设备控制习题

1 液压系统由动力元件 执行元件 控制调节元件 辅助元件四部分组成 液压系统工作压力取决于负载 执行元件的运动速度 决定于 流量 液压传动的工作介质是液体 液压传动是以工 作介质的压力能来进行能量传递的 液压系统中的压力损失绝 大多数转化成了热能 液体传动是以液体为工作介质的流体传动 包括液压 传动和液力传动 液体在流动时的压力损失有两种沿程 压力损 失 局部压力损失 2 油液在外力作用下 液层间作相对运动进的产生内 摩擦力的性质 叫做 粘性 粘性的大小用粘度来表示 其与温 度的关系是 温度越高 粘度越低 液体的粘度一般有三种表 示方法 动力粘度 运动粘度 条件粘度 其中可测量的是条 件粘度 液体的粘温性用粘度指数来表示 其值越大 表示粘 温性越好 液压马达是将输入的液压 能转化为机械 能 3 液压控制阀按用途可分为方向控制阀 流量控制 阀 压力控制阀三大类 流量控制阀分为节流阀 调速阀两 大类 4 泊努力方程的物理意义是 重力作用下 在通道内 作稳定流动的理想液体具有三种形式的能量 即压力能 位能 和动能 这三种形式的能量在液体流动过程中可以相互转化 但其总和在各个截面处均为定值 它是能量守恒定律在流体力 学中的体现 5 一台公称压力为 6 3MPa 的液压泵 若将其出油口 通油箱 问其出油口的压力为 0 6 当调速阀所承受的负载很高时 调速阀相当于一个 节流阀 7 液控单向阀的液控口不通压力油时 它相当于一个 普通单向阀 8 液压泵是将输入的机械 能转化为 液压 能 9 节流调速回路它用定量泵供油 用节流阀 或调速 阀 改变进入执行元件的流量使之变速 根据流量阀在回路中的 位置不同 分为 进油路节流调速 回油路 节流调速 旁 油路节流调速三种回路 10 当泵出口的溢流阀的远程控制油口接油箱 则此 时系统 卸荷 11 电液换向阀中 电磁阀是先导阀 液动阀是主阀 12 写出连续性方程 它是质量守恒定律常数 A V q 在流体力学中的体现 13 常用的速度控制回路有调速回路 换速回路 增 速回路 三大类 14 当溢流阀进油口压力低于调定压力时阀口处于开 启状态 当减压阀的出油口压力低于调定压力时 阀口处于开 启状态 15 在重力作用下 静止液体的压力随液深成线性分 布 也即 在重力作用下 静止液体中同一水平面的压力处处 相同 16 当调速阀所承受的负载很高时 调速阀相当于一 个节流阀 17 锁紧回路的功能是使执行元件停止在规定的位置 上 且能防止因外界影响而发生飘移或串动 18 要使先导式溢流阀的远程调压阀起作用 其调定 压力应小于先导式溢流阀本身的压力 19 差动连接时 有杆腔的压力与无杆腔的压力相比 谁大 一样大 20 液压传动中所用的液压泵都是靠密封的工作容积 发生变化而进行工作的 所以都属于容积式液压泵 21 液压控制阀是液压系统中控制油液压力 流量及 流动方向的元件 22 根据结构不同 溢流阀可分为直动式 先导式两 类 23 液体的流动状态由雷诺系数来判断 流态分为层 流和紊流 24 油雾器的作用是使润滑油雾化后 随空气进入需 要润滑的部件 达到润滑的目的 25 卸荷回路的功用是 在液压泵的驱动电机不频繁 启闭 且使液压泵在接近零压的情况下运转 以减少能量损耗 和油液发热 延长泵和电机的使用寿命 26 气压传动系统由气源装置 控制元件 辅助 元件 执行元件分组成 27 根据阀结构中控制阀动作的油液来源的不同 单 向阀可分为普通 液控 两类 28 O 型中位机能的换向阀其换向平稳性好 好 坏 换向精度高 高 低 杆固式液压双杆缸两位两通常开液动换 向阀 缸固式液压单杆缸气动系统空气干燥器 三位四通 O 型中位机能电磁换向阀 直动式溢 流阀 调速阀 冷却器 先导式溢流阀 节流阀 单向定量泵 直动式减压阀 单向定量液压马达 油水分离器 先导式顺序阀两位两通常开液动换向阀 油雾器 两位两通常闭电磁换向阀 缸固式液压双杆缸 干燥器直动式顺序阀单向阀 储气罐先导式减压阀 单向变量液压马达消声器三位四通电 磁换向阀 单向变量液压泵液控单向阀油水分 离器 1 