山东省（春季高考）机电技术类 《液压与气压传动》项目四任务四 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》 项目四：气压传动 任务四：典型气压传动系统 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. 射芯机动作顺序表中芯盒夹紧的动作时间是（ ） A. 第3s B. 第4s C. 第5s D. 第6~7s 【答案】A 【解析】射芯机动作顺序表中芯盒夹紧的动作时间是第3s。 2. 气源处理装置中的空气过滤器，其主要作用是（ ） A. 分离压缩空气中的水分及杂质 B. 调节执行元件所需的工作压力 C. 向压缩空气中加入润滑油雾 D. 降低排气口排出气流的噪声 【答案】A 【解析】空气过滤器用于清除压缩空气中的灰尘、水分等杂质，保证后续气动元件正常工作。调压、润滑和消声分别由其他元件完成。 3. 射芯机气压传动系统主要用于哪种工艺（ ） A. 塑料模具制造 B. 铸造用砂芯制造 C. 陶瓷加工 D. 纺织加工 【答案】B 【解析】射芯机主要用于铸造生产中的砂芯制造。其气压传动系统用于实现芯盒夹紧、射砂、开模等动作，因此选B。 4. 数控加工中心气动换刀系统的主要目的是什么（ ） A. 提高加工质量 B. 降低设备成本 C. 减少人工劳动 D. 提高生产效率 【答案】D 【解析】数控加工中心气动换刀系统的主要目的是提高生产效率。 5. 气动机械手中，用于实现手臂旋转动作的元件通常是（ ） A. 直线气缸 B. 摆动气缸 C. 气阀 D. 减压阀 【答案】B 【解析】摆动气缸能输出一定角度的旋转运动，可实现手臂旋转；直线气缸实现直线运动，气阀和减压阀是控制元件。 6. 气动机械手在汽车制造中用于搬运零部件，主要体现其______优势。（ ） A. 体积庞大 B. 搬运精度低 C. 承受较大负载、搬运精准 D. 操作复杂 【答案】C 【解析】汽车零部件较重，需要设备能承受较大负载，同时为保证装配精度，搬运需精准。气动机械手可满足这些需求。A 选项体积不大；B 选项搬运精度高；D 选项操作相对简单。 7. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 【答案】A 8. 气动机械手气压传动系统的主要特点是什么（ ） A. 动力大，精度高 B. 工作稳定，维护简便 C. 操作方便，使用安全 D. 结构简单，成本低 【答案】D 【解析】气动机械手气压传动系统的结构简单，成本低，是其主要特点。 9. 气动机械手在组装领域的优势是什么（ ） A. 精度高 B. 速度快 C. 可靠性好 D. 操作简便 【答案】B 【解析】气动机械手在组装领域的优势是速度快。 10. 气压机械手的旋转角度一般由______控制。（ ） A. 旋转气缸的行程​ B. 控制元件发出的信号​ C. 气爪的动作​ D. 升降手臂的位置​ 【答案】A 【解析】旋转气缸将活塞的直线行程转换为旋转运动，旋转角度通常由旋转气缸的有效行程及其内部传动结构决定。控制元件发出的信号用于控制气缸动作，但不能脱离气缸行程单独确定旋转角度；气爪动作和升降手臂位置与旋转角度无直接关系，因此选A。 11. 某气动夹具要求双作用气缸伸出时速度可调且运动平稳，宜采用的控制元件是（ ） A. 采用快速排气阀提高速度 B. 采用单向节流阀调节速度 C. 采用梭阀选择供气气源 D. 采用消声器减小排气噪声 【答案】B 【解析】单向节流阀能够对气流进行节流，从而调节气缸的运动速度，并可使反向气流自由通过。快速排气阀、梭阀和消声器不具有调速作用。 12. 在典型气压传动系统中，用于控制双作用气缸伸出和退回的换向元件通常是（ ） A. 二位三通换向阀 B. 三位五通换向阀 C. 二位五通换向阀 D. 二位二通换向阀 【答案】C 【解析】双作用气缸有两个工作腔，需要分别实现供气和排气，通常采用二位五通换向阀控制其往复运动。