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文档简介

1、会计学1液压执行液压执行(zhxng)元件元件第一页,共129页。将液压能转换(zhunhun)为机械能输入压力、流量输出转动(zhun dng):力矩T、角速度(转速n )第1页/共129页第二页,共129页。第2页/共129页第三页,共129页。径向(jn xin)柱塞油马达第3页/共129页第四页,共129页。第4页/共129页第五页,共129页。按结构(jigu)类型来分 齿轮式 叶片式 柱塞式按额定转速分: 齿轮式 高速额定转速高于500 r/min 螺杆式 叶片(ypin)式 轴向柱塞式 低速额定转速低于500 r/min 径向柱塞油马达第5页/共129页第六页,共129页。通常高

2、速液压马达(md)输出转矩不大(仅几十牛米到几百牛米), 所以又称为高速小转矩马达(md)。高速液压马达的主要(zhyo)特点转速高,转动惯量小,便于启动和制动,灵敏度高等。第6页/共129页第七页,共129页。几万几万n牛牛米),米),n又称为低速大转矩液压马达。又称为低速大转矩液压马达。第7页/共129页第八页,共129页。1、叶片(ypin)式液压马达叶片式液压马达(md)工作原理第8页/共129页第九页,共129页。第9页/共129页第十页,共129页。第10页/共129页第十一页,共129页。叶片式液压马达的使用特点体积小,转动惯量小,动作(dngzu)灵敏允许高频换向,且角速度和输

3、出转矩脉动小;缺点:泄漏量较大,低速工作时不稳定(爬行);因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作(dngzu)要求灵敏的场合。 第11页/共129页第十二页,共129页。工作原理:定子与缸体存在一偏心距,在柱塞与定子接触处,定子对柱塞的反作用力为FN 可分解为 FF FT 切向力产生转矩 由于在压油区作用有好几个柱塞,在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转(xunzhun),并输出转矩。结构(jigu):第12页/共129页第十三页,共129页。第13页/共129页第十四页,共129页。连杆偏心定子式该马达有五个柱塞,壳体上有五个缸,。连杆通过球铰与活塞联接,另一端为圆弧表面,圆弧半径与

4、偏心轮半径一致,两个(lin )圆环套在连杆的圆弧外表面,而连杆既能沿着偏心轮的圆弧表面滑动而又不能脱开,输出轴左端通过联轴器使配流轴同步旋转。连杆式径向(jn xin)柱塞马达第14页/共129页第十五页,共129页。定子内表面采用正弦曲线(qxin),(或等加速曲线(qxin)、阿基米德曲线(qxin)),保证在低转速下也能稳定工作。为增大转矩,也有做成多排转子(zhun z),各排错开可减小脉动。曲线定子式第15页/共129页第十六页,共129页。第16页/共129页第十七页,共129页。第17页/共129页第十八页,共129页。直轴或斜轴式液压泵都可以(ky)作液压马达用。原理:在配流

5、盘的一侧槽中通入压力油,另一侧回油,将使柱塞球头压在斜盘上,其反作用力的分力将使缸体带动轴转动从而输出(shch)力矩和转速。第18页/共129页第十九页,共129页。第19页/共129页第二十页,共129页。第20页/共129页第二十一页,共129页。第21页/共129页第二十二页,共129页。第22页/共129页第二十三页,共129页。失,失,所以,马达(md)的理论转矩为2MtpVT2MtMtpqTT n(理论(lln)转矩与压力差和排量 的关系)第23页/共129页第二十四页,共129页。2MmMpVT式中, TM实际运行(ynxng)输出转矩 Mm 马达的运行(ynxng)机械效率第

6、24页/共129页第二十五页,共129页。00MMmMtTT式中, TM0为液压马达的起动转矩(q dn zhun j) TMt为液压马达的理论转矩 Mm0 马达的起动机械效率第25页/共129页第二十六页,共129页。n意义意义给液压马达带载启动造给液压马达带载启动造成了困难成了困难第26页/共129页第二十七页,共129页。所以,如果液压马达带载启动,必须注意到所选择(xunz)的液压马达的启动性能。 第27页/共129页第二十八页,共129页。3、液压马达(md)的转速和低速稳定性液压马达的转速取决于供液的流量(liling)qM和液压马达本身的(理论)排量VM,液压马达的实际(shj)

