山东省（春季高考）机电技术类 《液压与气压传动》项目九任务二 45分钟专题训练卷

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》 项目九：气动基本回路 任务二：双作用气缸速度控制回路 时间：45分钟 总分：100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. 在双作用气缸速度控制回路中，流量控制阀的主要作用是（ ） A. 调节系统工作压力 B. 切换气缸运动方向 C. 调节气缸运动速度 D. 过滤压缩空气杂质 【答案】C 【解析】流量控制阀通过改变通流面积调节压缩空气流量，从而控制气缸的运动速度。 2. 单向节流阀在双作用气缸速度控制回路中的主要作用是（ ） A. 限制气源压力上升 B. 实现单向节流、反向自由通气 C. 达到设定压力接通支路 D. 快速排出缸内压缩空气 【答案】B 【解析】单向节流阀由节流阀和单向阀组成，可在一个方向调节流量，反向则自由通气。 3. 为使双作用气缸在一般负载下运行平稳，常采用的速度控制方式是（ ） A. 进气节流调速方式 B. 排气节流调速方式 C. 供气减压调速方式 D. 换向阀节流调速方式 【答案】B 【解析】排气节流可在气缸排气腔形成适当背压，能减小压缩空气可压缩性对速度稳定性的影响。 4. 双作用气缸采用排气节流方式控制伸出速度时，单向节流阀应安装在（ ） A. 无杆腔的进气管路上 B. 无杆腔的排气管路上 C. 有杆腔的排气管路上 D. 有杆腔的进气管路上 【答案】C 【解析】气缸伸出时，无杆腔进气、有杆腔排气。排气节流应限制有杆腔的排气流量。 5. 单向节流阀安装在双作用气缸接口处，其作用是（ ） A. 使气流双向节流通过 B. 使气流单向自由通过 C. 使气流单向节流通过 D. 使气流双向截止通过 【答案】C 【解析】单向节流阀由节流阀和单向阀组成，可实现一个方向节流、反向自由通气。 6. 双作用气缸采用单向节流阀进行速度控制时，单向节流阀的主要特点是（ ） A. 在两个流动方向均限制空气流量 B. 在一个流动方向节流而反向畅通 C. 在两个流动方向均保持空气畅通 D. 在设定压力达到后切换气流方向 【答案】B 【解析】单向节流阀由节流阀和单向阀组成，空气沿一个方向流动时受到节流限制，沿相反方向流动时可经单向阀较自由地通过。该特性可用于分别调节气缸伸出或缩回速度。 7. 双作用气缸伸出时采用排气节流调速，与进气节流相比，其主要优点是（ ） A. 能够使气缸输出力明显增大 B. 能够使供气压力始终升高 C. 能够使气缸运动更加平稳 D. 能够使换向阀自动完成复位 【答案】C 【解析】排气节流通过限制排出空气的流量，在气缸排气腔形成一定背压，可减小压缩空气可压缩性引起的速度波动，因此气缸运动较平稳。 8. 调试中发现气缸伸出速度偏快，且要求保持排气节流方式，应优先（ ） A. 增大无杆腔进气节流开度 B. 增大有杆腔排气节流开度 C. 减小无杆腔进气节流开度 D. 减小有杆腔排气节流开度 【答案】D 【解析】排气节流控制伸出速度时，减小有杆腔排气节流开度可减小排气流量，从而降低伸出速度。 9. 某设备要求气缸伸出速度较慢、缩回速度较快，宜采用的调节方法是（ ） A. 节流伸出行程的进气 B. 节流伸出行程的排气 C. 节流缩回行程的进气 D. 节流缩回行程的排气 【答案】B 【解析】气缸伸出时无杆腔进气、有杆腔排气。节流有杆腔排气可形成背压并降低伸出速度；缩回时该支路自由通气，速度较快，故选B。 10. 采用排气节流控制双作用气缸伸出速度时，气缸速度主要由（ ） A. 无杆腔进气压力决定 B. 有杆腔排气流量决定 C. 换向阀切换频率决定 D. 消声器安装位置决定 【答案】B 【解析】排气节流通过调节有杆腔排出的压缩空气流量，使气缸获得较稳定的伸出速度。 11. 双作用气缸带动惯性较大的负载向下运动时，采用排气节流的主要原因是（ ） A. 减小气源压力波动 B. 提高换向响应速度 C. 形成排气腔背压制动 D. 增大进气腔有效面积 【答案】C 【解析】负载可能带动气缸运动加快，排气节流可形成背压，对负载产生制动作用，使速度较稳定。 12. 要求双作用气缸的伸出速度和缩回速度能够分别调节，较合适的速度控制方案是（ ） A. 在气缸两个接口分别设置单向节流阀 B. 在气源总管串联设置一个截止阀 C. 在气缸进气口设置一个单向阀 D. 