内容简介
《液压传动/普通高等教育“十一五”规划教材》是普通高等学校机械工程及自动化专业本科生教材,也适用于机械类其他专业。
《液压传动/普通高等教育“十一五”规划教材》共分十二章:第1章~第三章介绍了液压传动的基本理论,第四章~第七章介绍了液压元件的作用原理、性能和用途,第八章~第十一章介绍了典型液压回路、典型液压系统和液压系统的设计步骤和方法,第十二章介绍了液压元件和系统的动态特性。每章都有习题,书末附有习题参考答案。
《液压传动/普通高等教育“十一五”规划教材》在以下几点与同类型教材有所不同:专门设立了“液压液”一章;把传统的“开关型”系统及其有关元件与“调节型”系统及其有关元件有机地综合在一起,揭示出它们之间的共性和本质;突现密封的重要性,并对液压技术中的节能、降噪、治污等问题有所阐述;详细分析了液压元件、回路和系统的动态特性;全书在选材上特别注重创新能力的培养。
内页插图
目录
第2版前言
第1版前言
主要符号表
第一章 绪论
第一节 液压传动发展概况
第二节 液压传动的工作原理及其组成部分
一、液压传动的工作原理
二、液压传动的组成部分
三、液压系统图的图形符号
第三节 液压传动的控制方式
第四节 液压传动的优缺点
第五节 液压传动在机械工业中的应用
习题
第二章 液压液
第一节 液压液的特性和选择
一、液压液的分类
二、液压液的物理性质
三、对液压液的要求
四、液压液的选择和使用
第二节 液压液的污染及其控制
一、污染物的种类及危害
二、污染的原因
三、污染的测定
四、污染的等级
五、液压液的污染控制
习题
第三章 液压流体力学基础
第一节 液体静力学
一、压力及其性质
二、重力作用下静止液体中的压力分布
三、压力的表示方法及单位
四、帕斯卡原理
五、静压力对固体壁面的作用力
第二节 液体动力学
一、基本概念
二、连续方程
三、能量方程
四、动量方程
第三节 管道中液流的特性
一、流态与雷诺数
二、圆管层流
三、圆管湍流
四、压力损失
第四节 孔口和缝隙液流
一、薄壁小孔
二、短孔和细长孔
三、缝隙液流
第五节 气穴现象
一、空气分离压和饱和蒸气压
二、节 流口处的气穴现象
三、减小气穴现象的措施
第六节 液压冲击
一、管内液流速度突变引起的液压冲击
二、运动部件制动所产生的液压冲击
三、减小液压冲击的措施
习题
第四章 液压泵和液压马达
第一节 概述
一、作用和分类
二、压力、排量和流量
三、功率和效率
第二节 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵的工作原理
二、排量计算和流量脉动
三、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点
四、提高外啮合齿轮泵压力的措施
五、螺杆泵和内啮合齿轮泵
第三节 叶片泵
一、单作用叶片泵
二、双作用叶片泵
三、限压式变量叶片泵
第四节 柱塞泵
一、轴向柱塞泵
二、径向柱塞泵
第五节 液压马达
一、工作原理
二、主要参数
第六节 摆动液压马达
第七节 液压泵中的气穴现象
第八节 液压泵的噪声
一、产生噪声的原因
二、降低噪声的措施
第九节 液压泵的选用
习题
第五章 液压缸
第一节 液压缸的类型和特点
一、活塞缸
二、柱塞缸
三、其他液压缸
第二节 液压缸的典型结构和组成
一、液压缸的典型结构举例
二、液压缸的组成
第三节 液压缸的设计和计算
一、液压缸设计中应注意的问题
二、液压缸主要尺寸的确定
三、强度校核
四、稳定性校核
五、缓冲计算
六、拉杆计算
习题
第六章 液压阀
第一节 概述
一、液压阀的作用
二、液压阀的分类
三、对液压阀的基本要求
第二节 液压阀上的共性问题
一、阀口形式
二、液动力
三、卡紧力
四、阀的泄漏特性
第三节 方向控制阀
一、单向阀
二、换向阀
三、多路换向阀
第四节 压力控制阀
一、溢流阀
二、减压阀
三、顺序阀
四、平衡阀
五、压力继电器
第五节 流量控制阀
一、普通节 流阀
二、调速阀
三、旁通式调速阀
第六节 电液伺服阀
一、电液伺服阀的工作原理