7、转速nM要比理论转速小。原因液压马达内部有泄漏,MMMvMqnV式中,nM 液压马达的实际转速 qM 液压马达的输入流量; VM 液压马达的理论排量 MV 液压马达的容积效率第28页/共129页第二十九页,共129页。为防止“爬行” :高速(o s)液压马达工作转速不应 低于10r/min, 低速马达的工作转速不应 低于3r/min。第29页/共129页第三十页,共129页。第30页/共129页第三十一页,共129页。maxminnin宽调速液压马达(md)既有好的高速性能又有好的低速性能。当负载从低速到高速在很宽的范围(fnwi)内工作时, 选用: 宽调速液压马达 窄调速液压马达机械变速 传

8、动机构复杂化。第31页/共129页第三十二页,共129页。n与泵配套的电机功率、转速与泵配套的电机功率、转速第32页/共129页第三十三页,共129页。第33页/共129页第三十四页,共129页。第34页/共129页第三十五页,共129页。第35页/共129页第三十六页,共129页。一、转速(zhun s)低输出转矩小1、由于滤油器阻塞,油液粘度过大,泵间隙过大,泵效率(xio l)低,使供油不足。清洗滤油器,更换粘度适合的液油,保证供油量。2、电机转速低,功率不匹配。更换电机。3、密封不严,有空气进入。紧固密封。4、油液污染,堵塞马达内部通道。拆卸、清洗马达,更换液油。第36页/共129页第

9、三十七页,共129页。5、油液粘度小,内泄漏增大。更换(gnhun)粘度适合的液油。6、油箱中油液不足(bz)或管径过小或过长。加油,加大吸油管径。7、齿轮马达侧板和齿轮两侧面、叶片(ypin)马达配油盘和叶片(ypin)等零件磨损造成内泄漏和外泄漏。对零件进行修复。8、单向阀密封不良,溢流阀失灵。修理阀芯和阀座。第37页/共129页第三十八页,共129页。二、噪声(zoshng)过大1、进油口滤油器堵塞,进油管漏气。清洗(qngx),紧固接头。2、联轴器与马达(md)轴不同心或松动。重新安装调整或紧固。3、齿轮马达齿形精度低,接触不良,轴向间隙小,内部个别零件损坏,齿轮内孔与端面不垂直,端盖

10、上两孔不平行,滚针轴承断裂,轴承架损坏。更换齿轮,或研磨修整齿形,研磨有关零件重配轴向间隙,对损坏零件进行更换。第38页/共129页第三十九页,共129页。4、叶片(ypin)和主配油盘的两侧面、叶片(ypin)顶端或定子内表面磨损或刮伤,扭力弹簧变形或损坏。根据磨损程度修复或更换。5、径向(jn xin)柱塞马达的径向(jn xin)尺寸严重磨损。修磨缸孔,重配柱塞。第39页/共129页第四十页,共129页。液压缸是将液压泵输出(shch)的压力能转换为机械能的执行元件一、液压缸的分类(fn li) 活塞缸 柱塞缸 摆动缸 第40页/共129页第四十一页,共129页。液压缸使用 单个使用,

11、几个组合(zh)起来使用 和其它机构组合(zh)起来,以完成 特殊的功用。 第41页/共129页第四十二页,共129页。砂轮(shln)架尾架横向(hn xin)操纵机构下工作台床身内圆磨头头架上工作台滑鞍液压操纵箱纵向(zn xin)手柄第42页/共129页第四十三页,共129页。液压缸的组成(z chn) 缸体 活塞 活塞杆 缸盖 密封圈 进出油口 第43页/共129页第四十四页,共129页。1缸底 2格来圈密封3活塞4活塞杆5缸筒6拉杆8缸盖7斯特圈密封9防尘圈11拉杆头螺栓10防尘压盖13缓冲节流阀14单向阀12密封圈第44页/共129页第四十五页,共129页。活塞式液压缸第45页/共