在换向阀控制口设置一个减压阀 【答案】A 【解析】在气缸两个接口分别设置单向节流阀，可使气缸伸出和缩回时的排气流量分别受到控制，从而实现两个方向速度的独立调节。 13. 双作用气缸伸出速度过快，且回缩速度符合要求。采用排气节流调速时，应优先调节（ ） A. 无杆腔的进气节流开度 B. 无杆腔的排气节流开度 C. 有杆腔的进气节流开度 D. 有杆腔的排气节流开度 【答案】D 【解析】气缸伸出时，无杆腔进气、有杆腔排气。采用排气节流调速时，应通过减小有杆腔排气通路的节流开度来降低伸出速度。 14. 某单向节流阀用于双作用气缸的排气节流调速。气缸动作时，空气通过该阀的正确流动状态是（ ） A. 进入气缸时节流，排出气缸时畅通 B. 进入气缸时畅通，排出气缸时节流 C. 进入气缸时节流，排出气缸时节流 D. 进入气缸时畅通，排出气缸时畅通 【答案】B 【解析】排气节流调速要求压缩空气进入工作腔时能够较自由地通过，而工作腔内空气排出时受到节流限制，以控制气缸的运动速度。 15. 利用FluidSIM调试气缸速度控制回路时，发现气缸速度过快，首先应检查并调整（ ） A. 空气过滤器滤芯状态 B. 换向阀阀芯安装方向 C. 消声器排气通道尺寸 D. 单向节流阀开度大小 【答案】D 【解析】气缸速度主要由通过单向节流阀的有效流量决定，应先减小相应方向的节流阀开度。 16. 某竖直安装的双作用气缸在重力助动伸出时，采用进气节流后速度忽快忽慢。较合理的改进方法是（ ） A. 改为无节流直接供气方式 B. 改为有杆腔排气节流方式 C. 改为无杆腔快速排气方式 D. 改为增大气管内径方式 【答案】B 【解析】重力助动时采用排气节流可在有杆腔形成背压，抑制负载带动气缸过快运动。 17. 某双作用气缸活塞直径为40 mm，进入无杆腔的有效空气流量为19.2 L/min。忽略泄漏，气缸伸出速度约为（ ） A. 0.13 m/s B. 0.19 m/s C. 0.25 m/s D. 0.32 m/s 【答案】C 【解析】活塞面积约为0.001256 ，流量为0.00032 /s，速度约为0.00032÷0.001256，即0.25 m/s。 18. 某双作用气缸活塞直径为40 mm，进入无杆腔的实际流量为24 L/min，不计泄漏时，气缸理论伸出速度约为（ ） A. 0.16 m/s B. 0.24 m/s C. 0.32 m/s D. 0.48 m/s 【答案】C 【解析】无杆腔面积A=π×0.042/4=1.256×10^-3 ，流量Q=24 L/min=4.0×10^-4 /s。v=Q/A≈0.32 m/s，故选C。 19. 设备调试时发现双作用气缸伸出速度明显过快。检查发现有杆腔排气侧单向节流阀开度过大，合理的处理方法是（ ） A. 逐步增大无杆腔进气节流开度 B. 逐步减小有杆腔排气节流开度 C. 逐步提高系统减压阀设定压力 D. 逐步增大换向阀排气口通径 【答案】B 【解析】气缸伸出时，有杆腔为空气排出侧。适当减小该侧单向节流阀的节流开度，可减少排气流量并降低气缸伸出速度。 20. 某双作用气缸无杆腔直径为32 mm，要求气缸以0.12 m/s的速度伸出。忽略泄漏和压缩性影响，气缸无杆腔所需实际流量约为（ ） A. 约2.90 L/min B. 约4.35 L/min C. 约5.79 L/min D. 约11.58 L/min 【答案】C 【解析】无杆腔有效面积约为0.000804 。所需流量为有效面积乘以速度，换算后约为5.79 L/min。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某双作用气缸采用进气节流方式控制伸出速度，缸径为32 mm，无杆腔有效进气面积按活塞面积计算。要求活塞以0.10 m/s的速度伸出，计算流量控制阀应提供的实际流量。 【答案】（1）流量控制阀的实际流量约为4.83 L/min。 【解析】无杆腔有效面积 A=π/4=π×0.0322/4=8.04×10^-4 。所需实际流量 Q=Av=8.04×10^-4×0.10=8.04×10^-5 /s。换算为 L/min：Q=8.04×10^-5×1000×60=4.83 L/min。因此，流量控制阀应提供的实际流量约为4.83 L/min。 22. 某双作用气缸采用排气节流方式控制回缩速度，缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，要求回缩速度为0.12 m/s。若流量控制阀宜在额定流量的80%以下工作，计算排气流量及阀的最小额定流量。 