二位三通阀主要用于单作用气缸或单通路控制。 13. 气动机械手在气压传动系统中主要用于（ ） A. 抓取、移动物体 B. 切割材料 C. 焊接工件 D. 打磨表面 【答案】A 【解析】气动机械手通过气压传动系统实现物体的抓取和移动，是气压传动系统的一个典型应用。 14. 根据如图所示的数控加工中心气动换刀系统原理图，下列叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件：空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴送刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞退回 【答案】A 15. 气动机械手旋转动作的角度控制一般通过（ ）实现​ A. 限位开关 B. 压力传感器​ C. 时间继电器 D. 编码器 【答案】D 【解析】编码器能够检测并反馈旋转部件的实际角度，控制系统可根据反馈信号对旋转动作进行角度控制。限位开关主要用于检测极限位置，时间继电器主要用于延时控制，压力传感器主要用于检测压力，因此选D。 16. 刀具夹紧增力原理中，增力大小与气压之间的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 非线性 【答案】A 【解析】增力大小通常与气压成正比。 17. 二位五通电磁换向阀中 “二位” 的含义是（ ） A. 有两个气缸 B. 有两个电磁线圈 C. 阀芯有两个工作位置 D. 有两个排气口 【答案】C 【解析】“二位”是指换向阀的阀芯具有两个工作位置。二位五通电磁换向阀通常通过阀芯在两个位置之间切换，改变供气口、工作口和排气口之间的连通关系。两个电磁线圈属于部分阀的驱动结构，排气口数量则由“五通”决定，因此选C。 18. 下列现象中，最直接反映二位五通电磁换向阀密封件损坏的是（ ） A. 车门开关速度加快 B. 系统气压升高 C. 车门动作卡顿 D. 排气口持续漏气 【答案】D 【解析】换向阀密封件损坏后，阀内原本应隔离的气路可能发生内泄漏或外泄漏，排气口在非正常排气状态下持续漏气是较直接的故障表现，因此选D。车门动作卡顿也可能与供气不足、执行元件阻力增大或阀芯运动不畅等因素有关，不能作为密封件损坏的唯一特征。 19. 二位五通电磁换向阀的电磁线圈通电时，会（ ） A. 直接推动车门运动 B. 过滤压缩空气 C. 增加系统气压 D. 使阀芯移动改变气流方向 【答案】D 【解析】电磁线圈通电产生电磁力，推动阀芯移动，从而改变气流通道，间接控制车门运动；线圈不直接推动车门、不改变气压、无过滤功能。 20. 某气压传动装置的供气压力为0.8 MPa，气缸额定工作压力为0.5 MPa。为使供给气缸的压力保持稳定，应选用（ ） A. 空气过滤器净化压缩空气 B. 油雾器加入润滑油雾 C. 安全阀限制系统最高压力 D. 减压阀调定输出压力 【答案】D 【解析】减压阀能够将较高的供气压力调节为所需的较低压力，并在一定范围内保持输出压力稳定。空气过滤器、油雾器和安全阀不能完成稳定调压任务。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某气动压装装置采用单作用气缸，工作压力为0.6 MPa，负载阻力为1200 N，气缸机械效率为0.85，安全系数取1.25。（1）计算气缸所需的最小有效工作面积。（2）计算气缸缸径的理论最小值。（3）若选用标准缸径63 mm的气缸，计算其实际有效推力，并判断是否满足要求。 【答案】（1）所需最小有效面积为 ，约为 。（2）理论最小缸径为 m，约为61.2 mm。（3）63 mm气缸的有效推力为 N，约为1590 N，满足要求。 