二、常用的结构形式
三、伺服阀的特性分析
四、电液伺服阀的选用
第七节 电液比例阀
一、概述
二、比例阀的结构
三、比例阀的特点
四、比例阀的选用
第八节 电液数字阀
一、数字阀的结构
二、数字阀的使用
第九节 叠加阀和插装阀
一、叠加阀
二、插装阀
习题
第七章 辅助装置
第一节 蓄能器
一、功用和分类
二、容积计算
三、使用和安装
第二节 过滤器
一、功用和类型
二、过滤器的主要性能指标
三、选用和安装
第三节 油箱
一、功用
二、结构
三、容量
四、设计时的注意事项
第四节 热交换器
一、冷却器
二、加热器
第五节 管件
一、管道
二、管接头
习题
第八章 调速回路
第一节 概述
第二节 节 流调速回路
一、定压式节 流调速回路
二、变压式节 流调速回路
三、节 流调速回路工作性能的改进
第三节 容积调速回路
一、泵一缸式容积凋速回路
二、泵.马达式容积调速回路
第四节 容积节 流调速回路
一、定压式容积节 流调速回路
二、变压式容积节 流调速回路
第五节 三类调速回路的比较和选用
一、调速回路的比较
二、调速回路的选用
习题
第九章 其他基本回路
第一节 概述
第二节 压力回路
一、调压回路
二、减压回路
三、增压回路
四、卸荷回路
五、平衡回路
六、保压回路
七、卸压回路
第三节 快速运动和速度换接回路
一、快速运动回路
二、速度换接回路
第四节 换向回路和锁紧回路
一、往复直线运动换向回路
二、锁紧回路
第五节 多缸动作回路
一、顺序动作回路
二、同步回路
三、多缸快慢速互不干扰回路
四、多缸卸荷回路
习题
第十章 典型液压系统
第一节 组合机床动力滑台液压系统
第二节 万能外圆磨床液压系统
第三节 液压机液压系统
第四节 汽车起重机液压系统
第五节 电液比例控制系统
一、塑料注射成型机电液比例控制系统
二、数控折弯机电液比例控制液压同步系统
第六节 电液伺服控制系统
一、带钢张力电液伺服控制系统
二、带钢跑偏电液伺服控制系统
习题
第十一章 液压系统的设计和计算
第一节 概述
第二节 液压传动系统的设计
一、明确系统设计要求
二、分析系统工况,确定主要参数
三、拟定液压系统原理图
四、选择液压元件
五、验算液压系统性能
第三节 液压系统设计计算举例、负载分析
二、负载图和速度图的绘制
三、液压缸主要参数的确定
四、液压系统图的拟定
五、液压元件的选择
六、液压系统性能的验算
习题
第十二章 液压元件和系统的动态特性分析
第一节 限压式变量泵的动态特性
第二节 带管道的液压缸的动态特性
第三节 “液压泵一蓄能器”组合的动态特性
第四节 带管道的溢流阀的动态特性
第五节 进口节 流调速回路的动态特性
第六节 变量泵一定量马达容积调速回路的动态特性
第七节 机.液位置伺服系统的动态特性
一、预开口量和线性化流量方程
二、动态流量连续方程
三、液压缸运动方程
四、阀控缸系统的传递函数
五、机一液位置伺服系统的框图和稳定性分析
六、稳态误差的分析
习题
附录
附录A 典型局部阻力的阻力系数
附录B 特殊阀口的形式及通流截面的计算公式
附录C 习题参考答案
参考文献
前言/序言
本书第1版自1992年出版以来,受到同行的普遍认同,为众多高等院校所选用,先后重印17次,产生了良好的社会效益和经济效益。
但是,十几年来液压传动和控制技术进步很快,与微电子和计算机技术的结合更加密切,应用领域不断扩大;与此同时,教育和教学改革深入展开,对教材的要求越来越高。因此,在当前我国经济、科技和教育迅速发展的背景下,对本书进行必要的修订是适时的。这次修订工作体现在以下几个方面:
1)尽量保持原有特色和风格;教材的框架结构和章节体系基本不变。
2)删除一些陈旧的内容;增添了新型液压元件和密封件。
3)对第十章典型液压系统进行调整和补充,适量加重了比例控制和数字控制等方面的内容,以拓宽读者视野,提升创新能力。4)对第十二章液压元件和系统的动态特性分析的内容有所补充,增加了节流调速和容积调速回路的动态特性分析,使该章更趋完整。
5)改变本书第1版没有习题的状况,每章都配有经过精选的习题,书末附有习题参考答案,以方便读者使用。
