开放大学2025年春《液压与气压传动》机考网考期末参考答案

开放大学2025年春《液压与气压传动》机考网考期末参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.液压系统中，液压泵的作用是将（）。A.机械能转换为液压能B.液压能转换为机械能C.电能转换为液压能D.液压能转换为电能答案：A解析：液压泵是动力元件，通过容积变化将原动机（如电动机）输入的机械能转换为液体的压力能（液压能），为系统提供动力源。2.气动系统中，油雾器的主要作用是（）。A.过滤压缩空气中的杂质B.调节系统压力C.向气动元件提供润滑D.存储压缩空气答案：C解析：油雾器属于气动辅助元件，其核心功能是将润滑油雾化后混入压缩空气，随气流进入需要润滑的气动元件（如气缸、换向阀），实现动态润滑，延长元件寿命。3.以下不属于容积式液压泵必备工作条件的是（）。A.具有密封容积B.密封容积周期性变化C.吸油腔与压油腔连通D.配流装置答案：C解析：容积式泵工作需满足三个条件：①密封容积（由泵的结构形成）；②密封容积周期性变化（通过偏心轮、斜盘等结构实现吸油与压油）；③配流装置（如齿轮泵的齿间、叶片泵的配流盘）将吸油腔与压油腔隔开，防止高低压串油。若吸压油腔连通则无法建立压力。4.液压缸的运动速度主要取决于（）。A.输入流量B.系统压力C.液压缸直径D.液压油黏度答案：A解析：液压缸速度公式为v=Q/A（Q为输入流量，A为活塞有效面积）。系统压力决定输出力（F=pA），而流量直接决定速度，因此调节流量（如通过节流阀）是控制执行元件速度的主要方式。5.三位四通换向阀的“O”型中位机能特点是（）。A.所有油口全闭，系统保压B.进油口通，回油口闭，液压缸浮动C.进油口闭，回油口通，系统卸荷D.进油口与回油口连通，执行元件自由运动答案：A解析：“O”型中位时，P、T、A、B油口均封闭，液压缸两腔油液被锁死，活塞位置固定，系统压力保持（需泵卸荷时需额外设置），适用于需定位的工况（如夹紧装置）。二、判断题（每题2分，共10分）1.液压系统中，液压油的黏度随温度升高而降低。（）答案：√解析：液体黏度与温度负相关，温度升高分子运动加剧，内摩擦力减小，黏度下降。因此高温环境需选择高黏度油，低温环境需低黏度油，避免黏度过低泄漏增大或过高流动阻力大。2.气动系统可以实现精确的速度控制。（）答案：×解析：压缩空气具有可压缩性，流量控制时易受压力波动影响，且气体膨胀过程存在能量损失，因此气动系统速度控制精度通常低于液压系统（液压油近似不可压缩），多用于对速度精度要求不高的场合（如分拣、搬运）。3.叶片泵的输出流量可以通过调节偏心距实现变量。（）答案：×解析：单作用叶片泵（非平衡式）通过调节定子与转子的偏心距改变密封容积变化量，实现变量；双作用叶片泵（平衡式）定子与转子同心，无偏心距调节结构，为定量泵。因此需区分单、双作用叶片泵的变量特性。4.溢流阀在系统中仅起溢流稳压作用，不能作安全阀使用。（）答案：×解析：溢流阀的主要功能是稳压（定量泵系统中保持泵出口压力恒定），但当系统压力超过其调定压力时（如过载），溢流阀也会开启溢流，限制最高压力，因此兼具安全阀功能（安全阀通常是高压时紧急开启，而溢流阀常态下溢流）。5.气压传动系统的工作压力一般低于液压系统。（）答案：√解析：气压系统常用工作压力为0.4-0.8MPa（因空气可压缩，高压需更大动力且安全性低），液压系统常用压力为2.5-32MPa（液压油不可压缩，易实现高压），因此气压系统压力普遍低于液压系统。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述液压传动与气压传动的主要优缺点。答：液压传动优点：①功率密度大（单位体积输出力/力矩大），适合重载、高精度场合（如工程机械、机床）；②调速范围宽（可实现无级调速），运动平稳（油液不可压缩）；③易实现过载保护（通过溢流阀）。缺点：①油液泄漏污染环境，且影响系统稳定性；②对油温敏感（需温控装置）；③维护成本高（油液清洁度要求高）。