【解析】（1）设计推力应满足安全系数要求： 气缸实际推力为 ，因此所需最小有效工作面积为： （2）由 得： （3）63 mm气缸的活塞面积为： 其实际有效推力为： ，因此选用标准缸径63 mm的气缸能够满足要求。 22. 某双作用气缸用于机械手直线移动，缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为300 mm，每分钟完成8个往复循环。气源工作压力为0.7 MPa，按绝对压力与标准大气压之比折算自由空气量，标准大气压取0.1 MPa。（1）计算气缸完成一次伸出和缩回所消耗的压缩空气体积。（2）计算该气缸每个往复循环的自由空气消耗量。（3）计算气缸每分钟的自由空气消耗量，若管路泄漏及余量按20%计，求气源最小供气量。 【答案】（1）伸出耗气体积为 ，约为0.589 L；缩回耗气体积为 ，约为0.495 L；合计约为1.084 L。（2）绝对压力比为 ，即8；每循环自由空气消耗量约为 L，即8.67 L。（3）每分钟自由空气消耗量约为 L，即69.36 L/min；最小供气量约为 L/min，即83.23 L/min。 【解析】（1）伸出时，无杆腔容积为： 缩回时，有杆腔容积为： 一次伸出和缩回消耗的压缩空气体积为： （2）工作压力为表压0.7 MPa，绝对压力为 MPa。按绝对压力比折算： 每个往复循环的自由空气消耗量为： （3）每分钟完成8个往复循环，理论自由空气消耗量为： 考虑20%的管路泄漏及余量后，气源最小供气量为： 因此，气源最小供气量约为83.23 L/min。 23. 某电气控制气压传动系统中，电磁换向阀动作后推动无杆腔直径为40 mm的双作用气缸伸出，气缸行程为250 mm，要求在0.50 s内完成伸出动作。连接气缸的供气管内径为8 mm。（1）计算气缸伸出时无杆腔需要充入的压缩空气体积。（2）计算气缸伸出过程中的平均供气流量。（3）计算压缩空气在供气管内的平均流速。 【答案】（1）无杆腔充气体积为 ，约为0.314 L。（2）平均供气流量为 L/s，约为0.628 L/s。（3）供气管截面积为 ，约为 ；平均流速约为 m/s，即12.5 m/s。 【解析】（1）无杆腔充气体积等于活塞面积与行程的乘积： （2）平均供气流量为： 换算为国际单位制： （3）供气管截面积为： 管内平均流速为： 因此，压缩空气在供气管内的平均流速约为12.5 m/s。 24. 某气动机械手采用缸径32 mm、活塞杆直径12 mm的双作用气缸驱动夹爪，系统工作压力为0.5 MPa，气缸机械效率为0.90，夹爪传动机构效率为0.75。机械手夹持质量为8 kg的工件，工件与夹爪之间的摩擦因数为0.35，安全系数取2。（1）计算气缸伸出时的实际有效推力。（2）计算夹爪机构可提供的总夹紧力。（3）计算防止工件下滑所需的最小总夹紧力，并判断该系统能否安全夹持工件。 【答案】（1）气缸实际有效推力为 N，约为362 N。（2）夹爪总夹紧力约为 N，即271.5 N。（3）所需最小总夹紧力为 N，约为448 N。现有夹紧力小于448 N，不能安全夹持工件。 【解析】（1）气缸伸出时按无杆腔活塞面积计算。活塞有效面积为： 实际有效推力为： （2）考虑夹爪传动机构效率，夹爪机构可提供的总夹紧力为： （3）工件重力为： 考虑安全系数2，所需摩擦力为： 夹爪与工件间的总摩擦力为 ，故最小总夹紧力为： 现有总夹紧力 ，因此该系统不能安全夹持工件。 25. 某PLC控制的气动机械手按“A缸伸出、B缸伸出、夹持停留、B缸缩回、A缸缩回”顺序工作。A缸行程为200 mm，伸出速度为0.40 m/s，缩回速度为0.50 m/s；B缸行程为100 mm，伸出速度为0.25 m/s，缩回速度为0.30 m/s；夹持停留时间为1.20 s。PLC扫描周期为20 ms，按每次动作切换增加一个扫描周期计算。A缸缸径40 mm、活塞杆直径16 mm，B缸缸径25 mm、活塞杆直径10 mm，系统工作压力为0.6 MPa。