简述液压传动系统的组成及各组成部分的功用 答 1 动力元件 它是将原动机输入的机械能转换为 液体压力能的装置 其作用是为液压系统提供压力油 是系统 的动力源 如各类液压泵 2 执行元件 它是将液体压力能转换为机械能的装置 其作用是在压力油的推动下输出力和速度 或转矩和转速 以驱 动工作部件 如各类液压缸和液压马达 3 控制调节元件 它是用以控制液压传动系统中油液 的压力 流量和流动方向的装置 如溢流阀 节流阀和换向阀 等 4 辅助元件 上述几部分以外的其它装置 分别起储 油 输油 过滤和测压力等作用 如油箱 油管 过滤器和压 力计等 2 简述活塞式空压机的工作原理 当活塞式空压机活塞向右运动时 气缸内活塞左腔的 压力低于大气压力 吸气阀被打开 空气在大气压力作用下进 入气缸内 这个过程称为 吸气过程 当活塞向左移动时 吸 气阀在缸内压缩气体的作用下而关闭 缸内气体被压缩 这个 过程称为压缩过程 当气缸内空气压力增高到略高于输气管内 压力后 排气阀被打开 压缩空气进入输气管道 这个过程称 为 排气过程 活塞的往复运动是由电动机带动曲柄转动 通 过连杆 滑块 活塞杆转化为直线往复运动而产生的 3 分析同一束流 在管径变化时 其速度和压力如何 变化 设该管道水平放置 连续性方程为 它说明不可压缩液体在通道常数 A V q 中稳定流动时 流过各截面的流量相等 而流速和通流截面面 积成反比 所以 管径越大 流速越慢 管径越小 流速越快 4 简述液压油粘度的选用原则 工作压力 工作压力较高的液压传动系统宜选用粘 度等级较高的液压油 液 环境温度 环境温度较高时 宜选用粘度等级较高 的液压油 液 运动速度 当运动部件的速度较高时 宜选用粘度 等级较低的液压油 液 5 以齿轮泵为例简述液压泵正常工作的条件 可变化的密封容积 泵体 泵盖 齿轮及啮合线构成 密封容积 轮齿脱开啮合的一腔 密封容积不断增大 轮齿进 入啮合的一腔 密封容积不断减小 2 要有配油装置 啮合 线将吸压油腔分开 3 油箱必须要与大气相通 将油箱与 大气相通 7 简述调压回路 减压回路的功用 调压回路的功能是使液压系统 或系统中某一部分 的压 力保持恒定或不超过某一数值 减压回路的功能是使液压系统 中某一支路具有较主油路低的稳定压力 8 阐述溢流阀和减压阀的主要区别 1 答 溢流阀控制进口压力为一定值 阀口常闭 出 口接回油箱 出口压力为零 弹簧腔泄漏油内部引到出口 内 泄 溢流阀旁接在液压泵的出口或执行元件的进口 减压阀控制出口压力为一定值 阀口长开 出口油液 去工作 压力不为零 弹簧腔泄漏油单独引到油箱 外泄 减 压阀串联在某一支路上 提供二次压力 9 简述溢流阀与顺序阀的区别 答 溢流阀对溢流口进行溢流稳压 出口接回油箱 出口压力为零 顺序阀利用进口压力控制开启 阀口常闭 出口油液 去工作 压力不为零 弹簧腔泄漏油单独引到油箱 外泄 内 控外泄顺序串联在执行元件的进口 10 简述压力的表示方法及它们之间的关系 液体压力的表示方法有两种 一种是以绝对真空为基 准表示的绝对压力 另一种是以大气压力为基准表示的相对压 力 绝大多数仪表所测得的压力是相对压力 在液压技术中 如未特别说明 压力均指相对压力 绝对压力和相对压力的关 系为 绝对压力 大气压力 相对压力 当液体中某处绝对压力低于大气压力 即相对压力为负 值 时 习惯上称该处具有真空 绝对压力小于大气压力的那部 分数值 称为真空度 它们的关系为 真空度 大气压力 绝对压力 1 如图所示的液压系统 可以实现快进 工进 快退 停止的工作循环要求 1 说出图中标有序号的液压元件的名称 2 写出电磁铁动作顺序表 1 三位四通电磁换向阀 2 调速阀 3 二位三通电 磁换向阀 动 作 电磁铁 1Y A 2Y A 3Y A 快 进 工 进 快 退 停 止 2 如图所示液压系统 完成如下动作循环 快进 工 进 快退 停止 卸荷 试写出动作循环表 并评述系统的特 点 1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 快 进 工 进 快 退 停 止 