6电磁铁通电,8关闭,10关闭
C. 液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进,7电磁铁通电,6电磁铁通电,8打开,10关闭
D. 液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退,7电磁铁断电,6电磁铁断电,8关闭,10关闭
18. 某液压夹具完成工件夹紧后,换向阀回到中位。为防止外载荷使液压缸活塞产生位移,应采用( )
A. 采用溢流阀限制系统最高压力
B. 采用液控单向阀锁住液压缸
C. 采用节流阀调节液压缸运动速度
D. 采用减压阀降低支路工作压力
19. 设计液压回路时,为了实现液压缸的差动连接,需要使用( )
A. 溢流阀
B. 二位四通换向阀
C. 三位四通换向阀
D. 二位三通换向阀
20. 双缸液压回路中,若要实现两液压缸顺序动作,主要依靠( )
A. 溢流阀和分流器配合
B. 行程开关和电磁换向阀配合
C. 单向节流阀和液压缸配合
D. 液压泵和油箱配合
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 某液压缸采用单活塞杆结构,缸径为50 mm,活塞杆直径为30 mm,活塞行程为600 mm。液压泵向液压缸供油流量为20 L/min,忽略泄漏和摩擦损失。(1)计算液压缸无杆腔进油时的活塞伸出速度。(2)计算活塞由初始位置伸至终点所需时间。(3)计算液压缸有杆腔进油时的活塞回缩速度。
22. 某压力控制回路中,溢流阀调定压力为6.3 MPa,液压缸缸径为80 mm,活塞杆直径为45 mm。忽略摩擦阻力、背压和泄漏。(1)计算液压缸伸出时能够产生的最大理论推力。(2)计算液压缸回缩时能够产生的最大理论拉力。(3)若液压缸伸出时需克服24 kN的外载荷,计算所需的最低工作压力,并判断溢流阀调定压力是否满足要求。
23. 在图示回路中,已知活塞运动时的负载F=1.2KN,活塞面积A=15×1,溢流阀调整值为4.5MPa,两个减压阀的调整值分别为3.5MPa和2MPa,如油液流过减压阀及管路时的损失可忽略不计,试确定活塞在运动时和停在终点端位时,A、B、C三点的压力值。
24. 某节流调速回路采用定量泵供油和溢流阀调压。液压泵流量为32 L/min,溢流阀调定压力为5 MPa。液压缸缸径为63 mm,要求活塞以0.08 m/s的速度稳定伸出,忽略泄漏。(1)计算液压缸实现该速度所需的进油流量。(2)计算经溢流阀流回油箱的流量。(3)计算溢流阀的溢流功率损失。
25. 某组合机床液压系统采用顺序动作回路。液压泵流量为24 L/min,液压缸A的缸径为50 mm、行程为400 mm;液压缸B的缸径为40 mm、行程为250 mm。液压缸A运动时的负载压力为3.2 MPa,顺序阀调定压力为4 MPa,液压缸B运动时所需压力为4.5 MPa。忽略泄漏及换向时间。(1)计算液压缸A伸出一个行程所需时间。(2)计算液压缸B伸出一个行程所需时间。(3)计算两个液压缸依次伸出的理论总时间,并判断顺序阀调定压力是否合理。
三、综合应用题(本大题共6小题,每题5分,共30分)
26. 如下图所示为某液压系统的传动路线图,回答下列问题: (1)元件1 的作用是什么? (2)元件3的控制方式是什么? (3)元件4的名称是什么? (4)以件4为特征元件构成的基本回路类型是什么? (5)图示状态液压缸4的活塞向左还是向右?
