综合题
1、一台六相反应式步进电动机，通过一对减速齿轮、滚珠丝杠副带动工作台移动(见图) 。丝杠为双线螺纹、螺矩p=4mm、Z1=45、Z2=100。步进电动机转子有60个齿，采用6相单双拍的通电方式。要求：
(一)试述步进电动机有哪些优缺点;
(二)该步进电动机的步距角;
(三)若要求该工作台速度为0.1m/s，问：该该步进电动机的运行频率为多少Hz?
2、(一)什么是设备的第I种有形磨损和第II种有形磨损?如何进行补偿?
(二)什么是设备的第I种无形磨损和第II种无形磨损?各有何特点?
(三)某在用柴油机，在其说明书中标明：有效输出扭矩 Ttq=3650N/m，转速n=1000 r/min ，额定工况每小时燃油消耗量B=85.95 kg/h。该型号的发动机已不生产，目前相同功率替代产品的比油耗为b=190 g/(kW/h)，试计算并分析该柴油机可能存在哪些磨损。
3、(一)什么是设备的寿命周期费用?它具体包括哪些费用?在对设备进行技术改造时如何使用寿命周期费用法进行经济性分析?
(二)某工厂为提高现有生产线的生产能力而进行改造，要求改造后设备的生产能力在100万吨到230万吨/年之间，使用寿命为8年。工厂拟定了三种技术改造方案，
A方案：预计一次性投资55万元，改造后的寿命周期为4年，年均维持费用为20万元，年产量为120万吨。为满足8年使用寿命要求，在第4年末需要再次进行改造，再次改造的一次性投资金额、年均维持费用、使用寿命及年产量与第一次相同。
B方案：预计一次性投资150万元，改造后的寿命周期为8年，年均维持费用为10万元，年产量为140万吨。
C方案：预计一次性投资220万元，改造后的寿命周期为8年，年均维持费用为11万元，年产量为210万吨。
若目前旧设备的现值为20万元，折现率为10%，报废后残值为零，试从A、B、C三个技术改造方案中选择一个最优方案。
4、如图：
(一)液压传动由哪些部分组成?各自起什么作用?
(二)试述方向控制回路中，液控单向阀实现双向锁紧的回路的组成与动作过程。
(三)该液压泵由三相异步电动机驱动，电动机型号为Y160L-6，转差率S=0.02。额定功率为15Kw。电源频率为50Hz。泵的出口压力为8Mpa，排量q=0.1L/r。泵的泄漏量ΔQ=1.7L/min，机械效率为ηm=0.9，试通过计算确定该电动机能否满足该液压泵对功率的要求。
答案部分：
综合题
1、【正确答案】：(一)优点：1、步进电动机的转速主要取决于脉冲频率，转数取决于脉冲数;2、步进电动机的步距值不受各种干扰因素的影响;3、步进电动机步距误差不会长期积累。缺点：步进电动机过载能力较差。
(二)步进电动机的步距角：
(三)运行频率
步进电动机的转速
(注：因为题目给的工作台移动速度是以“秒”为单位的速度，因此电动机的转速也要把以“分钟”为计量单位的转速换算成以“秒”为计量单位)
丝杠带动工作台移动的速度：
2、【正确答案】：(一)有形磨损：实物形态上的磨损，即物质磨损。
第Ⅰ种有形磨损：由摩擦、振动、腐蚀和疲劳等现象，而产生的磨损过程。
第Ⅱ种有形磨损：设备在闲置过程中，由于自然力，例如风吹日晒雨淋，或由于管理不善缺乏必要的维护，导致丧失精度和工作能力。
第Ⅰ种有形磨损与使用时间及使用强度有关。第Ⅱ种有形磨损在一定程度上与闲置时间及保管条件有关。
对于可消除性有形磨损，可以通过修理和更换磨损零件，使磨损得到补偿，对于不可消除性有形磨损，则需要进行更新。
(二)无形磨损
第Ⅰ种无形磨损：由于相同结构设备重置价值的降低而使原有设备价值的贬值。
第Ⅱ种无形磨损：由于出现性能更加完善、效率更高的设备而使原有设备在技术上显得陈旧和落后所产生的无形磨损。
如果设备仅存在第Ⅰ种无形磨损时，不需要对其进行补偿，当设备存在第Ⅱ种无形磨损，可通过更新或改造的办法加以补偿。
由此可知：原有柴油机的比油耗替代产品，意味着该柴油机存在第Ⅱ种无形磨损;而“在用”，则表示第Ⅰ种有形磨损肯定存在。