卸荷 1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 快 进 工 进 快 退 停 止 卸荷 特点 先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小 回 油节流调速回路速度平稳性好 发热 泄漏节流调速影响小 用电磁换向阀易实现自动控制 3 阅读下图所示液压系统 完成如下任务 1 写出元件 2 3 4 6 9 的名称及在系统中的 作用 2 填写电磁铁动作顺序表 通电 断电 3 写出快进时的油流路线 解 1 2 溢流阀 稳压溢流 3 22D 快慢 速换接 4 35D 使执行元件换向 6 调速阀 调节中速 进给速度 9 过滤器 过滤油中杂质 2 电磁铁动作顺序表 电磁铁动态 工 作过程 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 快 速进给 中 速进给 慢 速进给 快 速退回 停 止 3 进 泵 1 4 左位 缸左腔 回 缸右腔 4 左位 3 下位 缸左腔 实现差动快 速 4 如图所示系统能实现 快进 1 工进 2 工进 快退 停止 的工作循环 试画出电磁铁动作顺序表 并分析系统 的特点 解 电磁铁动作循环表 1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 快 进 工 进 快 退 快 退 停 止 用电磁换向阀易实现自动控制 调速阀调速 速度稳定 不受负载影响 调速范围大 低速稳定性好 快 慢速度的换接平稳 5 如图所示系统能实现 快进 1 工进 2 工进 快退 停止 的工作循环 试画出电磁铁动作顺序表 并分析系统 特点 1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 快 进 1 工进 2 工进 快 退 停 止 2 3 分 回油路节流调速平稳性较好 但由于使 用节流阀 所以回路速度受负载影响 O 型中位机能换向精度 高 平稳性性差 系统无卸荷装置 6 如图所示液压系统可实现 快进 工进 快退 停 止 的动作循环 要求列出其电磁铁动作循环表 并分析该液 压系统有何特点 1Y A 2Y A 3Y A 快 进 工 进 快 退 停 止 液压系统特点 采用进油节流调速回路保证稳定的低速运动 较好的 速度刚度 采用背阀提高了运动的平稳性 启动冲击小 采用 差动连接实现快进 能量利用经济合理 7 如图所示液压系统可实现快进 工进 快退 原位 停止工作循环 分析并回答以下问题 1 写出元件 2 3 4 7 8 的名称及在系统中的 作用 2 列出电磁铁动作顺序表 通电 断电 3 分析系统由哪些液压基本回路组成 工 况 1 YA 2 YA 行 程阀 快 进 工 进 快 退 原 位停 止 工况 1Y A 2Y A 行程 阀 快进 工进 快退 原位停 1 2 三位五通电液换向阀 使执行元件换向 3 两位两通机动换向阀 快慢速换接 4 调速阀 调节工作进给速度 7 溢流阀 背压阀 8 外控内泄顺序阀做卸荷阀 2 电磁铁动作顺序表 3 三位五通电电液换向阀的换向回路 进口调速 阀节流调速回路 单向行程调速阀的快 慢 快换速回路 差动连接快 速回路 双泵供油快速回路 止 8 认真分析如图所示的液压系 统 按电气元件的工作顺序和工作状态 试分析说明液压缸各动作的运动和工作 状态 注 电气元件通电为 断 电为 答 1 活塞快进 2 第一种速度工进 3 停留 电气元件 动作名称1Y A 2Y A 1 2 3 4 5 6 7 4 第二种速度工进 5 停留 6 快退 7 停止 电路分析题 1 如后图 X6132 铣床电气原理图 试回答 1 请阐述主轴启动过程的工作原理 并写出其电流通 路 主轴的起动 按下启动按纽 SB5 或 SB6 主轴起动控制回路 为了操作方便 主轴电动机的起动停止采用两地控制 一处设在工作台前面 另一处设在床身侧面 起动前 先将 KM1 线圈通电而吸合 其常开辅助触点 6 7 闭合自锁 主触 点闭合 