（1）计算机械手完成一个工作循环的理论动作时间。（2）计算考虑PLC扫描延时后的实际循环时间及每小时最多完成的完整循环次数。（3）计算每个循环的自由空气消耗量，以及每小时的自由空气消耗量。 【答案】（1）A缸伸出时间为 s，即0.50 s；B缸伸出时间为 s，即0.40 s；B缸缩回时间约为0.33 s；A缸缩回时间为0.40 s。理论循环时间约为2.83 s。（2）4次动作切换的扫描延时为 s，即0.08 s；实际循环时间约为2.91 s。每小时最多完成 个完整循环，即1235个。（3）A缸每循环压缩空气体积约为0.462 L，B缸每循环压缩空气体积约为0.090 L，合计约为0.553 L。自由空气消耗量约为 L，即3.87 L；每小时约消耗 L，即4.78 。 【解析】（1）各动作时间为： 理论循环时间为： （2）A缸伸出、B缸伸出、B缸缩回、A缸缩回共4次动作切换，每次增加一个PLC扫描周期： 实际循环时间为： 每小时最多完成的完整循环次数为： （3）A缸每循环压缩空气体积为： B缸每循环压缩空气体积为： 每循环压缩空气总量为： 系统工作压力为表压0.6 MPa，其绝对压力比为： 每循环自由空气消耗量为： 每小时自由空气消耗量为： 因此，每小时自由空气消耗量约为4.78 。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动冲压线采用气缸驱动压料板。气源经空气过滤减压阀后进入二位五通电磁换向阀，换向阀控制双作用气缸伸出和退回。气缸缸径为40 mm，工作压力为0.60 MPa，机械效率为0.90，压料工序要求气缸伸出推力不小于620 N。（1）计算气缸伸出时的实际推力。（2）判断该气缸能否满足压料工序的推力要求。（3）说明该系统电气控制中，两个电磁铁线圈应设置互锁的原因。 【答案】（1）活塞面积为 。气缸实际推力为 。（2）气缸实际推力为678.24 N，大于压料所需的620 N，能够满足要求。（3）应设置电气互锁，防止两个电磁铁同时得电，避免换向阀处于异常工作状态，保证气缸动作可靠。 【解析】（1）缸径 ，活塞有效面积为： 工作压力 。考虑机械效率后，气缸伸出时的实际推力为： （2）压料工序要求伸出推力不小于620 N，实际推力为678.24 N： 因此，该气缸能够满足压料工序的推力要求。 （3）二位五通双电控电磁换向阀的两个电磁铁分别控制阀芯向不同方向换向。若两个电磁铁同时得电，可能造成控制信号冲突、阀芯换向异常或动作不可靠。因此应设置电气互锁，保证任一时刻只有一个电磁铁线圈得电。 27.（5分）某自动冲压送料装置采用双作用单活塞杆气缸推送工件。气源工作压力为0.60 MPa，气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，机械效率为0.85。送料时气缸推出，复位时气缸缩回，工件运行阻力为850 N。（1）计算气缸推出时和缩回时的实际有效推力。（2）判断该气缸能否克服850 N阻力完成送料，并说明理由。（3）该系统采用二位五通双电控电磁阀控制气缸。说明气路图中调压阀、换向阀和单向节流阀的主要作用，并提出一种防止送料速度过快的调整措施。 【答案】（1）活塞有效面积为。推出实际有效推力为。活塞杆截面积为。缩回有效面积为。缩回实际有效推力为。（2）能够完成送料。气缸推出实际有效推力约为1001 N，大于850 N的运行阻力，推力余量约为151 N。（3）调压阀用于将气源压力调节并稳定在规定值；换向阀用于改变压缩空气流向，实现气缸推出和缩回；单向节流阀用于调节气缸单方向运动速度。可采用排气节流方式，适当关小气缸有杆腔排气通路上的单向节流阀，以降低气缸推出速度。 【解析】（1）推出时压缩空气作用于完整活塞面积。，因此。缩回时压缩空气作用于环形面积。，，所以。（2）送料过程为推出过程，应比较推出实际有效推力与运行阻力。，推力余量为，故能够完成送料。