【答案】（1）排气流量约为9.05 L/min。（2）流量控制阀额定流量不应小于11.31 L/min。 【解析】回缩时无杆腔排气，排气量按无杆腔面积计算。A=π×0.042/4=1.257×10^-3 ，Q=Av=9.05 L/min。阀工作流量不超过额定值80%，额定流量≥9.05/0.8=11.31 L/min。 23. 某自动推送机构采用双作用气缸，气缸缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，行程为180 mm。气缸伸出时通过排气节流阀控制，排气流量为9.0 L/min；缩回时通过另一只排气节流阀控制，排气流量为7.2 L/min。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出速度及伸出时间。 （2）计算气缸缩回速度及缩回时间。 （3）比较两个方向的运动时间，并说明应调节哪一侧节流阀，才能使缩回时间接近伸出时间。 【答案】（1）伸出时排气侧为有杆腔，有杆腔有效面积约为1055.5 mm2。伸出速度约为0.142 m/s，伸出时间约为1.27 s。 （2）缩回时排气侧为无杆腔，无杆腔有效面积约为1256.6 mm2。缩回速度约为0.0955 m/s，缩回时间约为1.88 s。 （3）缩回时间明显长于伸出时间。应适当增大缩回时无杆腔排气侧单向节流阀的开度，使缩回排气流量增加，以缩短缩回时间。 【解析】（1）气缸伸出时无杆腔进气、有杆腔排气，伸出速度由有杆腔排气流量除以有杆腔有效面积求得。A2=π(402-162)/4≈1055.5 mm2；9.0 L/min=150000 mm3/s，v伸=150000/1055.5≈142.1 mm/s≈0.142 m/s；t伸=180/142.1≈1.27 s。 （2）气缸缩回时有杆腔进气、无杆腔排气，缩回速度由缩回排气流量除以无杆腔有效面积求得。A1=π×402/4≈1256.6 mm2；7.2 L/min=120000 mm3/s，v缩=120000/1256.6≈95.5 mm/s≈0.0955 m/s；t缩=180/95.5≈1.88 s。 （3）缩回时间约1.88 s，明显长于伸出时间约1.27 s；应增大缩回时无杆腔排气侧单向节流阀开度，增大缩回排气流量，提高缩回速度并缩短缩回时间。 24. 某双作用气缸采用排气节流方式伸出，供气压力为0.60 MPa，无杆腔活塞面积按缸径50 mm计算，活塞杆直径为20 mm。有杆腔因节流产生的背压为0.12 MPa，外部负载为900 N，摩擦阻力为100 N。（1）计算气缸实际伸出推力。（2）判断该气缸能否带动负载伸出。（3）若背压保持不变，计算满足伸出要求的最小供气压力。 【答案】（1）气缸实际伸出推力约为880.18 N。（2）不能带动负载伸出。（3）最小供气压力约为0.61 MPa。 【解析】伸出推力F=p1A1-p2A2-摩擦，其中A1=1.963×10^-3 ，A2=1.649×10^-3 。代入得F≈880.18 N，小于900 N，不能伸出。令F≥900 N，得最小供气压力约0.61 MPa。 25. 某气动装配工位采用双作用气缸完成压装和返回动作。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为250 mm。要求气缸伸出速度为0.10 m/s，缩回速度为0.12 m/s，两个换向停留时间均为0.30 s。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出和缩回时单向节流阀应控制的实际流量。 （2）按最大实际流量的1.25倍选择气源流量，计算气源最小供气流量。 （3）计算一个伸出、停留、缩回、停留工作循环的总时间，并说明两个方向速度应如何进行独立调节。 【答案】（1）无杆腔有效面积约为1963.5 mm2，伸出所需流量约为11.78 L/min。有杆腔有效面积约为1649.3 mm2，缩回所需流量约为11.87 L/min。 （2）最大实际流量约为11.87 L/min，气源最小供气流量约为14.84 L/min。 （3）伸出时间为2.50 s，缩回时间约为2.08 s，完整循环总时间约为5.18 s。应在气缸两个接口分别设置单向节流阀，分别调节伸出和缩回时的排气流量。 【解析】（1）伸出流量由无杆腔有效面积乘以伸出速度求得，缩回流量由有杆腔有效面积乘以缩回速度求得。 （2）气源流量应在最大实际流量基础上留有余量，以保证气缸在规定速度下可靠动作。 （3）完整循环时间由伸出时间、两次停留时间和缩回时间组成。两个接口的单向节流阀可实现双向速度的独立调节。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动装配设备采用缸径为40 mm、活塞杆直径为16 mm的双作用气缸。气源经调压阀后向气缸提供实际容积流量为12 L/min的压缩空气，两个气缸接口处均安装单向节流阀。现要求采用排气节流方式控制气缸速度。（1）计算气缸伸出和缩回时的理论速度。（2）说明两个单向节流阀在气缸接口处的安装方向。（3）设备调试时发现气缸伸出速度波动较大，说明应重点检查和调整的项目。 【答案】（1）无杆腔有效面积：。有杆腔有效面积：。流量：。伸出速度：。缩回速度：。（2）气缸伸出时，杆腔侧单向节流阀应对排出空气节流；气缸缩回时，无杆腔侧单向节流阀应对排出空气节流。（3）检查单向节流阀开度是否合适、气源压力是否稳定、排气口消声器是否堵塞，以及气缸密封件是否漏气或卡滞。 【解析】A1=1256 mm2，A2=1055 mm2，Q=12 L/min=200000 mm3/s。伸出速度v1=Q/A1=159.2 mm/s，缩回速度v2=Q/A2=189.6 mm/s。两阀均应进气自由、排气节流；检查节流开度、气源稳定性、消声器堵塞及漏气卡滞。 27.（5分）某自动压装设备采用双作用气缸完成工件推送。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，活塞行程为500 mm。设备要求气缸伸出时采用排气节流方式控制速度，调试后有杆腔排出的实际空气流量为24 L/min，规定伸出时间应控制在2.0～2.8 s。（1）计算气缸伸出时的活塞有效面积、伸出速度和完成一个行程所需时间。（2）判断该调试后的伸出时间是否符合要求。（3）说明该气缸伸出采用排气节流时，单向节流阀应如何安装，并说明调试方法。 【答案】（1）有杆腔有效面积为：A2=π()/4=3.14×(502-202)/4=1648.5 mm2。流量换算为：Q=24 L/min=400000 mm3/s。伸出速度为：v=Q/A2=400000/1648.5=242.64 mm/s。行程时间为：t=S/v=500/242.64=2.06 s。（2）伸出时间为2.06 s，处于2.0～2.8 s范围内，符合要求。（3）单向节流阀安装在有杆腔与换向阀之间，使压缩空气进入有杆腔时自由通过，气缸伸出时有杆腔排气受到节流。调试时先将节流阀开度调大，再逐步关小，测量行程时间至符合要求。 【解析】伸出时有杆腔排气，按环形面积A2=1648.5 mm2计算。Q=24 L/min=400000 mm3/s，v=Q/A2=242.64 mm/s，行程时间t=500/242.64=2.06 s，符合要求。阀装于有杆腔侧，进气自由、排气节流，调试时由大开度逐步关小。 28.（5分）某包装线的压紧装置采用双作用气缸推动压板。气缸缸径为63 mm，活塞杆直径为25 mm，行程为300 mm，系统供气压力为0.60 MPa。为避免压板接近工件时冲击过大，要求气缸伸出速度控制为0.08 m/s，并采用排气节流方式调速。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出时有杆腔排气侧所需的实际流量。 （2）现场可选单向节流阀的最大额定流量为12 L/min，判断该阀能否满足规定的伸出速度要求，并计算其能够实现的最大伸出速度。 （3）说明该气缸速度控制回路中单向节流阀的安装原则和调试方法。 【答案】（1）有杆腔有效面积约为2626.4 mm2。所需排气流量约为12.61 L/min。 （2）该单向节流阀不能满足要求，因为其最大额定流量12 L/min小于所需排气流量12.61 L/min。采用该阀时，最大伸出速度约为0.076 m/s。 （3）单向节流阀应安装在气缸两个接口附近，并按进气畅通、排气节流的方式连接。调试时先将节流阀开度调大并确认气缸运动方向正确，再逐步减小对应排气侧开度，使速度达到要求，同时检查气缸是否出现爬行或明显冲击。 【解析】（1）气缸伸出时无杆腔进气、有杆腔排气，有杆腔有效面积为活塞面积减去活塞杆面积：A2=π(632-252)/4≈2626.4 mm2。所需排气流量Q=A2v≈2626.4×10^-6×0.08=2.101×10^-4 /s，换算为12.61 L/min。 （2）所需排气流量12.61 L/min大于阀的最大额定流量12 L/min，故该阀不能满足要求。按阀最大流量12 L/min计算，Qmax=12 L/min=2.0×10^-4 /s，最大伸出速度vmax=Qmax/A2≈2.0×10^-4/(2626.4×10^-6)≈0.076 m/s。 （3）双作用气缸通常采用两个单向节流阀进行排气节流，以分别控制伸出和缩回速度。单向节流阀应靠近气缸两接口安装，按进气畅通、排气节流连接；调试时先开大节流阀并确认运动方向正确，再逐步关小对应排气侧节流阀，使速度达到要求，并检查有无爬行或明显冲击。 29.（5分）某自动装箱设备采用双作用气缸推动装满产品的料盒进入封箱工位。气缸缸径为32 mm，活塞杆直径为12 mm，行程为300 mm。料盒在推出过程中阻力变化较大，为避免气缸突然前冲，拟采用排气节流方式控制伸出速度。要求气缸在4 s内完成伸出，忽略管路容积、泄漏和空气压缩性的影响。 （1）计算气缸的伸出速度，以及伸出时活塞杆腔需要排出的空气体积。 （2）计算为满足规定伸出时间，活塞杆腔排气支路应通过的实际空气流量，单位为L/min。 （3）说明单向节流阀在该回路中的安装位置、气流方向要求及调试要点。 【答案】（1）气缸伸出速度为：v＝300÷4＝75 mm/s。 活塞杆腔有效面积为：A＝3.14×（322－122）÷4＝690.8 mm2。 活塞杆腔排出空气体积为：V＝690.8×300＝207240 mm3＝0.207 L。 （2）活塞杆腔排气流量为：Q＝690.8×75×60÷1000000＝3.11 L/min。 （3）单向节流阀应安装在气缸活塞杆腔与五通换向阀之间。气缸伸出时，活塞杆腔排出的空气应经过节流口；气缸缩回时，压缩空气进入活塞杆腔应通过单向阀自由流通。调试时应先将节流阀开度调大，再逐步关小至气缸伸出时间符合4 s要求，并检查料盒运动是否平稳。 【解析】（1）气缸伸出速度由行程和动作时间确定，伸出时活塞杆腔的容积变化应按环形有效面积计算。 （2）排气节流控制伸出速度时，应按活塞杆腔的排气体积和单位时间计算实际排气流量。 （3）排气节流利用排气阻力提高运动平稳性，适用于负载阻力变化较大、需要防止气缸前冲的工况。 30.（10分）某生产线使用FESTO FluidSIM仿真系统调试双作用气缸速度控制回路。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，要求伸出速度为0.12 m/s、缩回速度为0.18 m/s。现有单向节流阀的最大可调等效流量为16 L/min，系统采用0.60 MPa稳定气源。（1）计算气缸达到规定伸出速度和缩回速度时分别需要的理论等效流量。（2）判断现有单向节流阀能否满足两个方向的速度要求，并说明理由。（3）说明在FluidSIM中完成该回路调试和验证的主要步骤。 【答案】（1）无杆腔有效面积：A1=π1962.5 mm2=1.9625×10^-3 。有杆腔有效面积：A2=π(1648.5 mm2=1.6485×10^-3 。伸出时节流的是有杆腔排气，所需流量：Q伸=A2v伸=1.6485×10^-3×0.12=1.9782×10^-4 /s=11.87 L/min。缩回时节流的是无杆腔排气，所需流量：Q缩=A1v缩=1.9625×10^-3×0.18=3.5325×10^-4 /s=21.20 L/min。（2）现有最大可调等效流量为16 L/min的单向节流阀能满足伸出方向11.87 L/min的要求，不能满足缩回方向21.20 L/min的要求。缩回方向应选用最大可调等效流量不低于21.20 L/min的单向节流阀。（3）在FluidSIM中连接气源、调压阀、五口二位换向阀、双作用气缸和两个单向节流阀；将两个单向节流阀均设置为向气缸自由通气、由气缸排出时节流；分别调节伸出和缩回方向的节流开度；运行仿真并通过活塞行程时间计算速度；继续微调节流阀开度，直至伸出速度为0.12 m/s、缩回速度为0.18 m/s。 【解析】排气节流时，伸出按有杆腔面积、缩回按无杆腔面积计算。Q伸=A2v=11.87 L/min，Q缩=A1v=21.20 L/min。16 L/min阀可满足伸出，不能满足缩回，缩回阀应不低于21.20 L/min。FluidSIM中按排气节流连接并调节开度，以行程时间验证速度。 31.（10分）某包装机的压板由双作用气缸驱动，压板下行时气缸伸出，压板上升时气缸缩回。