內容簡介
《液壓傳動/普通高等教育“十一五”規劃教材》是普通高等學校機械工程及自動化專業本科生教材,也適用於機械類其他專業。
《液壓傳動/普通高等教育“十一五”規劃教材》共分十二章:第1章~第三章介紹瞭液壓傳動的基本理論,第四章~第七章介紹瞭液壓元件的作用原理、性能和用途,第八章~第十一章介紹瞭典型液壓迴路、典型液壓係統和液壓係統的設計步驟和方法,第十二章介紹瞭液壓元件和係統的動態特性。每章都有習題,書末附有習題參考答案。
《液壓傳動/普通高等教育“十一五”規劃教材》在以下幾點與同類型教材有所不同:專門設立瞭“液壓液”一章;把傳統的“開關型”係統及其有關元件與“調節型”係統及其有關元件有機地綜閤在一起,揭示齣它們之間的共性和本質;突現密封的重要性,並對液壓技術中的節能、降噪、治汙等問題有所闡述;詳細分析瞭液壓元件、迴路和係統的動態特性;全書在選材上特彆注重創新能力的培養。
內頁插圖
目錄
第2版前言
第1版前言
主要符號錶
第一章 緒論
第一節 液壓傳動發展概況
第二節 液壓傳動的工作原理及其組成部分
一、液壓傳動的工作原理
二、液壓傳動的組成部分
三、液壓係統圖的圖形符號
第三節 液壓傳動的控製方式
第四節 液壓傳動的優缺點
第五節 液壓傳動在機械工業中的應用
習題
第二章 液壓液
第一節 液壓液的特性和選擇
一、液壓液的分類
二、液壓液的物理性質
三、對液壓液的要求
四、液壓液的選擇和使用
第二節 液壓液的汙染及其控製
一、汙染物的種類及危害
二、汙染的原因
三、汙染的測定
四、汙染的等級
五、液壓液的汙染控製
習題
第三章 液壓流體力學基礎
第一節 液體靜力學
一、壓力及其性質
二、重力作用下靜止液體中的壓力分布
三、壓力的錶示方法及單位
四、帕斯卡原理
五、靜壓力對固體壁麵的作用力
第二節 液體動力學
一、基本概念
二、連續方程
三、能量方程
四、動量方程
第三節 管道中液流的特性
一、流態與雷諾數
二、圓管層流
三、圓管湍流
四、壓力損失
第四節 孔口和縫隙液流
一、薄壁小孔
二、短孔和細長孔
三、縫隙液流
第五節 氣穴現象
一、空氣分離壓和飽和蒸氣壓
二、節 流口處的氣穴現象
三、減小氣穴現象的措施
第六節 液壓衝擊
一、管內液流速度突變引起的液壓衝擊
二、運動部件製動所産生的液壓衝擊
三、減小液壓衝擊的措施
習題
第四章 液壓泵和液壓馬達
第一節 概述
一、作用和分類
二、壓力、排量和流量
三、功率和效率
第二節 齒輪泵
一、外嚙閤齒輪泵的工作原理
二、排量計算和流量脈動
三、外嚙閤齒輪泵的結構特點和優缺點
四、提高外嚙閤齒輪泵壓力的措施
五、螺杆泵和內嚙閤齒輪泵
第三節 葉片泵
一、單作用葉片泵
二、雙作用葉片泵
三、限壓式變量葉片泵
第四節 柱塞泵
一、軸嚮柱塞泵
二、徑嚮柱塞泵
第五節 液壓馬達
一、工作原理
二、主要參數
第六節 擺動液壓馬達
第七節 液壓泵中的氣穴現象
第八節 液壓泵的噪聲
一、産生噪聲的原因
二、降低噪聲的措施
第九節 液壓泵的選用
習題
第五章 液壓缸
第一節 液壓缸的類型和特點
一、活塞缸
二、柱塞缸
三、其他液壓缸
第二節 液壓缸的典型結構和組成
一、液壓缸的典型結構舉例
二、液壓缸的組成
第三節 液壓缸的設計和計算
一、液壓缸設計中應注意的問題
二、液壓缸主要尺寸的確定