（3）调压阀用于调节和稳定系统压力；二位五通换向阀通过改变气路连接控制气缸推出或缩回；单向节流阀使一个方向自由通气、另一方向节流，从而调节气缸运动速度。为避免推出过快，可采用排气节流，调小有杆腔排气通路上单向节流阀的开度。 28.（10分）汽车车门气压控制系统图中： （1）指出开门的动作过程； （2）指出关门的动作过程。 【答案】（1）当操纵按钮A或B时，气源压缩空气经A或B到阀1把控制信号送到阀4的a侧使阀4向车门开启方向切换气源压缩空气阀4和阀5到气缸的存杆腔，使车门开启。 （2）当操纵按钮C或b时，压缩空气经阀C到阀D到阀2把控制信号送到阀4的b侧，使阀4向车门关闭方向切换。气源压缩空气经阀4和阀6到气缸的无杆腔，使车门关闭。 29.（5分）某工件分拣装置采用双作用气缸将工件推出输送带。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为300 mm，每分钟完成12个往复循环。系统工作压力为0.50 MPa，空气压缩机按标准大气压0.10 MPa下的自由空气量选型，压缩机额定供气量为85 L/min。（1）计算该气缸每分钟所需的自由空气量。（2）判断额定供气量为85 L/min的空气压缩机能否满足该装置的用气要求。（3）说明PLC控制该气缸往复运动时，伸出和退回到位信号的主要作用。 【答案】（1）活塞面积为 。活塞杆面积为 。一个循环的工作容积为 。每分钟工作状态耗气量为 。自由空气量为 。（2）压缩机额定供气量为85 L/min，大于78.00 L/min，能够满足该装置的用气要求。（3）伸出到位信号用于确认工件已推出，并作为退回动作的启动条件；退回到位信号用于确认气缸复位，并作为下一循环允许启动的条件。 【解析】无杆腔面积1962.5 mm2，有杆腔有效面积1648.5 mm2。单循环容积为(1962.5+1648.5)×300=1.0833 L，12次/min时工作耗气13.0 L/min；按绝压比6换算为78.0 L/min。85 L/min大于需求，可满足。伸、退到位信号分别用于动作切换和下一循环互锁。 30.（5分）某气动机械手用于将工件从输送带搬运至装配台。机械手由水平移动气缸、垂直升降气缸和夹紧气缸组成，采用PLC控制。水平移动气缸缸径为40 mm、活塞杆直径为16 mm、行程为300 mm；垂直升降气缸缸径为50 mm、活塞杆直径为20 mm、行程为150 mm。系统工作压力为0.50 MPa，机械手每分钟完成20个搬运循环。每个循环中，水平气缸和升降气缸各完成一次推出和一次缩回，忽略管路容积及夹紧气缸耗气量。（1）计算机械手每个循环的自由空气消耗量，以及每分钟所需自由空气流量。标准大气压取0.10 MPa。（2）写出机械手完成一次搬运循环的合理PLC动作顺序。设水平气缸原位为A0、伸出到位为A1，升降气缸上位为B0、下位为B1，夹爪张开为C0、夹紧到位为C1。（3）若水平气缸尚未退回原位，升降气缸已接到下降指令，说明PLC程序中应设置的联锁条件及其作用。 【答案】（1）水平气缸活塞面积为。水平气缸活塞杆面积为 。水平气缸一个往复行程的压缩空气体积为。升降气缸活塞面积为。升降气缸活塞杆面积为。升降气缸一个往复行程的压缩空气体积为。每循环压缩空气消耗量为。自由空气消耗量为。每分钟所需自由空气流量为。（2）初始状态为水平气缸在A0、升降气缸在B0、夹爪在C0。动作顺序为：水平气缸伸出至A1，升降气缸下降至B1，夹爪夹紧至C1，升降气缸上升至B0，水平气缸缩回至A0，升降气缸下降至B1，夹爪松开至C0，升降气缸上升至B0。（3）下降输出的接通条件中，应设置水平气缸到达指定位置的到位信号作为联锁条件。例如取料下降时应以A1为条件，放料下降时应以A0为条件。联锁可防止机械手在水平位置错误时下降，避免碰撞设备或工件。 【解析】水平、升降气缸单循环容积分别为0.693 L、0.542 L，合计1.235 L；按压力比6换算，每循环自由空气量7.41 L，20次/min需148.2 L/min。