为使压板在两个方向上的运动速度均可单独调节，回路采用两个单向节流阀进行排气节流控制。已知气缸缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，压板下行行程为240 mm。要求气缸伸出速度为120 mm/s，缩回速度为180 mm/s，忽略泄漏和管路容积。 （1）计算气缸伸出时无杆腔的进气流量，以及缩回时活塞杆腔的进气流量，单位为L/min。 （2）说明两个单向节流阀分别应安装在哪一侧气口，并说明各自调节的是气缸哪个方向的速度。 （3）设备试运行时发现气缸伸出速度明显高于120 mm/s，而缩回速度符合要求。分析最可能的安装或调节原因，并提出处理措施。 【答案】（1）无杆腔有效面积为：A1＝3.14×402÷4＝1256 mm2。 气缸伸出时无杆腔进气流量为：Q1＝1256×120×60÷1000000＝9.04 L/min。 活塞杆腔有效面积为：A2＝3.14×（402－162）÷4＝1055.04 mm2。 气缸缩回时活塞杆腔进气流量为：Q2＝1055.04×180×60÷1000000＝11.39 L/min。 （2）安装在活塞杆腔气口处的单向节流阀应使该腔排气时受节流、进气时自由流通，用于调节气缸伸出速度。安装在无杆腔气口处的单向节流阀应使该腔排气时受节流、进气时自由流通，用于调节气缸缩回速度。 （3）最可能的原因是活塞杆腔一侧单向节流阀装反，使气缸伸出时排气经单向阀旁通；也可能是该阀节流开度过大。应检查阀体箭头和单向通路方向，保证活塞杆腔排气经过节流口，然后由大到小调整节流开度，使伸出速度达到120 mm/s。 【解析】（1）气缸伸出流量按无杆腔面积计算，缩回流量按活塞杆腔环形面积计算，流量由有效面积、速度和时间换算得到。 （2）排气节流时，哪一腔排气就由该腔气口处的节流阀限制流量，因此两个单向节流阀可分别调节伸出和缩回速度。 （3）伸出速度过快说明活塞杆腔排气阻力不足，应重点检查单向节流阀的安装方向和节流开度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 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》 项目九：气动基本回路 任务二：双作用气缸速度控制回路 时间：45分钟 总分：100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. 在双作用气缸速度控制回路中，流量控制阀的主要作用是（ ） A. 调节系统工作压力 B. 切换气缸运动方向 C. 调节气缸运动速度 D. 过滤压缩空气杂质 2. 单向节流阀在双作用气缸速度控制回路中的主要作用是（ ） A. 限制气源压力上升 B. 实现单向节流、反向自由通气 C. 达到设定压力接通支路 D. 快速排出缸内压缩空气 3. 为使双作用气缸在一般负载下运行平稳，常采用的速度控制方式是（ ） A. 进气节流调速方式 B. 排气节流调速方式 C. 供气减压调速方式 D. 换向阀节流调速方式 4. 双作用气缸采用排气节流方式控制伸出速度时，单向节流阀应安装在（ ） A. 无杆腔的进气管路上 B. 无杆腔的排气管路上 C. 有杆腔的排气管路上 D. 有杆腔的进气管路上 5. 单向节流阀安装在双作用气缸接口处，其作用是（ ） A. 使气流双向节流通过 B. 使气流单向自由通过 C. 使气流单向节流通过 D. 使气流双向截止通过 6. 双作用气缸采用单向节流阀进行速度控制时，单向节流阀的主要特点是（ ） A. 在两个流动方向均限制空气流量 B. 在一个流动方向节流而反向畅通 C. 在两个流动方向均保持空气畅通 D. 在设定压力达到后切换气流方向 7. 双作用气缸伸出时采用排气节流调速，与进气节流相比，其主要优点是（ ） A. 能够使气缸输出力明显增大 B. 能够使供气压力始终升高 C. 能够使气缸运动更加平稳 D. 能够使换向阀自动完成复位 8. 调试中发现气缸伸出速度偏快，且要求保持排气节流方式，应优先（ ） A. 增大无杆腔进气节流开度 B. 增大有杆腔排气节流开度 C. 减小无杆腔进气节流开度 D. 减小有杆腔排气节流开度 9. 某设备要求气缸伸出速度较慢、缩回速度较快，宜采用的调节方法是（ ） A. 节流伸出行程的进气 B. 节流伸出行程的排气 C. 节流缩回行程的进气 D. 节流缩回行程的排气 10. 采用排气节流控制双作用气缸伸出速度时，气缸速度主要由（ ） A. 