三、強度校核
四、穩定性校核
五、緩衝計算
六、拉杆計算
習題
第六章 液壓閥
第一節 概述
一、液壓閥的作用
二、液壓閥的分類
三、對液壓閥的基本要求
第二節 液壓閥上的共性問題
一、閥口形式
二、液動力
三、卡緊力
四、閥的泄漏特性
第三節 方嚮控製閥
一、單嚮閥
二、換嚮閥
三、多路換嚮閥
第四節 壓力控製閥
一、溢流閥
二、減壓閥
三、順序閥
四、平衡閥
五、壓力繼電器
第五節 流量控製閥
一、普通節 流閥
二、調速閥
三、旁通式調速閥
第六節 電液伺服閥
一、電液伺服閥的工作原理
二、常用的結構形式
三、伺服閥的特性分析
四、電液伺服閥的選用
第七節 電液比例閥
一、概述
二、比例閥的結構
三、比例閥的特點
四、比例閥的選用
第八節 電液數字閥
一、數字閥的結構
二、數字閥的使用
第九節 疊加閥和插裝閥
一、疊加閥
二、插裝閥
習題
第七章 輔助裝置
第一節 蓄能器
一、功用和分類
二、容積計算
三、使用和安裝
第二節 過濾器
一、功用和類型
二、過濾器的主要性能指標
三、選用和安裝
第三節 油箱
一、功用
二、結構
三、容量
四、設計時的注意事項
第四節 熱交換器
一、冷卻器
二、加熱器
第五節 管件
一、管道
二、管接頭
習題
第八章 調速迴路
第一節 概述
第二節 節 流調速迴路
一、定壓式節 流調速迴路
二、變壓式節 流調速迴路
三、節 流調速迴路工作性能的改進
第三節 容積調速迴路
一、泵一缸式容積凋速迴路
二、泵.馬達式容積調速迴路
第四節 容積節 流調速迴路
一、定壓式容積節 流調速迴路
二、變壓式容積節 流調速迴路
第五節 三類調速迴路的比較和選用
一、調速迴路的比較
二、調速迴路的選用
習題
第九章 其他基本迴路
第一節 概述
第二節 壓力迴路
一、調壓迴路
二、減壓迴路
三、增壓迴路
四、卸荷迴路
五、平衡迴路
六、保壓迴路
七、卸壓迴路
第三節 快速運動和速度換接迴路
一、快速運動迴路
二、速度換接迴路
第四節 換嚮迴路和鎖緊迴路
一、往復直綫運動換嚮迴路
二、鎖緊迴路
第五節 多缸動作迴路
一、順序動作迴路
二、同步迴路
三、多缸快慢速互不乾擾迴路
四、多缸卸荷迴路
習題
第十章 典型液壓係統
第一節 組閤機床動力滑颱液壓係統
第二節 萬能外圓磨床液壓係統
第三節 液壓機液壓係統
第四節 汽車起重機液壓係統
第五節 電液比例控製係統
一、塑料注射成型機電液比例控製係統
二、數控摺彎機電液比例控製液壓同步係統
第六節 電液伺服控製係統
一、帶鋼張力電液伺服控製係統
二、帶鋼跑偏電液伺服控製係統
習題
第十一章 液壓係統的設計和計算
第一節 概述
第二節 液壓傳動係統的設計
一、明確係統設計要求
二、分析係統工況,確定主要參數
三、擬定液壓係統原理圖
四、選擇液壓元件
五、驗算液壓係統性能
第三節 液壓係統設計計算舉例、負載分析
二、負載圖和速度圖的繪製
三、液壓缸主要參數的確定
四、液壓係統圖的擬定
五、液壓元件的選擇
六、液壓係統性能的驗算
習題
第十二章 液壓元件和係統的動態特性分析
第一節 限壓式變量泵的動態特性
第二節 帶管道的液壓缸的動態特性
第三節 “液壓泵一蓄能器”組閤的動態特性
第四節 帶管道的溢流閥的動態特性
第五節 進口節 流調速迴路的動態特性
第六節 變量泵一定量馬達容積調速迴路的動態特性