27. 如图所示为一液压传动系统的原理图,该液压系统 可实现“快进→工进→快退→原位停止及液压泵卸 荷”的工作循环,试分析并回答下列问题: (1)写出部分液压元件的名称。 1. ______ 2. ______ 3. ______4. ______ 5.______ 6. ______ 7______ (2)分析液压回路并填空。 ①该液压系统中,元件3组成______ 控制回路, 其中,元件3的中位组成______ 回路; ②元件2组成______控制回路; ③元件6组成______回路,属于______类型的回路。 (3)填写电磁铁的顺序动作表。
28. 某自动送料装置采用节流调速回路驱动液压缸,液压泵额定流量为24 L/min。液压缸无杆腔直径为80 mm,活塞杆直径为45 mm,活塞有效行程为500 mm。调试时,进油节流阀调定后,液压缸伸出时进入无杆腔的实际流量为18 L/min;回程时进入有杆腔的实际流量为14 L/min。(1)计算液压缸伸出速度、回程速度以及完成一次伸出和回程所需的总时间。(2)该回路采用进油节流调速方式。与回油节流调速方式相比,进油节流调速回路更适用于液压缸的何种负载工况?(3)若送料过程中负载变化较大,液压缸速度出现明显波动,分析主要原因,并提出一种改进调速性能的措施。
29. 如图所示液压传动系统,若活塞面积100c,活塞杆面积50c,,溢流阀调定压力3Mpa,试求: (1)当YA1通电时,活塞向哪个方向运动? (2)当YA1、YA2均通电,活塞上的负载为10kN时,系统主油路的压力为多少?若此时液压泵输出的流量为5×1s时,则活塞运动的速度为多少? (3)若节流阀起作用时,经过溢流阀流回油箱的流量是2×1s,当系统处于图示位置时活塞的运动速度为多少?
30. 如图所示,下图为某车床的液压传动系统原理图,能够实现两缸顺序动作,阀1的调定压力为4MPa,阀2的调定压力为2MPa。看懂原理图,完成下列问题: (1)在虚线框内补画单向变量泵。 (2)写出阀1、阀2的名称。 (3)当1YA通电时,写出两缸的动作顺序。 (4)写出阀1的开启条件。
31. 某液压夹具采用定量泵供油的压力控制回路。液压泵流量为25 L/min,溢流阀调定压力为8 MPa。夹紧液压缸活塞直径为63 mm,夹紧工件时要求液压缸理论夹紧力不小于20 kN。夹紧完成后,液压缸需保持压力30 s,期间执行元件不再运动。(1)计算液压缸在系统压力为8 MPa时的理论夹紧力,以及液压泵此时的理论液压功率。(2)判断该压力控制回路能否满足夹紧力要求,并说明溢流阀在回路中的主要作用。(3)夹紧保压期间,若液压泵持续供油且大量油液经溢流阀流回油箱,分析该现象可能造成的影响,并提出一种改进措施。
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山东省(春季高考)机电技术类《液压与气压传动》45分钟专题训练卷专辑,共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)机电技术类 《液压与气压传动》
项目三:液压基本回路
任务一:液压基本回路
时间:45分钟 总分:90分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 利用作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡来实现系统压力的阀为( )
A. 节流阀
B. 减压阀
C. 调速阀
D. 换向阀
【答案】B
【解析】减压阀利用作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理工作,通过阀芯移动自动调节开口大小,使出口压力保持在设定值附近。故选B。
2. 限制液压泵的最高压力,起安全保护作用的是( )
A. 调压回路
B. 减压回路
C. 卸荷回路
D. 增压回路
【答案】A
【解析】调压回路通过溢流阀等元件来调节和限制系统的最高压力,当系统压力达到或超过设定值时,溢流阀开启,将多余的油液排回油箱,从而保护液压泵及整个液压系统不受损坏;减压回路是将系统中的某一部分压力降低;卸荷回路是使液压泵在不工作时处于卸荷状态,减少功率损耗;增压回路是提高系统的局部压力,所以答案是A。