6)对书中插图进行全面整理,使图形符号完全符合最新国家标准GB/T786.1-2001的规定。
机械工业出版社委托东南大学王积伟为本次修订的第一作者,全权主持本次修订工作。修订教材由王积伟、章宏甲、黄谊任主编,王积伟、王晓卫、常春、刘林宝参加了本次修订,最后由王积伟定稿。
西安交通大学博士生导师林廷圻教授主审本书,提出了许多宝贵意见和建议,在此表示衷心感谢。
由于时间和水平的限制,本书难免存在缺点和错误,恳切希望广大读者批评指正。
液压系统设计与应用 内容提要 本书深入探讨了液压传动技术的核心原理、关键元器件、系统设计方法以及在现代工业生产中的广泛应用。本书旨在为从事液压系统设计、制造、维护以及相关研究的工程技术人员和高等院校学生提供一本全面、深入且实用的技术参考。 本书内容涵盖了液压技术的基础理论,如流体静力学与流体力学在液压系统中的应用,油液的性能要求与选择,以及液压系统中的能量损耗和效率分析。在此基础上,本书详细介绍了各种主要的液压元器件,包括液压泵(齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等)的结构原理、性能特点与选用原则;液压阀(方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀)的工作原理、特性曲线与选择方法;以及液压缸、液压马达等执行元件的类型、结构、性能参数与应用选择。 在系统设计方面,本书系统阐述了液压系统设计的基本流程,包括系统功能需求分析、系统原理图设计、元器件选型、管路设计、密封设计、油箱与冷却器的设计等。特别地,本书结合大量工程实例,详细讲解了如何根据具体应用场景(如机床、工程机械、注塑机、冶金设备等)设计出满足性能、可靠性和经济性要求的液压系统,并重点介绍了系统参数计算、回路设计技巧以及常见的系统故障诊断与排除方法。 本书还对液压系统的动态特性、稳定性以及噪声控制进行了深入的分析,为设计高性能、低噪声的液压系统提供了理论指导。此外,本书还涵盖了液压伺服系统、比例液压系统等先进液压技术,介绍了其工作原理、组成和应用优势,以及数字液压技术的发展趋势。 目录 第一章 液压传动基础 1.1 液压传动概述 1.1.1 液压传动的定义与特点 1.1.2 液压传动的优点与缺点 1.1.3 液压传动的组成与功用 1.1.4 液压传动的应用领域 1.2 液压工作介质 1.2.1 工作介质的作用 1.2.2 工作介质的分类 1.2.3 工作介质的性能要求(粘度、清洁度、润滑性、抗氧化性、抗泡性、热稳定性、压缩性等) 1.2.4 工作介质的选择原则 1.2.5 工作介质的维护与管理 1.3 流体在液压系统中的流动 1.3.1 流体的基本性质(密度、粘度) 1.3.2 层流与紊流 1.3.3 压降与能量损失 1.3.3.1 沿程压降 1.3.3.2 局部压降 1.3.4 雷诺数与流动状态判断 1.3.5 流量与速度关系 第二章 液压泵 2.1 液压泵的作用与分类 2.2 齿轮泵 2.2.1 外啮合齿轮泵 2.2.1.1 结构原理 2.2.1.2 工作过程 2.2.1.3 性能参数(排量、效率、额定压力) 2.2.1.4 优缺点与应用 2.2.2 内啮合齿轮泵 2.2.2.1 结构原理 2.2.2.2 优缺点与应用 2.3 叶片泵 2.3.1 单作用叶片泵 2.3.1.1 结构原理 2.3.1.2 工作过程 2.3.1.3 性能参数 2.3.1.4 优缺点与应用 2.3.2 双作用叶片泵 2.3.2.1 结构原理 2.3.2.2 优缺点与应用 2.4 柱塞泵 2.4.1 轴向柱塞泵 2.4.1.1 斜盘式轴向柱塞泵 2.4.1.1.1 结构原理 2.4.1.1.2 工作过程 2.4.1.1.3 性能参数(排量、效率、压力等级) 2.4.1.1.4 变量机构 2.4.1.1.5 优缺点与应用 2.4.1.2 轴倾角式轴向柱塞泵 2.4.1.2.1 结构原理 2.4.1.2.2 优缺点与应用 2.4.2 