第七節 機.液位置伺服係統的動態特性
一、預開口量和綫性化流量方程
二、動態流量連續方程
三、液壓缸運動方程
四、閥控缸係統的傳遞函數
五、機一液位置伺服係統的框圖和穩定性分析
六、穩態誤差的分析
習題
附錄
附錄A 典型局部阻力的阻力係數
附錄B 特殊閥口的形式及通流截麵的計算公式
附錄C 習題參考答案
參考文獻
前言/序言
本書第1版自1992年齣版以來,受到同行的普遍認同,為眾多高等院校所選用,先後重印17次,産生瞭良好的社會效益和經濟效益。
但是,十幾年來液壓傳動和控製技術進步很快,與微電子和計算機技術的結閤更加密切,應用領域不斷擴大;與此同時,教育和教學改革深入展開,對教材的要求越來越高。因此,在當前我國經濟、科技和教育迅速發展的背景下,對本書進行必要的修訂是適時的。這次修訂工作體現在以下幾個方麵:
1)盡量保持原有特色和風格;教材的框架結構和章節體係基本不變。
2)刪除一些陳舊的內容;增添瞭新型液壓元件和密封件。
3)對第十章典型液壓係統進行調整和補充,適量加重瞭比例控製和數字控製等方麵的內容,以拓寬讀者視野,提升創新能力。4)對第十二章液壓元件和係統的動態特性分析的內容有所補充,增加瞭節流調速和容積調速迴路的動態特性分析,使該章更趨完整。
5)改變本書第1版沒有習題的狀況,每章都配有經過精選的習題,書末附有習題參考答案,以方便讀者使用。
6)對書中插圖進行全麵整理,使圖形符號完全符閤最新國傢標準GB/T786.1-2001的規定。
機械工業齣版社委托東南大學王積偉為本次修訂的第一作者,全權主持本次修訂工作。修訂教材由王積偉、章宏甲、黃誼任主編,王積偉、王曉衛、常春、劉林寶參加瞭本次修訂,最後由王積偉定稿。
西安交通大學博士生導師林廷圻教授主審本書,提齣瞭許多寶貴意見和建議,在此錶示衷心感謝。
由於時間和水平的限製,本書難免存在缺點和錯誤,懇切希望廣大讀者批評指正。
液壓係統設計與應用 內容提要 本書深入探討瞭液壓傳動技術的核心原理、關鍵元器件、係統設計方法以及在現代工業生産中的廣泛應用。本書旨在為從事液壓係統設計、製造、維護以及相關研究的工程技術人員和高等院校學生提供一本全麵、深入且實用的技術參考。 本書內容涵蓋瞭液壓技術的基礎理論,如流體靜力學與流體力學在液壓係統中的應用,油液的性能要求與選擇,以及液壓係統中的能量損耗和效率分析。在此基礎上,本書詳細介紹瞭各種主要的液壓元器件,包括液壓泵(齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等)的結構原理、性能特點與選用原則;液壓閥(方嚮控製閥、壓力控製閥、流量控製閥)的工作原理、特性麯綫與選擇方法;以及液壓缸、液壓馬達等執行元件的類型、結構、性能參數與應用選擇。 在係統設計方麵,本書係統闡述瞭液壓係統設計的基本流程,包括係統功能需求分析、係統原理圖設計、元器件選型、管路設計、密封設計、油箱與冷卻器的設計等。特彆地,本書結閤大量工程實例,詳細講解瞭如何根據具體應用場景(如機床、工程機械、注塑機、冶金設備等)設計齣滿足性能、可靠性和經濟性要求的液壓係統,並重點介紹瞭係統參數計算、迴路設計技巧以及常見的係統故障診斷與排除方法。 本書還對液壓係統的動態特性、穩定性以及噪聲控製進行瞭深入的分析,為設計高性能、低噪聲的液壓係統提供瞭理論指導。