3. 某液压回路中,溢流阀的调整压力为第二减压阀调整压力的10/3,两减压阀按油液流动方向依次串联,且第一减压阀的调整压力为第二减压阀调整压力的2倍,第二减压阀的调整压力为15×105Pa。活塞杆运动至端点后,测压点设置在第一减压阀出口处,此时该测压点的压力值是多少?( )
A. 45×105Pa
B. 30×105Pa
C. 15×105Pa
D. 50×105Pa
【答案】B
4. 对于一台经常需要在空载和满载之间频繁切换的液压设备,为减少液压泵的磨损并提高能源利用效率,以下哪种回路的应用最为关键( )
A. 双泵供油回路
B. 顺序动作回路
C. 卸荷启动回路
D. 同步回路
【答案】C
【解析】双泵供油回路主要用于适应不同工况下的流量需求;顺序动作回路用于控制多个执行元件的动作先后顺序;同步回路用于保证多个执行元件同步运动。卸荷启动回路可使液压泵在空载或启动阶段处于卸荷状态,减小启动负载和无效功率损失;需要满载工作时再恢复供压。因此选C。
5. 哪种阀门适合用在减压回路中( )
A. 换向阀
B. 溢流阀
C. 电磁阀
D. 减压阀
【答案】D
【解析】减压回路用于使液压系统中某一支路的压力低于主油路压力,并保持该支路出口压力相对稳定。减压阀通过阀芯上出口压力与弹簧力的平衡自动调节开口,从而实现减压和稳压,因此应选减压阀。故选D。
6. 调速回路与速度换接回路的最大区别是( )
A. 前者连续变化,后者断续变化
B. 前者可调节,后者不可调节
C. 前者断续变化,后者连续变化
D. 前者不可调节,后者可调节
【答案】A
【解析】调速回路可在一定范围内连续调节执行元件的运动速度;速度换接回路只能在预先设定的几种速度之间进行切换,速度呈断续变化。故选A。
7. 如图所示的速度控制回路,可实现液压缸慢进、快进、快退功能,则下列相关叙述不正确的是( )
A. 行程阀电磁铁断电,油液经行程阀流入液压缸实现快进功能
B. 行程阀电磁铁通电,油液经行程阀流人液压缸,实现慢进功能
C. 行程阀电磁铁通电,油液经调速阀进人液压缸,实现慢进功能
D. 行程阀电磁铁断电,换向阀换位,油液可经单向阀流回,实现快退功能
【答案】B
8. 差动快动回路中的速度转换回路的作用是( )
A. 实现系统温度和清洁度控制
B. 实现液压缸速度和方向控制
C. 实现液压泵输出压力和流量控制
D. 实现快速运动和减速
【答案】D
【解析】差动快动回路中,速度转换回路通过切换液压缸两腔的油路连接方式改变进入液压缸的有效流量。采用差动连接时可实现液压缸快速运动;切换为普通连接后,液压缸速度降低并可获得较大的推力。因此其作用是实现快速运动和减速。故选D。
9. 节流调速控制回路中,流量传感器的作用是什么( )
A. 控制系统的压力
B. 检测流体的压力
C. 测量流体的流量
D. 调节油液的温度
【答案】C
【解析】流量传感器用于测量流体的流量,以便实时监测和调节节流装置的流量输出。
10. 如图所示液压系统能够实现液压缸“快进一工进一快退”工作循环,在流量q 一定时,若要求快进与快退速度相等,则缸内径D 与活塞杆直径d 应满足( )
A. d=D/2
B. d=D/3
C. D=
D. d=D
【答案】A
11. 调速回路中,若节流阀开口调大,执行元件速度会( )
A. 先快后慢
B. 减慢
C. 不变
D. 加快
【答案】D
【解析】节流阀开口调大,通流面积增加,流量增大,根据“速度与流量成正比”,速度会加快。
12. 液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的______成正比。( )
A. 一次方
B. 1/2次方
C. 二次方
D. 三次方
【答案】A
【解析】液体流经薄壁小孔时,流量公式为。在压差和液体密度一定时,流量与孔口面积A成正比。故选A。
13. 调速回路中,通过改变液压泵的排量来调节执行元件速度的是_____调速回路。( )
A. 节流
B. 容积节流
C. 容积
D. 旁路节流
【答案】C
【解析】容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的排量来改变进入执行元件的流量,从而调节执行元件速度。节流调速回路通过改变节流阀通流面积调速;容积节流调速回路结合容积调速和节流调速;旁路节流调速回路通过节流阀旁路分流调速。因此选C。