电动机 M1 便拖动主轴旋转 在主轴起动控制电路中串 联有热继电器 FR1 和 FR2 的常闭触点 22 23 和 23 24 主 轴起动控制回路 1 SA2 1 SQ6 2 SB1 1 SB2 1 SB5 或 SB6 KM1 线圈 KT 22 FR2 23 FR1 24 2 分析工作台向上运动的控制电路工作原理 并写出 其电流通路 工作台向上运动的控制电路工作原理为 将十字手柄 扳向上方 使 SQ4 受压 SQ4 1 闭合 SQ4 2 断开 接通 KM3 使 M2 反向旋转 向上 向后控制回路是 6 KM1 9 SA3 3 10 SQ2 2 15 SQ1 2 13 SA3 1 16 SQ4 1 19 KM3 线圈 20 KM2 21 向上 向后控制回路相同电动机 M3 反转 而电磁离 合器通电不一样 向上时 在压 SQ4 的同时压下 SQ8 电磁离 合器 YC5 通电 2 设计题 1 为两台异步电动机设计出该继电器 接触器控制电 路 主电路不用画出 请在图后作必要的文字说明 其要求如 下 1 两台电动机互不影响地独立工作 2 能同时控制两台电动机的起动与停止 3 当一台电动机发生故障时 两台电动机均停止 解 FR1 FR2 SB0 SB1SB2 SB3KASB4KM1KASB5KM2KA KAKM1KM2 SB1 SB2 分别为两台电机独立起动按钮 SB4 SB4 分别为两台电机独立停止按钮 SB0 为两台电机总停止按钮 SB3 为两台电机总起动按钮 3 设计一个控制线路 要求第一台电动机起动 10S 后 第二台电动机自动起动 运行 20S 后 两台电动机同时停转 请设计出该继电器 接触器控制电路 主电路不用画 出 请在图后作必要的文字说明 解 4 设计一小车运行的控制线路 小车由异步电动机拖 动 其动作程序如下 1 小车由原位开始前进 到终端后自动停止 2 在终端停留 2min 后自动返回原位停止 3 要求能在前进或后退途中任意位置能停止或起动 FU1 FR SB0 SB1KM1SQ1KTKM2 SQ1SQ2 KM1KTKM2 2Min S SQ Q1 1 原原位位限限位位 S SQ Q2 2 终终端端限限位位 K KT T 控控制制2 2M Mi in n FU2 5 设计两台三相交流异步电动机的顺序控制线路 要 求其中一台电动机 M1 起动后另一台电动机 M2 才能起动 停止 时 M2 电动机停止后 M1 才能停止 请设计出该继电器 接触器控制电路 请设计电动机星形启动三角形全压运行主电路和控制 电路 控制要求 1 电动机应设置短路保护和过载保护 2 星形启动三角形全压运行之间应设置互锁 3 星形启动后一定时间自动转为三角形连接 全压运 行 1 请设计出该继电器 接触器控制电路 需画出主 电路 请在图后做必要的文字说明 1 PLC 是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的 每个周期包括 PLC 是通过输入采样 程序执行 输出刷新三个 阶段 2 在 FX 系列可编程控制器中 OR 是单个常开触点的 并联 MC 是主控指令 NOP 是空操作指令 T 是 器 M 是 器 Y 是 器 FX2N 64M 是 FX 系列 PLC 的 基本单元 扩展单元 64 表示其具有 移位寄存器的 SFT 是移位输入 端 而 RST 是 复位 输入 端 3 在 FX2N 系列可编程控制器中 AND 是 单个常开 触点的串联 ORI 是 单个常闭触点的并联 LD 是 取用常开触点 4 简述速度继电器的工作原理和功用 5 什么是可编程控制器 PLC 的特点是什么 6 试说明 PLC 的工作过程 在运行模式 PLC 除进行内部处理和通信服务工作外 还要完成输入采样 程序执行和输出刷新三个阶段的周期扫描 工作 在输入采样阶段 PLC 将所有输入端的输入信号状态 读入到输入映像寄存器中寄存起来 称为对输入信号的采样 在程序执行阶段 PLC 根据本次采样到输入映像寄存 器中的数据 依用户程序的顺序逐条执行用户程序 执行的结 果都存入元件映像寄存器