气压传动优点：①工作介质（空气）来源广、成本低，排放无污染；②动作反应快（空气流速快），适合快速往复运动（如气动夹具）；③防爆性好（无火花风险），适用于易燃环境（如煤矿）。缺点：①输出力较小（因压力低）；②速度控制精度低（空气可压缩）；③需处理压缩空气的干燥、过滤（否则元件易锈蚀）。2.说明齿轮泵的困油现象及解决措施。答：齿轮泵工作时，两对轮齿同时啮合的重叠阶段会形成一个封闭容积（困油区）。随着齿轮旋转，困油区容积先减小（压缩油液，产生高压，导致振动、噪声、发热）后增大（形成局部真空，产生气穴，损坏齿面），此现象称为困油现象。解决措施：在泵的前后端盖上开设卸荷槽（径向或轴向），使困油区容积减小时与压油腔相通（释放高压油），容积增大时与吸油腔相通（补充油液），消除困油引起的压力冲击。3.比较节流调速回路中进油节流与回油节流的特点。答：进油节流调速回路：节流阀串联在液压缸进油路上，通过调节进入液压缸的流量控制速度。特点：①结构简单（仅需在进油路设节流阀）；②启动冲击小（进油流量受限，活塞缓慢启动）；③承载能力与负载方向有关（当负载与运动方向相反时，易出现“爬行”）；④油液发热导致进油温度升高，可能加剧泄漏。回油节流调速回路：节流阀串联在液压缸回油路上，通过调节回油流量间接控制进油流量。特点：①液压缸回油腔有背压（提高运动平稳性，尤其负负载时防止活塞前冲）；②油液发热经回油带回油箱，散热条件好；③启动时回油阻力大，可能导致初始压力冲击；④需设置背压阀（或利用节流阀自身阻力）维持背压。4.气动系统中为何需要设置后冷却器和干燥器？答：后冷却器安装在空气压缩机出口，作用是将高温压缩空气（可达140-170℃）冷却至40-50℃，使其中的水蒸气、油蒸气凝结为液态水和油滴，通过油水分离器排出，降低压缩空气中的含湿量和含油量。干燥器用于进一步去除压缩空气中的水分（后冷却器只能去除部分液态水，仍有大量水蒸气），常见类型有吸附式（用硅胶、分子筛吸附水分）和冷冻式（通过制冷降低空气温度，使剩余水蒸气凝结）。若不干燥，湿空气进入气动元件会导致锈蚀（如气缸内壁、阀心）、密封件老化，甚至冰堵（低温环境下水蒸气结冰堵塞管路），影响系统可靠性。5.简述液压系统中过滤器的安装位置及作用。答：①吸油管路：安装粗过滤器（精度100-200μm），防止大颗粒杂质进入泵内（泵内间隙小，易磨损）。注意：过滤精度不能过高，否则吸油阻力大，可能导致气穴。②压油管路：安装精过滤器（精度10-20μm），保护精密元件（如伺服阀、比例阀）。需承受系统工作压力，通常带堵塞指示器（提示滤芯污染需更换）。③回油管路：安装过滤器（精度20-50μm），过滤系统工作中产生的磨损颗粒（如密封件碎屑、金属磨粒），保护油箱内油液清洁。回油压力低，过滤器成本较低。④旁路管路：与主油路并联，通过小流量泵带动过滤器持续过滤油箱内油液，适用于大型系统的油液长期净化。四、计算题（每题15分，共30分）1.某齿轮泵的模数m=2mm，齿数z=12，齿宽b=30mm，转速n=1450r/min，容积效率ηv=0.9，求其实际输出流量（L/min）。（提示：齿轮泵排量公式q=2πm²bz）解：①计算排量q：q=2πm²bz=2×3.14×(2)²×12×30=2×3.14×4×12×30=2×3.14×1440=9043.2mm³/r②理论流量Qt=qn=9043.2mm³/r×1450r/min=13112640mm³/min=13.11264L/min③实际流量Q=Qt×ηv=13.11264×0.9≈11.80L/min答：该齿轮泵实际输出流量约为11.80L/min。2.某双杆活塞液压缸，缸筒内径D=80mm，活塞杆直径d=30mm，输入流量Q=25L/min，系统压力p=6MPa，求液压缸的运动速度v（m/s）和输出推力F（kN）。解：①计算活塞有效面积A（双杆液压缸两腔面积相等，A=π(D²-d²)/4）：D=0.08m，d=0.03mA=3.14×[(0.08)²-(0.03)²]/4=3.14×(0.0064-0.0009)/4=3.14×0.0055/4≈0.0043175m²②运动速度v=Q/(A×60)（Q单位L/m