14. 如下图所示液压传动系统, 若F=3000N, p=5MPa, q=1.5×10-3s,则活塞的移动速度为( )
A. 2.5mm/s
B. 2.5m/s
C. 3mm/s
D. 3m/s
【答案】B
15. 增速回路提高执行元件速度的主要方式是( )
A. 增大系统压力
B. 降低油液粘度
C. 减小执行元件尺寸
D. 增加进入执行元件的流量
【答案】D
【解析】液压执行元件的运动速度满足v=Q/A。在执行元件有效面积一定时,速度与进入执行元件的流量Q成正比。增速回路通常采用差动连接等方式,使有杆腔排出的油液与液压泵供油共同进入无杆腔,从而增加进入执行元件的流量,提高运动速度。因此选D。增大系统压力主要影响输出力;降低油液粘度不是增速回路的主要实现方式;减小执行元件尺寸虽会在流量一定时提高速度,但不属于增速回路提高速度的主要方式。
16. 当液压泵输出的流量一定时,若要降低液压缸(或活塞)的运动速度,可以采取的措施( )
A. 减小液压缸的有效工作面积
B. 减小液压泵输出压力
C. 提高液压泵输出压力
D. 增大液压缸的有效工作面积
【答案】D
【解析】液压缸速度公式为v=Q/A,其中v为运动速度,Q为进入液压缸的流量,A为液压缸的有效工作面积。当液压泵输出流量Q一定时,增大有效工作面积A,液压缸速度v降低;减小有效工作面积则会使速度升高。液压泵输出压力主要影响液压缸的输出力,在忽略泄漏等条件下不直接决定速度。因此选D。
17. 如图所示为多缸顺序专用铣床工作原理图。根据图示液压系统的工作过程,下列表述错误的是( )
A. 液压缸Ⅰ的活塞水平向左快进,7电磁铁通电,6电磁铁断电,8关闭,10关闭
B. 液压缸Ⅰ的活塞水平向左慢进,7电磁铁通电,6电磁铁通电,8关闭,10关闭
C. 液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进,7电磁铁通电,6电磁铁通电,8打开,10关闭
D. 液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退,7电磁铁断电,6电磁铁断电,8关闭,10关闭
【答案】C
18. 某液压夹具完成工件夹紧后,换向阀回到中位。为防止外载荷使液压缸活塞产生位移,应采用( )
A. 采用溢流阀限制系统最高压力
B. 采用液控单向阀锁住液压缸
C. 采用节流阀调节液压缸运动速度
D. 采用减压阀降低支路工作压力
【答案】B
【解析】液控单向阀可在无控制压力时封闭油路,防止液压缸因外载荷作用而移动,实现液压锁紧。
19. 设计液压回路时,为了实现液压缸的差动连接,需要使用( )
A. 溢流阀
B. 二位四通换向阀
C. 三位四通换向阀
D. 二位三通换向阀
【答案】D
【解析】液压缸差动连接时,需要使有杆腔排出的油液与液压泵供油共同进入无杆腔,以增加无杆腔进油流量,实现活塞快速伸出。二位三通换向阀可用于在普通连接状态和有杆腔与无杆腔连通的差动状态之间切换,从而实现液压缸的差动连接。因此选D。
20. 双缸液压回路中,若要实现两液压缸顺序动作,主要依靠( )
A. 溢流阀和分流器配合
B. 行程开关和电磁换向阀配合
C. 单向节流阀和液压缸配合
D. 液压泵和油箱配合
【答案】B
【解析】行程开关检测到一个液压缸运动到位后,发出信号控制电磁换向阀切换,改变油液流向,从而实现另一个液压缸动作,达到顺序动作目的。溢流阀、分流器、单向节流阀等不直接用于顺序动作控制。
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 某液压缸采用单活塞杆结构,缸径为50 mm,活塞杆直径为30 mm,活塞行程为600 mm。液压泵向液压缸供油流量为20 L/min,忽略泄漏和摩擦损失。(1)计算液压缸无杆腔进油时的活塞伸出速度。(2)计算活塞由初始位置伸至终点所需时间。(3)计算液压缸有杆腔进油时的活塞回缩速度。
【答案】(1)无杆腔有效面积为 ,活塞伸出速度为 。(2)伸出时间为 。(3)有杆腔有效面积为 ,活塞回缩速度为 。