动作依次为伸出、下降、夹紧、上升、缩回、下降、松开、上升。下降须与水平到位联锁：取料限A1，放料限A0，以防错误位置下降碰撞。 31.（10分）某气动机械手负责将工件从加工台搬运至装配台。机械手的升降机构采用双作用气缸，气缸缸径为63 mm，工作压力为0.55 MPa，机械效率为0.85。机械手夹具、连杆和工件的总质量为130 kg，设计要求升降机构的安全系数不小于1.30，取重力加速度为9.8 m/。（1）计算现有气缸的实际提升力及安全系数。（2）判断现有气缸是否满足安全系数要求，并计算满足要求时气缸缸径的理论最小值。（3）说明该机械手采用PLC控制时，为防止工件在升降过程中掉落，应设置哪些主要控制条件。 【答案】（1）气缸活塞面积为 。实际提升力为 。负载重力为 。安全系数为 。（2）现有安全系数为1.14，小于1.30，不满足要求。所需提升力为 。理论最小缸径为 。应选用缸径不小于80 mm的标准气缸。（3）夹紧到位信号确认后，PLC才允许升降气缸上升；下降到位后才允许夹具松开；升降气缸应设置上下限位保护和急停信号，并使夹紧电磁阀在异常停机时保持夹紧状态。 【解析】活塞面积3117.1 mm2，实际提升力F=0.55×3117.1×0.85=1457.3 N；负载重力1274 N，安全系数为1.14，不足1.30。按Fmin=1.30×1274计算，理论最小缸径67.2 mm，应选不小于80 mm标准缸。PLC须夹紧确认后上升、下降到位后松开，并设上下限位、急停及失电保夹紧。 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》 项目四：气压传动 任务四：典型气压传动系统 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. 射芯机动作顺序表中芯盒夹紧的动作时间是（ ） A. 第3s B. 第4s C. 第5s D. 第6~7s 2. 气源处理装置中的空气过滤器，其主要作用是（ ） A. 分离压缩空气中的水分及杂质 B. 调节执行元件所需的工作压力 C. 向压缩空气中加入润滑油雾 D. 降低排气口排出气流的噪声 3. 射芯机气压传动系统主要用于哪种工艺（ ） A. 塑料模具制造 B. 铸造用砂芯制造 C. 陶瓷加工 D. 纺织加工 4. 数控加工中心气动换刀系统的主要目的是什么（ ） A. 提高加工质量 B. 降低设备成本 C. 减少人工劳动 D. 提高生产效率 5. 气动机械手中，用于实现手臂旋转动作的元件通常是（ ） A. 直线气缸 B. 摆动气缸 C. 气阀 D. 减压阀 6. 气动机械手在汽车制造中用于搬运零部件，主要体现其______优势。（ ） A. 体积庞大 B. 搬运精度低 C. 承受较大负载、搬运精准 D. 操作复杂 7. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 8. 气动机械手气压传动系统的主要特点是什么（ ） A. 动力大，精度高 B. 工作稳定，维护简便 C. 操作方便，使用安全 D. 结构简单，成本低 9. 气动机械手在组装领域的优势是什么（ ） A. 精度高 B. 速度快 C. 可靠性好 D. 操作简便 10. 气压机械手的旋转角度一般由______控制。（ ） A. 旋转气缸的行程​ B. 控制元件发出的信号​ C. 气爪的动作​ D. 升降手臂的位置​ 11. 某气动夹具要求双作用气缸伸出时速度可调且运动平稳，宜采用的控制元件是（ ） A. 采用快速排气阀提高速度 B. 采用单向节流阀调节速度 C. 采用梭阀选择供气气源 D. 采用消声器减小排气噪声 12. 在典型气压传动系统中，用于控制双作用气缸伸出和退回的换向元件通常是（ ） A. 二位三通换向阀 B. 三位五通换向阀 C. 