无杆腔进气压力决定 B. 有杆腔排气流量决定 C. 换向阀切换频率决定 D. 消声器安装位置决定 11. 双作用气缸带动惯性较大的负载向下运动时，采用排气节流的主要原因是（ ） A. 减小气源压力波动 B. 提高换向响应速度 C. 形成排气腔背压制动 D. 增大进气腔有效面积 12. 要求双作用气缸的伸出速度和缩回速度能够分别调节，较合适的速度控制方案是（ ） A. 在气缸两个接口分别设置单向节流阀 B. 在气源总管串联设置一个截止阀 C. 在气缸进气口设置一个单向阀 D. 在换向阀控制口设置一个减压阀 13. 双作用气缸伸出速度过快，且回缩速度符合要求。采用排气节流调速时，应优先调节（ ） A. 无杆腔的进气节流开度 B. 无杆腔的排气节流开度 C. 有杆腔的进气节流开度 D. 有杆腔的排气节流开度 14. 某单向节流阀用于双作用气缸的排气节流调速。气缸动作时，空气通过该阀的正确流动状态是（ ） A. 进入气缸时节流，排出气缸时畅通 B. 进入气缸时畅通，排出气缸时节流 C. 进入气缸时节流，排出气缸时节流 D. 进入气缸时畅通，排出气缸时畅通 15. 利用FluidSIM调试气缸速度控制回路时，发现气缸速度过快，首先应检查并调整（ ） A. 空气过滤器滤芯状态 B. 换向阀阀芯安装方向 C. 消声器排气通道尺寸 D. 单向节流阀开度大小 16. 某竖直安装的双作用气缸在重力助动伸出时，采用进气节流后速度忽快忽慢。较合理的改进方法是（ ） A. 改为无节流直接供气方式 B. 改为有杆腔排气节流方式 C. 改为无杆腔快速排气方式 D. 改为增大气管内径方式 17. 某双作用气缸活塞直径为40 mm，进入无杆腔的有效空气流量为19.2 L/min。忽略泄漏，气缸伸出速度约为（ ） A. 0.13 m/s B. 0.19 m/s C. 0.25 m/s D. 0.32 m/s 18. 某双作用气缸活塞直径为40 mm，进入无杆腔的实际流量为24 L/min，不计泄漏时，气缸理论伸出速度约为（ ） A. 0.16 m/s B. 0.24 m/s C. 0.32 m/s D. 0.48 m/s 19. 设备调试时发现双作用气缸伸出速度明显过快。检查发现有杆腔排气侧单向节流阀开度过大，合理的处理方法是（ ） A. 逐步增大无杆腔进气节流开度 B. 逐步减小有杆腔排气节流开度 C. 逐步提高系统减压阀设定压力 D. 逐步增大换向阀排气口通径 20. 某双作用气缸无杆腔直径为32 mm，要求气缸以0.12 m/s的速度伸出。忽略泄漏和压缩性影响，气缸无杆腔所需实际流量约为（ ） A. 约2.90 L/min B. 约4.35 L/min C. 约5.79 L/min D. 约11.58 L/min 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某双作用气缸采用进气节流方式控制伸出速度，缸径为32 mm，无杆腔有效进气面积按活塞面积计算。要求活塞以0.10 m/s的速度伸出，计算流量控制阀应提供的实际流量。 22. 某双作用气缸采用排气节流方式控制回缩速度，缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，要求回缩速度为0.12 m/s。若流量控制阀宜在额定流量的80%以下工作，计算排气流量及阀的最小额定流量。 23. 某自动推送机构采用双作用气缸，气缸缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，行程为180 mm。气缸伸出时通过排气节流阀控制，排气流量为9.0 L/min；缩回时通过另一只排气节流阀控制，排气流量为7.2 L/min。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出速度及伸出时间。 （2）计算气缸缩回速度及缩回时间。 （3）比较两个方向的运动时间，并说明应调节哪一侧节流阀，才能使缩回时间接近伸出时间。 24. 某双作用气缸采用排气节流方式伸出，供气压力为0.60 MPa，无杆腔活塞面积按缸径50 mm计算，活塞杆直径为20 mm。有杆腔因节流产生的背压为0.12 MPa，外部负载为900 N，摩擦阻力为100 N。（1）计算气缸实际伸出推力。（2）判断该气缸能否带动负载伸出。（3）若背压保持不变，计算满足伸出要求的最小供气压力。 25. 某气动装配工位采用双作用气缸完成压装和返回动作。