【解析】无杆腔面积A1=π/4=1963.50 mm2,Q=20 L/min,故伸出速度v1=Q/A1=0.170 m/s,伸出时间t1=0.600/0.170=3.53 s。有杆腔面积A2=π()/4=1256.64 mm2,回缩速度v2=Q/A2=0.265 m/s。
22. 某压力控制回路中,溢流阀调定压力为6.3 MPa,液压缸缸径为80 mm,活塞杆直径为45 mm。忽略摩擦阻力、背压和泄漏。(1)计算液压缸伸出时能够产生的最大理论推力。(2)计算液压缸回缩时能够产生的最大理论拉力。(3)若液压缸伸出时需克服24 kN的外载荷,计算所需的最低工作压力,并判断溢流阀调定压力是否满足要求。
【答案】(1)无杆腔面积为 ,最大理论推力为 ,约为31.67 kN。(2)有杆腔有效面积为 ,最大理论拉力为 ,约为21.65 kN。(3)最低工作压力为 。溢流阀调定压力为6.3 MPa,高于4.77 MPa,满足要求。
【解析】取6.3 MPa=6.3 N/mm2。无杆腔面积A1=5026.55 mm2,最大推力F1=pA1=31.67 kN;有杆腔面积A2=3436.12 mm2,最大拉力F2=21.65 kN。克服24 kN载荷所需压力p=24000/5026.55=4.77 MPa,小于6.3 MPa,满足要求。
23. 在图示回路中,已知活塞运动时的负载F=1.2KN,活塞面积A=15×1,溢流阀调整值为4.5MPa,两个减压阀的调整值分别为3.5MPa和2MPa,如油液流过减压阀及管路时的损失可忽略不计,试确定活塞在运动时和停在终点端位时,A、B、C三点的压力值。
【答案】活塞运动时,液压缸的负载压力为: 由于驱动负载所需要的液压缸的负载压力小于两个减压阀的调定压力,两个减压阀都不起作用,进口压力和出口压力相等,等于负载压力。 即: 当达到终点时,负载力所决定的负载压力理论上远大于减压阀调定的压力值,同时溢流阀的调定压力>的调定压力> 的调定压力,两个减压阀均起作用,其各自出口压力均等于各自的减压阀调定压力。即三点压力如下: 。
24. 某节流调速回路采用定量泵供油和溢流阀调压。液压泵流量为32 L/min,溢流阀调定压力为5 MPa。液压缸缸径为63 mm,要求活塞以0.08 m/s的速度稳定伸出,忽略泄漏。(1)计算液压缸实现该速度所需的进油流量。(2)计算经溢流阀流回油箱的流量。(3)计算溢流阀的溢流功率损失。
【答案】(1)液压缸无杆腔面积为 ,所需流量为 。(2)溢流量为 。(3)溢流功率损失为 。
【解析】无杆腔面积A=π×632/4=3117.25 mm2。按v=0.08 m/s伸出时,所需流量Q1=Av=14.96 L/min;定量泵多余流量经溢流阀返回,Q2=32-14.96=17.04 L/min。溢流功率损失P=pQ2=5×17.04/60=1.42 kW。
25. 某组合机床液压系统采用顺序动作回路。液压泵流量为24 L/min,液压缸A的缸径为50 mm、行程为400 mm;液压缸B的缸径为40 mm、行程为250 mm。液压缸A运动时的负载压力为3.2 MPa,顺序阀调定压力为4 MPa,液压缸B运动时所需压力为4.5 MPa。忽略泄漏及换向时间。(1)计算液压缸A伸出一个行程所需时间。(2)计算液压缸B伸出一个行程所需时间。(3)计算两个液压缸依次伸出的理论总时间,并判断顺序阀调定压力是否合理。
【答案】(1)液压缸A的工作容积为 ,伸出时间为 。(2)液压缸B的工作容积为 ,伸出时间为 。(3)理论总时间为 。顺序阀调定压力4 MPa高于液压缸A负载压力3.2 MPa,且低于液压缸B工作压力4.5 MPa,调定合理。
【解析】液压缸A工作容积VA=π×502/4×400=0.785 L,泵流量24 L/min=0.400 L/s,故tA=0.785/0.400=1.96 s。液压缸B工作容积VB=0.314 L,tB=0.314/0.400=0.79 s,总时间为2.75 s。顺序阀4 MPa高于A缸负载压力3.2 MPa、低于B缸所需压力4.5 MPa,调定合理。
三、综合应用题(本大题共6小题,每题5分,共30分)
26. 如下图所示为某液压系统的传动路线图,回答下列问题: (1)元件1 的作用是什么? (2)元件3的控制方式是什么? (3)元件4的名称是什么? (4)以件4为特征元件构成的基本回路类型是什么? (5)图示状态液压缸4的活塞向左还是向右?