二位五通换向阀 D. 二位二通换向阀 13. 气动机械手在气压传动系统中主要用于（ ） A. 抓取、移动物体 B. 切割材料 C. 焊接工件 D. 打磨表面 14. 根据如图所示的数控加工中心气动换刀系统原理图，下列叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件：空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴送刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞退回 15. 气动机械手旋转动作的角度控制一般通过（ ）实现​ A. 限位开关 B. 压力传感器​ C. 时间继电器 D. 编码器 16. 刀具夹紧增力原理中，增力大小与气压之间的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 非线性 17. 二位五通电磁换向阀中 “二位” 的含义是（ ） A. 有两个气缸 B. 有两个电磁线圈 C. 阀芯有两个工作位置 D. 有两个排气口 18. 下列现象中，最直接反映二位五通电磁换向阀密封件损坏的是（ ） A. 车门开关速度加快 B. 系统气压升高 C. 车门动作卡顿 D. 排气口持续漏气 19. 二位五通电磁换向阀的电磁线圈通电时，会（ ） A. 直接推动车门运动 B. 过滤压缩空气 C. 增加系统气压 D. 使阀芯移动改变气流方向 20. 某气压传动装置的供气压力为0.8 MPa，气缸额定工作压力为0.5 MPa。为使供给气缸的压力保持稳定，应选用（ ） A. 空气过滤器净化压缩空气 B. 油雾器加入润滑油雾 C. 安全阀限制系统最高压力 D. 减压阀调定输出压力 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某气动压装装置采用单作用气缸，工作压力为0.6 MPa，负载阻力为1200 N，气缸机械效率为0.85，安全系数取1.25。（1）计算气缸所需的最小有效工作面积。（2）计算气缸缸径的理论最小值。（3）若选用标准缸径63 mm的气缸，计算其实际有效推力，并判断是否满足要求。 22. 某双作用气缸用于机械手直线移动，缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为300 mm，每分钟完成8个往复循环。气源工作压力为0.7 MPa，按绝对压力与标准大气压之比折算自由空气量，标准大气压取0.1 MPa。（1）计算气缸完成一次伸出和缩回所消耗的压缩空气体积。（2）计算该气缸每个往复循环的自由空气消耗量。（3）计算气缸每分钟的自由空气消耗量，若管路泄漏及余量按20%计，求气源最小供气量。 23. 某电气控制气压传动系统中，电磁换向阀动作后推动无杆腔直径为40 mm的双作用气缸伸出，气缸行程为250 mm，要求在0.50 s内完成伸出动作。连接气缸的供气管内径为8 mm。（1）计算气缸伸出时无杆腔需要充入的压缩空气体积。（2）计算气缸伸出过程中的平均供气流量。（3）计算压缩空气在供气管内的平均流速。 24. 某气动机械手采用缸径32 mm、活塞杆直径12 mm的双作用气缸驱动夹爪，系统工作压力为0.5 MPa，气缸机械效率为0.90，夹爪传动机构效率为0.75。机械手夹持质量为8 kg的工件，工件与夹爪之间的摩擦因数为0.35，安全系数取2。（1）计算气缸伸出时的实际有效推力。（2）计算夹爪机构可提供的总夹紧力。（3）计算防止工件下滑所需的最小总夹紧力，并判断该系统能否安全夹持工件。 25. 某PLC控制的气动机械手按“A缸伸出、B缸伸出、夹持停留、B缸缩回、A缸缩回”顺序工作。A缸行程为200 mm，伸出速度为0.40 m/s，缩回速度为0.50 m/s；B缸行程为100 mm，伸出速度为0.25 m/s，缩回速度为0.30 m/s；夹持停留时间为1.20 s。PLC扫描周期为20 ms，按每次动作切换增加一个扫描周期计算。A缸缸径40 mm、活塞杆直径16 mm，B缸缸径25 mm、活塞杆直径10 mm，系统工作压力为0.6 MPa。（1）计算机械手完成一个工作循环的理论动作时间。（2）计算考虑PLC扫描延时后的实际循环时间及每小时最多完成的完整循环次数。（3）计算每个循环的自由空气消耗量，以及每小时的自由空气消耗量。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动冲压线采用气缸驱动压料板。气源经空气过滤减压阀后进入二位五通电磁换向阀，换向阀控制双作用气缸伸出和退回。气缸缸径为40 mm，工作压力为0.60 MPa，机械效率为0.90，压料工序要求气缸伸出推力不小于620 N。（1）计算气缸伸出时的实际推力。（2）判断该气缸能否满足压料工序的推力要求。（3）说明该系统电气控制中，两个电磁铁线圈应设置互锁的原因。 27.（5分）某自动冲压送料装置采用双作用单活塞杆气缸推送工件。气源工作压力为0.60 MPa，气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，机械效率为0.85。送料时气缸推出，复位时气缸缩回，工件运行阻力为850 N。（1）计算气缸推出时和缩回时的实际有效推力。（2）判断该气缸能否克服850 N阻力完成送料，并说明理由。（3）该系统采用二位五通双电控电磁阀控制气缸。说明气路图中调压阀、换向阀和单向节流阀的主要作用，并提出一种防止送料速度过快的调整措施。 28.（10分）汽车车门气压控制系统图中： （1）指出开门的动作过程； （2）指出关门的动作过程。 29.（5分）某工件分拣装置采用双作用气缸将工件推出输送带。气缸缸径为50 mm，活塞杆直径为20 mm，行程为300 mm，每分钟完成12个往复循环。系统工作压力为0.50 MPa，空气压缩机按标准大气压0.10 MPa下的自由空气量选型，压缩机额定供气量为85 L/min。（1）计算该气缸每分钟所需的自由空气量。（2）判断额定供气量为85 L/min的空气压缩机能否满足该装置的用气要求。（3）说明PLC控制该气缸往复运动时，伸出和退回到位信号的主要作用。 30.（5分）某气动机械手用于将工件从输送带搬运至装配台。机械手由水平移动气缸、垂直升降气缸和夹紧气缸组成，采用PLC控制。水平移动气缸缸径为40 mm、活塞杆直径为16 mm、行程为300 mm；垂直升降气缸缸径为50 mm、活塞杆直径为20 mm、行程为150 mm。系统工作压力为0.50 MPa，机械手每分钟完成20个搬运循环。每个循环中，水平气缸和升降气缸各完成一次推出和一次缩回，忽略管路容积及夹紧气缸耗气量。（1）计算机械手每个循环的自由空气消耗量，以及每分钟所需自由空气流量。标准大气压取0.10 MPa。（2）写出机械手完成一次搬运循环的合理PLC动作顺序。设水平气缸原位为A0、伸出到位为A1，升降气缸上位为B0、下位为B1，夹爪张开为C0、夹紧到位为C1。（3）若水平气缸尚未退回原位，升降气缸已接到下降指令，说明PLC程序中应设置的联锁条件及其作用。 31.（10分）某气动机械手负责将工件从加工台搬运至装配台。机械手的升降机构采用双作用气缸，气缸缸径为63 mm，工作压力为0.55 MPa，机械效率为0.85。机械手夹具、连杆和工件的总质量为130 kg，设计要求升降机构的安全系数不小于1.30，取重力加速度为9.8 m/。（1）计算现有气缸的实际提升力及安全系数。（2）判断现有气缸是否满足安全系数要求，并计算满足要求时气缸缸径的理论最小值。（3）说明该机械手采用PLC控制时，为防止工件在升降过程中掉落，应设置哪些主要控制条件。 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 $