12、129页第四十六页,共129页。第46页/共129页第四十七页,共129页。第47页/共129页第四十八页,共129页。第48页/共129页第四十九页,共129页。单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸第49页/共129页第五十页,共129页。增压(zn y)缸弹簧(tnhung)复位式液压缸串联式液压缸齿轮(chln)齿条式液压缸第50页/共129页第五十一页,共129页。(一)活塞式液压缸(液压符号(fho)附录p291) 活塞式液压缸分为(fn wi)双杆式和单杆式两种。 1.双杆式活塞(husi)缸结构特点 活塞两端都有一根直径相等的 活塞杆伸出安装方式分为 缸筒固定式 占空长,

13、小机床 活塞杆固定式 大机床M7120M7150进出油口设置在空心活塞杆的两端,用软管连接。 第51页/共129页第五十二页,共129页。精密(jngm)卧轴矩台M7150平面磨床第52页/共129页第五十三页,共129页。第53页/共129页第五十四页,共129页。221212()()()4FA ppDdpp第54页/共129页第五十五页,共129页。连负载(fzi)不受力第55页/共129页第五十六页,共129页。 结构特点(tdin)活塞只有一端带活塞杆安装 缸体固定 活塞杆固定工作台移动范围都是活塞(husi)有效行程的两倍 背压背压第56页/共129页第五十七页,共129页。2211

14、 122122()4Fp Ap App Dp d2221 22 1121()4Fp Ap App Dp d122144qqqvADD22224()qqvADd推力大速度慢推力小速度(sd)快第57页/共129页第五十八页,共129页。22111()VvdvD因此,活塞(husi)杆直径越小,V越接近于1,活塞(husi)两个方向的速度差值也就越小,如果活塞(husi)杆较粗,活塞(husi)两个方向运动的速度差值就较大。在已知和V的情况下,也就可以较方便地确定。 第58页/共129页第五十九页,共129页。2222311211()()444Fp AApDDdpd单杆活塞缸差动连接(linji)

15、两腔同时进油运动(yndng)速度 v3:324qvd223321()44qDd vqqvAD第59页/共129页第六十页,共129页。第60页/共129页第六十一页,共129页。324qvd有2224()qvDd22222,2dDdDd(3-14)(3-12)第61页/共129页第六十二页,共129页。柱塞缸是一种(y zhn)单作用液压缸,柱塞与工作部件连接,缸筒固定在机体上。当压力油进入缸筒时,推动柱塞带动运动部件向右运动,但反向退回时必须靠其它外力(弹簧)或自重驱动。双向运动柱塞缸通常成对反向布置使用,如图3-7b所示。 弹簧(tnhung)复位式液压缸第62页/共129页第六十三页,

16、共129页。24FpApdd柱塞的直径(zhjng)输入(shr)液压油的流量压力推力24qqvAd(3-16)(3-15)速度速度:第63页/共129页第六十四页,共129页。第64页/共129页第六十五页,共129页。(三)摆动(bidng)缸 密封(mfng)第65页/共129页第六十六页,共129页。122222()Vqnb RR211212122212()()()()2RARmTpp dAbpp rdrbppRR(317)(318)角速度:b叶片宽度(kund) R1、R2 叶片底部、顶部回转半径第66页/共129页第六十七页,共129页。12122222222 ()()VVqqnb

17、 RRb RR122212()()mTb ppRR第67页/共129页第六十八页,共129页。增压缸又称为增压器。在某些短时或局部需要(xyo)高压液体的系统中,常用增压缸与低压大流量液压泵配合使用。增压缸第68页/共129页第六十九页,共129页。单作用增压缸的工作原理如图39a所示,输入低压力(yl)p1的 液 压 油 , 输 出 高 压 力 ( y l ) 为 p 2 的 液 压 油 ,增大压力(yl)关系如式。缺点:不能连续向系统供油2211DppKpd双作用式增压缸:右图,可由两个(lin )高压端连续向系统供油。第69页/共129页第七十页,共129页。伸缩式液压缸由两个或多个活塞