斜轴式轴向柱塞泵 2.4.2.1 结构原理 2.4.2.2 优缺点与应用 2.4.3 径向柱塞泵 2.4.3.1 结构原理 2.4.3.2 优缺点与应用 2.5 其他类型液压泵(简述) 2.6 液压泵的选用原则 第三章 液压阀 3.1 液压阀的作用与分类 3.2 方向控制阀 3.2.1 滑阀 3.2.1.1 结构原理 3.2.1.2 工作过程 3.2.1.3 作用形式(手动、机械、电磁、液控、气控) 3.2.2 换向阀 3.2.2.1 二位二通换向阀 3.2.2.2 二位三通换向阀 3.2.2.3 二位四通换向阀 3.2.2.4 三位四通换向阀(中心机能) 3.2.2.5 四通换向阀(阀口形状与滑阀配合) 3.2.3 逻辑阀(简述) 3.3 压力控制阀 3.3.1 溢流阀 3.3.1.1 结构原理 3.3.1.2 工作过程 3.3.1.3 主要参数(调压范围、调压特性) 3.3.1.4 作用(安全保护、卸荷、调压) 3.3.1.5 形式(直动式、先导式) 3.3.2 减压阀 3.3.2.1 结构原理 3.3.2.2 工作过程 3.3.2.3 主要参数 3.3.2.4 作用(为支路提供较低压力) 3.3.3 顺序阀 3.3.3.1 结构原理 3.3.3.2 工作过程 3.3.3.3 主要参数 3.3.3.4 作用(控制执行元件的顺序动作) 3.3.4 压力开关 3.4 流量控制阀 3.4.1 节流阀 3.4.1.1 结构原理 3.4.1.2 工作过程 3.4.1.3 影响流量的因素 3.4.2 调速阀(单向节流调速阀、双向节流调速阀) 3.4.2.1 结构原理 3.4.2.2 工作过程 3.4.2.3 节流控制与变量控制的区别 3.4.3 流量补偿阀 3.4.4 流量放大阀 3.4.5 比例流量控制阀(简述) 3.5 复合阀(简述) 3.6 液压阀的选用原则 第四章 液压执行元件 4.1 液压缸 4.1.1 液压缸的作用与分类 4.1.2 结构组成 4.1.2.1 缸筒 4.1.2.2 活塞与活塞杆 4.1.2.3 密封装置 4.1.2.4 导向与缓冲装置 4.1.3 工作原理 4.1.4 类型 4.1.4.1 活塞式液压缸(单作用、双作用) 4.1.4.2 柱塞式液压缸 4.1.4.3 隔膜式液压缸 4.1.4.4 伸缩式液压缸 4.1.4.5 摆动液压缸 4.1.5 主要参数(公称压力、缸径、行程、速度、输出力) 4.1.6 液压缸的选择与应用 4.2 液压马达 4.2.1 液压马达的作用与分类 4.2.2 齿轮马达 4.2.2.1 外啮合齿轮马达 4.2.2.2 内啮合齿轮马达 4.2.2.3 径向柱塞齿轮马达 4.2.3 叶片马达 4.2.4 柱塞马达 4.2.4.1 轴向柱塞马达(斜盘式、轴倾角式) 4.2.4.2 径向柱塞马达 4.2.5 主要参数(排量、额定压力、额定转速、输出转矩、效率) 4.2.6 液压马达的选择与应用 4.3 液压缓冲器 4.3.1 作用与类型 4.3.2 结构原理与应用 第五章 液压辅件 5.1 液压油箱 5.1.1 作用 5.1.2 结构形式(开式、闭式) 5.1.3 主要设计要求(容积、散热、排污、检修) 5.1.4 油箱附件(液位计、空气滤清器、回油过滤器、加热/冷却装置) 5.2 液压管路 5.2.1 软管与硬管 5.2.2 管接头 5.2.3 管路布置原则 5.2.4 管路尺寸选择 5.2.5 密封技术 5.3 过滤器与净化装置 5.3.1 过滤器的作用与分类 5.3.2 过滤器的结构与性能参数(过滤精度、纳污能力、压差) 5.3.3 过滤器在液压系统中的布置 5.3.4 油液污染的危害与控制 5.4 冷却器与加热器 5.4.1 冷却器的作用与类型(水冷、风冷) 5.4.2 加热器的作用与类型 5.4.3 冷却与加热器的选型 5.5 蓄能器 5.5.1 作用与分类(气囊式、活塞式、弹簧式) 5.5.2 工作原理 5.5.3 主要参数 5.5.4 应用(能量缓冲、压力补偿、紧急动力源) 第六章 液压系统设计 6.1 液压系统设计概述 