【答案】(1)滤清油液中的杂质(过滤杂质); (2)手动; (3)增压缸 (4)增压回路 (5)向右
27. 如图所示为一液压传动系统的原理图,该液压系统 可实现“快进→工进→快退→原位停止及液压泵卸 荷”的工作循环,试分析并回答下列问题: (1)写出部分液压元件的名称。 1. ______ 2. ______ 3. ______4. ______ 5.______ 6. ______ 7______ (2)分析液压回路并填空。 ①该液压系统中,元件3组成______ 控制回路, 其中,元件3的中位组成______ 回路; ②元件2组成______控制回路; ③元件6组成______回路,属于______类型的回路。 (3)填写电磁铁的顺序动作表。
【答案】(1)① 单向定量液压泵 ② 溢流阀 ③ 三位四通电磁换向阀 ④ 单出杆活塞式液压缸 ⑤ 单向阀 ⑥ 调速阀 ⑦ 二位二通电磁换向阀 (2)① 方向 ② 锁紧调速 ③ 压力 ④ 调速 ⑤ 回油节流 (3)
28. 某自动送料装置采用节流调速回路驱动液压缸,液压泵额定流量为24 L/min。液压缸无杆腔直径为80 mm,活塞杆直径为45 mm,活塞有效行程为500 mm。调试时,进油节流阀调定后,液压缸伸出时进入无杆腔的实际流量为18 L/min;回程时进入有杆腔的实际流量为14 L/min。(1)计算液压缸伸出速度、回程速度以及完成一次伸出和回程所需的总时间。(2)该回路采用进油节流调速方式。与回油节流调速方式相比,进油节流调速回路更适用于液压缸的何种负载工况?(3)若送料过程中负载变化较大,液压缸速度出现明显波动,分析主要原因,并提出一种改进调速性能的措施。
【答案】(1)无杆腔有效面积为。有杆腔有效面积为。伸出速度为。回程速度为。伸出时间为。回程时间为。完成一次伸出和回程的总时间为。(2)进油节流调速回路适用于负载阻力基本稳定、运动部件不会在自重或惯性作用下自行加速的工况。(3)负载变化会引起节流阀前后压差变化,导致通过节流阀的流量变化,从而使液压缸速度波动。可采用调速阀替代普通节流阀,利用压力补偿作用保持流量基本稳定。
【解析】A1=0.00503 ,A2=0.00344 ,故伸出速度v1=18×10-3/(60A1)=0.0597 m/s,回程速度v2=14×10-3/(60A2)=0.0678 m/s。往返时间为0.5/v1+0.5/v2=15.75 s。进油节流适于负载稳定且不会自重或惯性加速的工况;负载变化改变节流压差而使流量波动,可改用带压力补偿的调速阀。
29. 如图所示液压传动系统,若活塞面积100c,活塞杆面积50c,,溢流阀调定压力3Mpa,试求: (1)当YA1通电时,活塞向哪个方向运动? (2)当YA1、YA2均通电,活塞上的负载为10kN时,系统主油路的压力为多少?若此时液压泵输出的流量为5×1s时,则活塞运动的速度为多少? (3)若节流阀起作用时,经过溢流阀流回油箱的流量是2×1s,当系统处于图示位置时活塞的运动速度为多少?
【答案】(1)当YA1通电时,活塞向右运动 (2) (3)
30. 如图所示,下图为某车床的液压传动系统原理图,能够实现两缸顺序动作,阀1的调定压力为4MPa,阀2的调定压力为2MPa。看懂原理图,完成下列问题: (1)在虚线框内补画单向变量泵。 (2)写出阀1、阀2的名称。 (3)当1YA通电时,写出两缸的动作顺序。 (4)写出阀1的开启条件。
【答案】(1) (2)溢流阀、顺序阀。 (3)缸1先动,缸2后动。 (4)系统压力高于4Mpa。
31. 某液压夹具采用定量泵供油的压力控制回路。液压泵流量为25 L/min,溢流阀调定压力为8 MPa。夹紧液压缸活塞直径为63 mm,夹紧工件时要求液压缸理论夹紧力不小于20 kN。夹紧完成后,液压缸需保持压力30 s,期间执行元件不再运动。(1)计算液压缸在系统压力为8 MPa时的理论夹紧力,以及液压泵此时的理论液压功率。(2)判断该压力控制回路能否满足夹紧力要求,并说明溢流阀在回路中的主要作用。(3)夹紧保压期间,若液压泵持续供油且大量油液经溢流阀流回油箱,分析该现象可能造成的影响,并提出一种改进措施。
【答案】(1)液压缸活塞有效面积为。液压缸理论夹紧力为。液压缸理论夹紧力约为。液压泵理论液压功率为。液压泵理论液压功率约为。(2)该回路能够满足夹紧力要求,因为理论夹紧力24.96 kN大于要求的20 kN。溢流阀用于限制系统最高压力,并在系统压力超过调定值时使多余油液流回油箱。(3)大量油液经溢流阀回油箱会使油液温度升高,增加能量损失和系统噪声。可设置卸荷回路,使夹紧保压期间液压泵在低压状态下卸荷,减少发热和功率损耗。
【解析】活塞面积A=π×0.0632/4=0.00312 ,8 MPa时夹紧力F=pA=24.96 kN,大于20 kN,能够满足要求。泵的理论液压功率P=pQ=8×106×25×10-3/60=3.33 kW。溢流阀限制最高压力并回流多余油液;保压持续溢流会增加发热、能耗和噪声,可设置卸荷回路使泵低压卸荷。
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