18、式液压缸套装而成, 前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒, 可获得很长的工作(gngzu)行程。缩回时尺寸很小。伸缩式液压缸伸缩缸可广泛用于起重(q zhn)运输车辆上。第70页/共129页第七十一页,共129页。图3-10 套筒式伸缩(shn su)缸(a) 单作用式伸缩(shn su)缸; (b) 双作用式伸缩(shn su)缸(a)(b)外伸动作是逐级进行,最大直径的缸筒以最低的油液压力(yl)开始外伸,当达到行程终点后,稍小直径的缸筒开始外伸,直径最小的末级最后伸出。第71页/共129页第七十二页,共129页。它由两个柱塞和一套齿轮齿条传动装置组成,当液压油推动活塞左右往复运动时,齿

19、条就推动齿轮往复转动,从而由齿轮驱动(q dn)工作部件作往复旋转运动。 图3-11 齿轮(chln)缸第72页/共129页第七十三页,共129页。1缸底 2格来圈密封3活塞4活塞杆5缸筒6拉杆8缸盖7斯特圈密封9防尘圈11拉杆头螺栓10防尘压盖13缓冲节流阀14单向阀12密封圈第73页/共129页第七十四页,共129页。第74页/共129页第七十五页,共129页。n缸体组件(z jin):缸体、前后端盖n活塞组件(z jin):活塞、活塞杆n密封装置:密封环,密封圈等n缓冲装置n排气装置第75页/共129页第七十六页,共129页。 (2) 盖板。通常它由钢材制成, 有前端盖和后端盖之分,它们

20、分别安装在缸筒的前后(qinhu)两端。 盖板和缸筒的连接方法有焊接、 拉杆、法兰、螺纹连接等。 (1) 缸筒。缸筒主要由钢材制成。缸筒内要经过精细加工(ji gng),表面粗糙度Ra0.08 nm,以减少密封件的摩擦。 螺纹(luwn)焊接法兰拉杆铸铁第76页/共129页第七十七页,共129页。活塞和缸筒内壁间需要密封(mfng), 采用的密封(mfng)件有“O”形环、 “Y”形油封、 “U”形油封、 “X”形油封和活塞环、组合式格来圈等。 (3) 活塞。 活塞的材料通常是钢或铸铁(zhti), 有时也采用铝合金。活塞导向长度 一般取缸筒内径的0.61.0。第77页/共129页第七十八页,

21、共129页。a、整体式活塞(husi)、活塞(husi)杆b、分体式螺纹(luwn)连接:图(a)适用于负载较小,受力较平稳的液压缸中;非螺纹(luwn)连接:是由钢材做成实心杆或空心(kng xn)杆,表面经淬火再镀铬处理并抛光(也可磨光)(b)半环式(c)卡键式连接(d)卡销式连接第78页/共129页第七十九页,共129页。液压缸中的密封(mfng) 活塞和缸体之间 活塞杆和端盖之间的密封(mfng), 缸盖和缸筒之间密封(mfng)装置的要求:(1)在一定工作压力下,具有良好的密封性能。(2)相对运动表面之间的摩擦力要小,且稳定。(3)要耐磨,工作寿命长,或磨损后能自动补偿。(4)使用维

22、护简单,制造容易,成本低。第79页/共129页第八十页,共129页。密封(mfng)形式:间隙(jin x)密封;(活塞环密封);密封圈密封。第80页/共129页第八十一页,共129页。(1)间隙(jin x)密封:三角形环形(hun xn)槽(平衡槽)第81页/共129页第八十二页,共129页。快进油缸及缓冲结构原理三角槽节流缓冲停止、启动(qdng)通过单向阀快速丝杠进油缝隙(fngx)单向阀端面限位保证(bozhng)进油放缝隙快进第82页/共129页第八十三页,共129页。(2)活塞环密封(开口金属环):适用于高压(goy)、高速 或密封性能要求较高的场合。第83页/共129页第八十四

23、页,共129页。(3)密封(mfng)圈密封(mfng): (1)结构简单,制造方便,成本低; (2)能自动补偿(bchng)磨损; (3)密封性能可随压力加大而提高,密封可靠; (4)被密封的部位,表面不直接接触,所以加 工精度可以放低 (5)既可用于固定件,也可用于运动件。(不同)(6)标准件,易采购1)优点(yudin):第84页/共129页第八十五页,共129页。 密封圈的材料应具有较好的弹性适当的机械强度耐热耐磨性能好摩擦系数小与金属接触不互相(h xing)粘着和腐蚀与液压油有很好的“相容性”。2)材料(cilio)要求:材料(cilio):耐油橡胶; 尼龙 聚氨脂第85页/共12

