《气压与液压传动控制技术》-第7章习题答案

7．1液压执行元件是把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置。液压执行元件有液压缸和液压马达两种类型，二者的区别在于：液压缸将液压能转换成往复运动的机械能；而液压马达则将液压能转换成连续回转的机械能。7．2活塞缸和柱塞缸实现往复直线运动，输出推力或拉力和直线运动速度；摆动缸则能实现小于360°的往复摆动，输出角速度（转速）和转矩。活塞上所固定的活塞杆从液压缸两侧伸出的液压缸，称为双杆活塞液压缸，也称双出杆液压缸。活塞杆仅从液压缸的某一侧伸出的液压缸，称为单杆活塞液压缸，也称单出杆液压缸。7．3作差动连接的单杆液压缸称为差动液压缸。通过差动连接，液压缸在伸出时有杆腔的回油进入有杆腔，使液压缸伸出速度得到提高。7．4液压缸内混入空气主要有几方面原因：（1）当液压系统长时间不工作，系统中的油液由于本身重量的作用而流出。这时容易使空气进入系统，并在运行时被带入液压缸。（2）液压缸运行时残留的空气有时无法自行排出。（3）由于系统密封不严由外部混入空气或油液中溶解的空气分离出来。排气装置通常有两种，一种是在液压缸的最高部位开排气孔，并用管道连接排气阀进行排气；另一种是在液压缸的最高部位安装排气塞。这两种排气装置都是在液压缸排气时打开，排气完成后自动关闭。7．5液压缸高压腔中的油液向低压腔泄漏称为内泄漏；液压缸中的油液向外部泄漏称为外泄漏。液压缸中需要密封的部位主要有活塞、活塞杆和端盖等处。常用的密封方法有间隙密封和密封件密封。7．6液压马达按其结构类型主要可分齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。齿轮式液压马达结构与齿轮式液压泵类似，比较简单，主要用于高转速、小转矩的场合，也用作笨重物体旋转的传动装置；叶片马达的最大的特点是体积小、惯性小，因此动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合；柱塞式液压马达由于排量较小，输出转矩不大，是一种高速、小转矩的液压马达。7．7按额定转速液压泵可分为高速液压马达和低速液压马达两类。高速液压马达额定转速高于500r/min，其特点为转速高，转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向灵敏度高，但输出转矩较小，所以也称为高速小转矩液压马达；低速液压马达额定转速小于500r/min，其主要特点是转速低（最低可达每分钟不到一转），排量大，体积大，可直接与工作机构相连，不需要减速装置，输出转矩大，它又称为低速大转矩液压马达。7．8液压马达主要有以下性能指标：（1）转矩和排量液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩决定的。推动同样大小的负载，工作腔大的马达的压力要低于工作腔小的马达的压力，所以说工作腔的大小是液压马达工作能力的重要标志。液压马达的排量是指在没有泄漏的情况下，马达轴转一转所需输入的油液体积，用V表示。（2）机械效率和启动性能如果液压马达在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等。但由于有泄漏损失，输入液压马达的实际流量必须大于它的理论流量；由于有摩擦损失，液压马达的实际输出转矩必然小于它的理论转矩。在同样的压力下，液压马达由静止到开始转动的启动状态的输出转矩要比运转中的转矩小，这给液压马达的启动造成了困难，所以启动性能对液压马达来说非常重要。（3）转速和低速稳定性液压马达的转速取决于供油的流量q和液压马达本身的排量V。由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达作功，一小部分液体因泄漏损失掉了，所以马达的实际转速要比理想情况低一点。在工程中，液压马达的转速和液压泵的转速都用r/min（转/分）表示。当液压马达工作速度过低时，往往无法保持稳定的转速，而进入时转时停的不稳定工作状态，即所谓的爬行。为避免在低速时出现爬行，在选择低速液压马达时，低速稳定性也是一个很重要的指标。液压马达使用时应尽量高于其标牌上标有的最低转速，一般地说，低速大转矩液压马达的低速稳定性要比高速马达为好。（4）调速范围当负载是在从低速到高速很宽的速度范围内工作时，也就要求液压马达能在较大的速度范围内工作，否则就需要专门的变速机构，使传动系统变得复杂。液压马达的调速范围以允许最大转速和最低稳定转速之比表示，即：i=nmax/nmin。显然，调速范围宽的液压马达应具有良好的高速性能和低速稳定性。7．9液压马达在使用时主要应注意以下问题：（1）液压马达的泄油腔不允许有压力。液压系统的回油一般具有一定压力，所以不允许将液压马达的泄油口与其它回油管路连接在一起，防止引起马达轴封损坏，导致漏油。（2）液压马达在驱动大惯性负载时，不能简单地用关闭换向阀的方法使其停止。若用关闭换向阀使其停车，当液压马达突然停止时，由于惯性的作用，其回油管路上的压力会大幅升高，严重时会将管路上的薄弱环节冲击损坏或使液压马达的部件断裂失效。为此，应在马达的回油路上设置合适的安全阀以保证系统的正常工作。（3）在启动液压马达时，若液压油粘度过低则会使整个液压马达的润滑性下降；粘度过高则会使马达有