《气压与液压传动控制技术》-第二章习题答案

2．1在气动系统中将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工作机构作直线往复运动、摆动或者旋转的元件称为气动执行元件。按运动方式的不同，气动执行元件可以分为气缸、摆动缸和气马达。2．2单作用气缸只在活塞一侧可以通入压缩空气使其伸出或缩回，另一侧是通过呼吸孔开放在大气中的。这种气缸只能在一个方向上作功。双作用气缸活塞的往返运动是依靠压缩空气从缸内被活塞分隔开的两个腔室（有杆腔、无杆腔）交替进入和排出来实现的，压缩空气可以在两个方向上作功。单作用气缸的特点是由于单边进气，因此结构简单，耗气量小；缸内安装了弹簧，增加了气缸长度，缩短了气缸的有效行程，且其行程还受弹簧长度限制；借助弹簧力复位，使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧张力，减小了活塞杆的输出力。而且输出力的大小和活塞杆的运动速度在整个行程中随弹簧的变形而变化。因此单作用气缸多用于行程较短以及对活塞杆输出力和运动速度要求不高的场合。双作用气缸由于没有复位弹簧双作用气缸可以实现更长的有效行程和稳定的输出力。但双作用气缸是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，由于回缩时压缩空气有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。2．3缓冲装置的作用是当气缸行程接近末端时，减缓气缸活塞运动速度，防止活塞对端盖的高速撞击。缓冲气缸接近行程末端时，缓冲柱塞阻断了空气直接流向外部的通路，使空气只能通过一个可调的节流阀排出。由于空气排出受阻，使活塞运动速度下降，避免了活塞对端盖的高速撞击。2．4摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在小于360°的角度范围内的作往复摆动的气动执行元件，多用于物体的转位、工件的翻转、阀门的开闭等场合。叶片式摆动气缸是利用压缩空气作用在装在缸体内的叶片上来带动回转轴实现往复摆动的。当压缩空气作用在叶片的一侧，叶片另一侧排气，叶片就会带动转轴向一个方向转动；改变气流方向就能实现叶片转动的反向。齿轮齿条式摆动气缸利用气压推动活塞带动齿条作往复直线运动，齿条带动与之啮合的齿轮作相应的往复摆动，并由齿轮轴输出转矩。2．5气动马达是将压缩空气的压力能转换为连续旋转运动的气动执行元件。叶片式气动马达主要由定子、转子和叶片组成。由于转子偏心安装，气压作用在两侧叶片上的转矩不等，使转子旋转。转子转动时，每个工作腔的容积在不断变化。相邻两个工作腔间存在压力差，这个压力差进一步推动转子的转动。活塞式气动马达是一种通过曲柄或斜盘将多个气缸活塞的输出力转换为回转运动的气动马达。2．6气动马达与电动机和液压马达相比，有以下特点：（1）由于气动马达的工作介质是压缩空气，以及它本身结构上的特点，有良好的防爆、防潮和耐水性，不受振动、高温、电磁、辐射等影响,可在高温、潮湿、高粉尘等恶劣环境下使用。（2）气动马达具有结构简单，体积小，重量轻，操纵容易，维修方便等特点，其用过的空气也不需处理，不会造成污染。（3）气动马达有很宽的功率和速度调节范围。气动马达功率小到几百瓦，大到几万瓦，转速可以从零到25000r/min或更高。通过对流量的控制即可非常方便的达到调节功率和速度的目的。（4）正反转实现方便。只要改变进气排气方向就能实现正反转换向，而且回转部分惯性小，且空气本身的惯性也小，所以能快速地启动和停止。（5）具有过载保护性能。在过载时气动马达只会降低速度或停车，当负载减小时即能重新正常运转，不会因过载而烧毁。（6）气动马达能长期满载工作，由于压缩空气绝热膨胀的冷却作用，能降低滑动摩擦部分的发热，因此气动马达能在高温环境下运行，其温升较小。（7）气动马达，特别是叶片式气马达转速高，零部件部件磨损快，需及时检修、清洗或更换零部件。（8）气动马达还具有输出功率小，耗气量大，效率低，噪声大和易产生振动等缺点。2．7在气动系统中有一类元件在低于大气压下工作的元件，这类元件称为真空元件，由真空元件构成的气动系统称为真空系统。真空系统一般由真空发生器（真空压力源）、吸盘（执行元件）、控制阀（有手动阀、机控阀、气控阀和电磁阀）及附件（过滤器、消声器等）组成。2．8当压缩空气通过喷嘴射入接收室，形成射流。射流卷吸接收室内的静止空气并和它一起向前流动进入混合室并由扩散室导出。由于卷吸作用，在接收室内会形成一定的负压。接收室下方与吸盘相连，就能在吸盘内产生真空。当达到一定的真空度就能将吸附的物体吸持住。2．9真空系统在使用时主要应注意：（1）供给的气源应经过净化处理，也不能含有油雾。在恶劣环境中工作时，真空压力开关前也应安装过滤器。（2）真空发生器与吸盘间的连接管应尽量短，且不承受外力。拧动时要防止连接管扭曲变形造成漏气。（3）为保证停电后保持一定真空度，防止真空失效造成工件松脱，应在吸盘与真空发生器间设置单向阀，真空电磁阀也应采用常通型结构。（4）吸盘的吸着面积应小于工件的表