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为250 mm。要求气缸伸出速度为0.10 m/s，缩回速度为0.12 m/s，两个换向停留时间均为0.30 s。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出和缩回时单向节流阀应控制的实际流量。 （2）按最大实际流量的1.25倍选择气源流量，计算气源最小供气流量。 （3）计算一个伸出、停留、缩回、停留工作循环的总时间，并说明两个方向速度应如何进行独立调节。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动装配设备采用缸径为40 mm、活塞杆直径为16 mm的双作用气缸。气源经调压阀后向气缸提供实际容积流量为12 L/min的压缩空气，两个气缸接口处均安装单向节流阀。现要求采用排气节流方式控制气缸速度。（1）计算气缸伸出和缩回时的理论速度。（2）说明两个单向节流阀在气缸接口处的安装方向。（3）设备调试时发现气缸伸出速度波动较大，说明应重点检查和调整的项目。 27.（5分）某自动压装设备采用双作用气缸完成工件推送。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，活塞行程为500 mm。设备要求气缸伸出时采用排气节流方式控制速度，调试后有杆腔排出的实际空气流量为24 L/min，规定伸出时间应控制在2.0～2.8 s。（1）计算气缸伸出时的活塞有效面积、伸出速度和完成一个行程所需时间。（2）判断该调试后的伸出时间是否符合要求。（3）说明该气缸伸出采用排气节流时，单向节流阀应如何安装，并说明调试方法。 28.（5分）某包装线的压紧装置采用双作用气缸推动压板。气缸缸径为63 mm，活塞杆直径为25 mm，行程为300 mm，系统供气压力为0.60 MPa。为避免压板接近工件时冲击过大，要求气缸伸出速度控制为0.08 m/s，并采用排气节流方式调速。忽略泄漏和压缩性影响。 （1）计算气缸伸出时有杆腔排气侧所需的实际流量。 （2）现场可选单向节流阀的最大额定流量为12 L/min，判断该阀能否满足规定的伸出速度要求，并计算其能够实现的最大伸出速度。 （3）说明该气缸速度控制回路中单向节流阀的安装原则和调试方法。 29.（5分）某自动装箱设备采用双作用气缸推动装满产品的料盒进入封箱工位。气缸缸径为32 mm，活塞杆直径为12 mm，行程为300 mm。料盒在推出过程中阻力变化较大，为避免气缸突然前冲，拟采用排气节流方式控制伸出速度。要求气缸在4 s内完成伸出，忽略管路容积、泄漏和空气压缩性的影响。 （1）计算气缸的伸出速度，以及伸出时活塞杆腔需要排出的空气体积。 （2）计算为满足规定伸出时间，活塞杆腔排气支路应通过的实际空气流量，单位为L/min。 （3）说明单向节流阀在该回路中的安装位置、气流方向要求及调试要点。 30.（10分）某生产线使用FESTO FluidSIM仿真系统调试双作用气缸速度控制回路。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，要求伸出速度为0.12 m/s、缩回速度为0.18 m/s。现有单向节流阀的最大可调等效流量为16 L/min，系统采用0.60 MPa稳定气源。（1）计算气缸达到规定伸出速度和缩回速度时分别需要的理论等效流量。（2）判断现有单向节流阀能否满足两个方向的速度要求，并说明理由。（3）说明在FluidSIM中完成该回路调试和验证的主要步骤。 31.（10分）某包装机的压板由双作用气缸驱动，压板下行时气缸伸出，压板上升时气缸缩回。为使压板在两个方向上的运动速度均可单独调节，回路采用两个单向节流阀进行排气节流控制。已知气缸缸径为40 mm，活塞杆直径为16 mm，压板下行行程为240 mm。要求气缸伸出速度为120 mm/s，缩回速度为180 mm/s，忽略泄漏和管路容积。 （1）计算气缸伸出时无杆腔的进气流量，以及缩回时活塞杆腔的进气流量，单位为L/min。 （2）说明两个单向节流阀分别应安装在哪一侧气口，并说明各自调节的是气缸哪个方向的速度。 （3）设备试运行时发现气缸伸出速度明显高于120 mm/s，而缩回速度符合要求。分析最可能的安装或调节原因，并提出处理措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $