气压传动与控制试卷A答案2011.pdf

1 一判断题(每题 2 分，共 20 分) 1标准状态下空气的密度为常数。 （ ） 2气体的膨胀性指气体的体积随温度增高或压力降低而增大的性质。 （ ） 3空气中水蒸汽的密度可用绝对湿度来表示。 （ ） 4绝热放气过程的温度和压力的计算公式与绝热膨胀过程的温度和压力的计算公式相同， 所以绝热放气过程可看作绝热膨胀过程的特例。 （ ） 5在亚声速流动时，气体的流速随管道截面积的增大而减小。 （ ） 6气动三大件的顺序是分水滤气器、油雾器、减压阀。 （ ） 7气体通过节流小孔排气，其流速有最大值。 （ ） 8空压机铭牌上标注的流量是指空压机输出的压缩空气量。 （ ） 9设计气动行程程序时，是否增加中间记忆元件与是否有障碍信号无关。 （ ） 10润滑油被雾化过程中，气体流速和压力越高，雾化的油滴越小。 （ ） 二简答题（共 30 分） 1为何压缩空气可以由空压站集中供气并远距离输送？有何优点？（5 分） 2说明气动三大件的选用原则。 （8 分） 2 3何谓气马达的额定功率？它与液压马达的额定功率的定义是否相同？（7 分） 4比较气动压力阀和液压压力阀。 （10 分） 三设计、计算题（50 分） 1设计一个气动回路控制气缸动作，其控制要求如下：每按一次启动按钮，能控制气 缸往复动作一次；能控制气缸前进的运动速度；气缸前进到底前，能缓冲。 （10 分） 3 2求标准状态下空气的密度。 （10 分） 3 单活塞杆双作用气缸内径 D100mm， 活塞杆直径 d32mm， 工作压力 p0.5MPa， 负载率0.5。求该气缸的推力。用该气缸推动质量为 m100kg 的物体运动，忽略摩擦 力，当速度达到 v2m/s 时，求气缸最小运动行程 L。 （10 分） 4 4用气动换向阀实现逻辑“异或”的功能。 （5 分） 5设计气动行程程序A1B1A0B0。设计方法不限，要求写出设计过程和步骤，绘出控 制逻辑原理图或气路图。 （15 分） 5 答案 一判断题(每题 2 分，共 20 分) 1标准状态下空气的密度为常数。 （） 2气体的膨胀性指气体的体积随温度增高或压力降低而增大的性质。 （X ） 3空气中水蒸汽的密度可用绝对湿度来表示。 （） 4绝热放气过程的温度和压力的计算公式与绝热膨胀过程的温度和压力的计算公式相同， 所以绝热放气过程可看作绝热膨胀过程的特例。 （X） 5在亚声速流动时，气体的流速随管道截面积的增大而减小。 （） 6气动三大件的顺序是分水滤气器、油雾器、减压阀。 （X） 7气体通过节流小孔排气，其流速有最大值。 （） 8空压机铭牌上标注的流量是指空压机输出的压缩空气量。 （X） 9设计气动行程程序时，是否增加中间记忆元件与是否有障碍信号无关。 （） 10润滑油被雾化过程中，气体流速和压力越高，雾化的油滴越小。 （X） 二简答题（共 30 分） 1为何压缩空气可以由空压站集中供气并远距离输送？有何优点？（5 分） 解：由于空气的粘度很小，即使远距离输送，空气在管道中的压力损失也很小，所以 可以采用空压站集中供气。 空压站中的装置和设备大多包含有压力容器， 从安全角度考虑， 这些设备必须与生产设备分离，单独布置，远距离送气。 其优点是节省投资成本、便于安排专人日常管理和维护、便于提高压缩空气的质量和 流量稳定性、减少主厂区噪声污染。 2说明气动三大件的选用原则。 （8 分） 解：分水滤气器、减压阀和油雾器一起称为气动三大件，它是每台气动设备中不可缺 少的压缩空气处理装置。 选用气动三大件时， 应与气动设备对压缩空气的质量要求相适应， 配置过低，会使气动设备事故频繁、寿命缩短，配置过高，会增加设备成本。 选用分水滤气器时，主要根据气动设备所需的过滤度和所需自由空气流量，其次还有 压力流量特性、水分离效率等。 选用减压阀时，根据气动设备的调压精度和调压范围选择不同形式的减压阀，根据气 动设备最大用气量选择减压阀通径。 选用油雾器时，主要根据气动设备所需油雾粒径大小和空气流量。 如果气动设备中有气动仪表、逻辑元件、射流元件、高级喷涂装置、食品行业设备、 药品行业设备等不需要润滑油的元件和装置，气动三大件只用分水滤气器和减压阀。 6 3何谓气马达的额定功率？它与液压马达的额定功率的定义是否相同？（7 分） 解：由于气马达的特性曲线具有软特性，当负载转矩 T 为零时，输出的转速最大，输 出功率为零；当负载转矩等于气马达的最大转矩时，气马达停转，输出功率亦为零。由此 可知，气马达的最大转矩和最大转速不会同时出现。最大功率出现在负载转矩等于气马达 最大转矩的一半、 转速等于气马达最大转速的一半的时候。 一般将功率 maxmax 25. 0TPs 定义为气马达的额定功率； 而液压马达的额定功率定义为 maxmax TPs， 即额定功率出现 在液压马达最大转矩 max T与最大转速 max n之时。 4比较气动压力阀和液压压力阀。 （10 分） 解：1）压力阀的分类：都有减压阀和溢流阀。液压压力阀还有顺序阀，气动压力阀 没有顺序阀。 2）压力阀的结构：都有直动式和先导式两种。 3）压力阀的性能：都能调节和稳定系统的压力。 4）压力阀的使用： a）气动系统使用减压阀调节系统压力，液压系统使用溢流阀调节系统压力。 b）气动溢流阀控制系统的最高压力，做安全阀使用。液压溢流阀可用做安全阀和 调压阀使用。 c）液压顺序阀可以控制执行元件（阀）按压力变化顺序动作。 三设计、计算题（50 分） 1设计一个气动回路控制气缸动作，其控制要求如下：每按一次启动按钮，能控制气 缸往复动作一次；能控制气缸前进的运动速度；气缸前进到底前，能缓冲。 （10 分） 7 2求标准状态下空气的密度。 （10 分） 解：标准状态下空气的温度 T293K，压力 p0.1013106Pa，相对湿度65。 查表得此时的饱和水蒸气的分压力 pb0.023105Pa 1m3湿空气中水蒸气的质量（绝对湿度） TR p TR p m s b s s s 29305.462 10023. 0%65 5 0.011（kg） 1m3空气中干空气的质量 RT pp RT pp RT p m bs g g 2931 .287 10023. 0%65101013. 0 56 1.186（kg） 湿空气的密度 V mm gs 1 186. 1011. 0 1.197（kg/m3） 3 单活塞杆双作用气缸内径 D100mm， 活塞杆直径 d32mm， 工作压力 p0.5MPa， 负载率0.5。求该气缸的推力。用该气缸推动质量为 m100kg 的物体运动，忽略摩擦 力，当速度达到 v2m/s 时，求气缸最小运动行程 L。 （10 分） 解：气缸推力 pDF 2 4 推 5 . 0105 . 010100 4 6 2 3 1963.5（N） 根据能量平衡方程 2 2 1 mvLF 推 8 其中：5 .1963 推 F（N） 得 推 F mv 2 L 2 5 .19632 2100 2