6.1.1 设计流程 6.1.2 设计原则(可靠性、经济性、维护性、标准化) 6.2 系统功能需求分析 6.2.1 工作参数确定(负载、速度、频率、精度要求) 6.2.2 环境条件分析 6.3 液压系统原理图设计 6.3.1 常用液压回路分析与设计(基本回路、复合回路、节能回路) 6.3.2 换向回路设计 6.3.3 调速回路设计 6.3.4 调压回路设计 6.3.5 压力与流量闭环控制回路设计 6.4 元器件选型 6.4.1 液压泵的选型 6.4.2 液压阀的选型 6.4.3 液压缸/马达的选型 6.4.4 辅件的选型 6.5 系统参数计算 6.5.1 流量计算 6.5.2 压力计算 6.5.3 功率计算 6.5.4 速度计算 6.5.5 管路直径计算 6.6 密封设计 6.7 油箱与冷却器设计 6.8 系统布置与安装 6.9 典型液压系统设计实例 6.9.1 机床液压系统设计 6.9.2 工程机械液压系统设计 6.9.3 注塑机液压系统设计 6.9.4 冶金设备液压系统设计 第七章 液压系统的性能分析与改进 7.1 液压系统的效率分析 7.1.1 容积效率 7.1.2 机械效率 7.1.3 综合效率 7.1.4 能量损耗分析 7.2 液压系统的动态特性 7.2.1 响应时间 7.2.2 稳定性 7.2.3 固有频率 7.3 液压系统的噪声与振动 7.3.1 噪声源分析 7.3.2 降噪措施 7.4 液压系统故障诊断与排除 7.4.1 常见故障现象 7.4.2 故障原因分析 7.4.3 诊断方法与工具 7.4.4 排除方法 7.5 液压系统的维护与保养 第八章 先进液压技术与发展趋势 8.1 比例液压技术 8.1.1 比例阀的工作原理与特点 8.1.2 比例液压系统设计与应用 8.2 液压伺服技术 8.2.1 伺服阀的工作原理与特点 8.2.2 液压伺服系统组成与应用 8.3 数字液压技术 8.3.1 数字阀及其控制技术 8.3.2 数字液压系统优势与发展前景 8.4 电液控制技术 8.4.1 电液比例控制 8.4.2 电液伺服控制 8.4.3 电液混合控制 8.5 集成化与模块化液压系统 8.6 液压技术的绿色化与智能化发展 参考文献 附录 常用液压符号 常用液压系统计算公式 典型元器件性能参数表 本书内容力求科学、严谨,理论联系实际,图文并茂。每章均配有丰富的插图和图表,便于读者理解。书中设计的典型实例,能够帮助读者更好地掌握液压系统的设计方法和应用技巧。本书的编写过程参考了国内外相关领域的最新研究成果和行业标准,力求反映液压传动技术的发展现状和未来趋势。 特点与价值 1. 全面性:本书内容覆盖液压传动的基础理论、关键元器件、系统设计、性能分析以及前沿技术,为读者提供了一个完整的知识体系。 2. 实践性:本书强调理论与实践相结合,通过大量的工程实例和设计方法讲解,帮助读者掌握实际应用技能。 3. 前沿性:本书包含了比例、伺服、数字液压等先进技术,展现了液压技术的发展方向。 4. 易读性:结构清晰,语言流畅,配以丰富的图示,便于不同层次的读者理解和学习。 5. 实用性:本书是液压系统工程师、技术人员以及相关专业学生的理想参考书,可用于指导设计、分析和维护工作。 本书的出版,将有助于提升我国液压传动技术的理论水平和工程实践能力,为相关行业的技术进步提供有力支持。
我非常喜欢这本书在讲解液压系统中的能量守恒和能量损失部分的论述。它不仅仅是简单地介绍概念,而是通过大量的实例和图表,深入分析了能量在液压系统中的传递过程,以及在各个环节可能产生的损耗,例如摩擦、节流、泄漏等。作者还提出了很多提高系统效率的切实可行的方案,比如优化管路设计以减少沿程压力损失,选择高效率的液压泵和马达,以及合理利用蓄能器来储存和释放能量。这对于我们这些需要设计高效节能的液压系统的人来说,非常有价值。书中还专门辟出一章来介绍液压系统的动态特性,包括系统的响应速度、稳定性、振动等问题,并给出了分析和改善的方法。这对于我目前正在研究的伺服控制系统非常重要,它能帮助我更好地理解和控制系统的动态行为。