24、9页第八十六页,共129页。3)密封圈形状(xngzhun):“O”形:内径断面直径动、静密封(mfng)“Y”形活塞动密封(mfng)“V”形活塞杆与套YV第86页/共129页第八十七页,共129页。第87页/共129页第八十八页,共129页。p68第88页/共129页第八十九页,共129页。活塞杆和端盖处的密封(mfng)第89页/共129页第九十页,共129页。回转轴(zhunzhu)密封圈弹簧(tnhung)第90页/共129页第九十一页,共129页。(1)型式:1)间隙缓冲装置(zhungzh); 2)可调节流缓冲装置(zhungzh); 3)可变节流缓冲装置(zhungzh)。针阀

25、缝隙(fngx)第91页/共129页第九十二页,共129页。快进油缸及缓冲结构(jigu)原理三角槽节流缓冲停止、启动通过单向阀快速丝杠进油缝隙(fngx)单向阀端面(dunmin)限位保证进油放缝隙快进第92页/共129页第九十三页,共129页。(2)缓冲(hunchng)原理: 当活塞接近端盖时,增大液压缸回油阻力,使缓冲油腔内产生足够的缓冲压力(yl),使活塞减速,从而防止活塞撞击端盖。第93页/共129页第九十四页,共129页。在安装过程中或停止工作一段时间后, 空气将侵入液压系统内, 缸筒内如存留空气, 将使液压缸在低速时产生爬行、 颤抖(chndu)等现象, 换向时易引起冲击, 因

26、此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。 一般双作用式液压缸不设专门的放气孔, 而是将液压油出入口布置在前、 后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前、 后端盖板设放气栓塞。 对于单作用式液压缸, 液压油出入口一般设在缸筒底部, 放气栓塞一般设在缸筒的最高处。排气孔(qkng) 排气塞p69第94页/共129页第九十五页,共129页。1、液压缸结构设计中应注意(zh y)的问题第95页/共129页第九十六页,共129页。(3)当确定(qudng)液压缸在机床上的固定形式时,必须考虑缸体受热后的伸长问题。(4)当液压缸很长时,应防止活塞扦由于自重产生过大的下垂而使局部磨损(m sn)加剧

27、。(2)应尽量使活塞扦在受拉力的情况(qngkung)下工作,以免产生纵向弯曲失稳,或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。第96页/共129页第九十七页,共129页。(5)应尽量避免用软管(run un)连接。(6)液压缸结构设计完后,应对液压缸的强度、稳定性进行(jnxng)验算。第97页/共129页第九十八页,共129页。第98页/共129页第九十九页,共129页。(3)最小导向长度当活塞杆全部(qunb)外伸时,从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H。202LDH第99页/共129页第一百页,共129页。导向套滑动面的长度A,一般在D80mm时取A=(0.6-1.0)d

28、(d为活塞杆直径)。为保证最小导向长度,过分增大(zn d)A、B多时不合适的,必要时可在导向套与活塞之间装一隔套(图中K)隔套的长度C由需要的最小导向(do xin)长度H决定,1()2CHAB(322)第100页/共129页第一百零一页,共129页。液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d和缸盖处固定螺栓的直径,在高压(goy)系统中必须进行强度校核。(1)缸筒壁厚的校核(xio h) 当D/10薄壁时,壁厚按下式校核(xio h)2yp D (323)py缸筒试验压力,缸的额定压力pn16MPa时 取py 1.5 pn缸的额定压力pn16MPa时取py 1.25 pn第101页/共129页第一百零

29、二页,共129页。b材料抗拉强度极限(jxin), n安全系数,一般取n5。当D/10厚壁时:0.4121.3yypDp (324)如为半环连接(linji),应取缸筒壁厚最小处的值。第102页/共129页第一百零三页,共129页。活塞杆直径(zhjng)d的校核按式4Fd (325)F活塞杆上的作用力活塞杆材料的许用应力(yngl), 一般 b/1.4第103页/共129页第一百零四页,共129页。液压缸盖固定螺栓在工作过程中同时承受拉应力(yngl)和扭应力(yngl),其螺栓直径可按下式校核 5.2kFdz (326)式中,F液压缸负载(fzi)z固定螺栓个数k螺栓拧紧系数,K=1.12