3、【正确答案】：(一)(1)设备的寿命周期费用是指设备一生的总费用，即设置费和维持费两者之和。设置费包括研究开发费、设计费、制造费、安装费及试运行费等，是指设备前期的一次性投入费用;维持费包括运行费、维修费、后勤支援费、报废费用等，是指在设备使用过程中分期投入的费用。
(2)在对设备的技术改造进行经济分析时，一般需要对两个或两个以上的技术改造方案进行分析比较。对于改造效果相同的方案，一般用总费用现值进行比较，即计算不同改造方案的设备寿命周期内的总费用现值，择其低者为最佳方案;对于改造效果不同的方案，需要在计算出寿命周期费用的基础上，计算每个方案的费用效率，再进行方案比较。
(二)计算选择最优方案
首先计算各方案的总费用现值，计算公式为：
Cp=Py+Pg+Cw×(P/A，i，n)-Fn(P/F，i，n)
(P/A，10%，8)=[(1+0.10)8-1]/[0.1×(1+0.1)8]=5.3349
(P/F，10%，4)=1/(1+0.10)4=0.6830
A方案的寿命周期费用现值：
CpA=PY+PgA+PGA×(P/F，10%，4)+CwA×(P/A，10%，8)
=20+55+55×0.6830+20×5.3349
=20+55+37.5650+106.6980=219.263(万元)
B方案的寿命周期费用现值：
CpB=Py+PgB+CwB×(P/A，10%，8)
=20+150+10×5.3349
=20+150+53.349=223.349(万元)
C方案的寿命周期费用现值：
CpC=PY+Pgc+CWC ×(P/A，10%，8)
=20+220×11×5.3349
=20+220+58.6839
=298.6839(万元)
其次，计算、比较三个方案的费用效率
ηA=EsA/CPA =120/219.263=0.547(t/万元)
ηB=EsB/CPB =140/223.349=0.627(t/万元)
ηC=EsC/CPC =210/298.6839=0.703(t/万元)
4、【正确答案】：(一)液压传动由动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分四个重要部分组成。动力部分把机械能转化为油液压力能，用此压力油推动整个液压系统工作，常见的是液压泵;执行部分是把液体的压力能转化成机械能输出的装置，如液压马达、液压缸;控制部分是对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀等;辅助部分是保证保证液压传动系统正常工作所需的上述三种以外的装置，如油箱、过滤器、油管和管接头等。
(二)上图为一种用液控单向阀实现双向锁紧的回路。当换向阀处于左位时，压力油经液控单向阀Ⅰ进入液压缸左腔，同时压力油也进入液控单向阀Ⅱ的控制油口K2，打开阀Ⅱ，使液压缸右腔的回油经阀Ⅱ及换向阀回油箱，活塞向右运动。同样当换向阀处于右位时压力油经液控单向阀Ⅱ进入液压缸右腔，同时压力油也进入液控单向阀Ⅰ的控制油口K1，打开阀Ⅰ，使液压缸左腔的回油经阀Ⅰ及换向阀回油箱，活塞向左运动。当换向阀处于中位时，液压泵排出的压力油直接流回油箱。由于控制压力油的压力卸除，阀Ⅰ及阀Ⅱ即关闭，液压缸因两腔油液被封死，从而被锁紧。由于此种回路密封性好，泄漏极小，故有液压锁之称。
(三)当电动机的额定功率P电机≥泵所需的输入功率P入时，电动机才能够满足液压泵的使用要求。
由型号可知，该电动机的磁极对数为3，
电动机的转速n=60f/P×(1-S)=(60×50)/3×(1-0.02)=980(r/min)
液压泵的理论流量QT=q×n=0.1×980=98(L/min)
液压泵的容积效率ηv=Q/QT =(QT-ΔQ)/QT =(98-1.7)/98=0.9827
液压泵所需要的输入功率P入=P出/η总 =pQ/(60×ηm ×ηv )=[8×(QT-ΔQ)]/(60×0.9×0.9827)=(8×(98-1.7))/(60×0.9×0.9827)=14.52kW
结论：电动机的额定功率大于液压泵所需要的功率，满足要求。
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