30、1.5s/(1.21.5), s 材料的屈服强度极限第104页/共129页第一百零五页,共129页。液压缸缓冲计算主要(zhyo)是估计液压缸内出现的最大冲击压力,以便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求。工作腔的液压能和工作部位的动能不能全部被缓冲腔所吸收,制动中就可能产生活塞和缸盖相碰现象。第105页/共129页第一百零六页,共129页。E1 pcAclc22012pp cfcEp A lmvF l(327)(328)式中, lc缓冲长度;pc缓冲腔中的平均缓冲压力;Ac 、 Ap 缓冲腔、高压腔有效面积(min j);m 工作部件总质量;v0 工作部件运动速度;Ff 摩擦力第106页/

31、共129页第一百零七页,共129页。2cc cEpA l(329)若缓冲装置为节流口可调式缓冲装置,在缓冲过程(guchng)中的缓冲压力逐渐降低,假定缓冲压力现行地降低,则最大的缓冲压力为202cmancc cmvppA l(330)若缓冲装置(zhungzh)为节流口变化式缓冲装置(zhungzh),则由于缓冲压力始终不变,最大缓冲压力值仍可用(329)计算。第107页/共129页第一百零八页,共129页。对受压的活塞杆来说,一般其直径d应不小于长度l的1/15。当l/d15时,须进行稳定性校核,应使活塞杆所承受(chngshu)的负载力F小于使其保持工作稳定的临界负载力Fk。的值与活塞杆

32、的材料、截面形状、直径和长度,以及液压缸的安装方式等因素有关。验算可按材料力学有关公式进行。第108页/共129页第一百零九页,共129页。一、液压缸不能动作(dngzu)1、执行运动部件的阻力太大。排除方法:排除执行机构中存在的卡死、楔紧等问题;改善运动部件的润滑状态。第109页/共129页第一百一十页,共129页。3、油液未进入液压缸。排除方法:检查油管、油路,特别是软管接头是否已被堵塞,应依次检查从缸到泵的有关油路并排除堵塞;检查溢流阀的锥阀与阀座间的密封是否良好;检查电磁阀弹簧(tnhung)是否损坏或电磁铁线圈是否烧坏,油路是否切换。第110页/共129页第一百一十一页,共129页。

33、5、由于设计和制造(zhzo)不当。当活塞行至终点后回程时,液压油作用在活塞的有效工作面积过小。排除方法:改进设计、重新制造(zhzo)。第111页/共129页第一百一十二页,共129页。第112页/共129页第一百一十三页,共129页。油液中进入过量空气;污染严重;油液中进入过量空气;污染严重;管路接错;压力表损坏等。管路接错;压力表损坏等。第113页/共129页第一百一十四页,共129页。1、液压缸内有空气。排除方法(fngf):通过排气阀排气。检查活塞杆往复运动部位的密封圈处有无吸入空气,如有,则更换密封圈。第114页/共129页第一百一十五页,共129页。3、带缓冲装置的液压缸反向起动

34、时,常出现活塞(husi)暂时停止或逆退现象。排除方法:单向阀的孔口太小,使进入火车腔的油量太少,甚至出现真空,因此在缓冲柱塞离开端盖的瞬间会出现上述故障现象。对此,应加大单向阀的孔口。第115页/共129页第一百一十六页,共129页。5、橡胶软管内层剥离,使油路时通时断,造成液压缸动作不规则。排除方法(fngf):更换橡胶软管。6、液压缸承受一定的横向载荷。排除方法(fngf):同“液压缸不能动作”的排除方法(fngf)。第116页/共129页第一百一十七页,共129页。(一)液压缸之外的原因(yunyn)1、运动机构刚度太小,行成弹性系统。排除方法:适当提高有关组件(z jin)的刚度,以较小弹性变形。2、液压缸安装位置精度差。排除方法:提高液压缸的装配精度。第117页/共129页第一百一十八页,共129页。4、导轨的制造与装配质量差,使摩擦力增加,受力情况不好。排除(pich)方法:提高制造与装配质量。第118页/共129页第一百一十九页

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