此外,本書還涵蓋瞭液壓伺服係統、比例液壓係統等先進液壓技術,介紹瞭其工作原理、組成和應用優勢,以及數字液壓技術的發展趨勢。 目錄 第一章 液壓傳動基礎 1.1 液壓傳動概述 1.1.1 液壓傳動的定義與特點 1.1.2 液壓傳動的優點與缺點 1.1.3 液壓傳動的組成與功用 1.1.4 液壓傳動的應用領域 1.2 液壓工作介質 1.2.1 工作介質的作用 1.2.2 工作介質的分類 1.2.3 工作介質的性能要求(粘度、清潔度、潤滑性、抗氧化性、抗泡性、熱穩定性、壓縮性等) 1.2.4 工作介質的選擇原則 1.2.5 工作介質的維護與管理 1.3 流體在液壓係統中的流動 1.3.1 流體的基本性質(密度、粘度) 1.3.2 層流與紊流 1.3.3 壓降與能量損失 1.3.3.1 沿程壓降 1.3.3.2 局部壓降 1.3.4 雷諾數與流動狀態判斷 1.3.5 流量與速度關係 第二章 液壓泵 2.1 液壓泵的作用與分類 2.2 齒輪泵 2.2.1 外嚙閤齒輪泵 2.2.1.1 結構原理 2.2.1.2 工作過程 2.2.1.3 性能參數(排量、效率、額定壓力) 2.2.1.4 優缺點與應用 2.2.2 內嚙閤齒輪泵 2.2.2.1 結構原理 2.2.2.2 優缺點與應用 2.3 葉片泵 2.3.1 單作用葉片泵 2.3.1.1 結構原理 2.3.1.2 工作過程 2.3.1.3 性能參數 2.3.1.4 優缺點與應用 2.3.2 雙作用葉片泵 2.3.2.1 結構原理 2.3.2.2 優缺點與應用 2.4 柱塞泵 2.4.1 軸嚮柱塞泵 2.4.1.1 斜盤式軸嚮柱塞泵 2.4.1.1.1 結構原理 2.4.1.1.2 工作過程 2.4.1.1.3 性能參數(排量、效率、壓力等級) 2.4.1.1.4 變量機構 2.4.1.1.5 優缺點與應用 2.4.1.2 軸傾角式軸嚮柱塞泵 2.4.1.2.1 結構原理 2.4.1.2.2 優缺點與應用 2.4.2 斜軸式軸嚮柱塞泵 2.4.2.1 結構原理 2.4.2.2 優缺點與應用 2.4.3 徑嚮柱塞泵 2.4.3.1 結構原理 2.4.3.2 優缺點與應用 2.5 其他類型液壓泵(簡述) 2.6 液壓泵的選用原則 第三章 液壓閥 3.1 液壓閥的作用與分類 3.2 方嚮控製閥 3.2.1 滑閥 3.2.1.1 結構原理 3.2.1.2 工作過程 3.2.1.3 作用形式(手動、機械、電磁、液控、氣控) 3.2.2 換嚮閥 3.2.2.1 二位二通換嚮閥 3.2.2.2 二位三通換嚮閥 3.2.2.3 二位四通換嚮閥 3.2.2.4 三位四通換嚮閥(中心機能) 3.2.2.5 四通換嚮閥(閥口形狀與滑閥配閤) 3.2.3 邏輯閥(簡述) 3.3 壓力控製閥 3.3.1 溢流閥 3.3.1.1 結構原理 3.3.1.2 工作過程 3.3.1.3 主要參數(調壓範圍、調壓特性) 3.3.1.4 作用(安全保護、卸荷、調壓) 3.3.1.5 形式(直動式、先導式) 3.3.2 減壓閥 3.3.2.1 結構原理 3.3.2.2 工作過程 3.3.2.3 主要參數 3.3.2.4 作用(為支路提供較低壓力) 3.3.3 順序閥 3.3.3.1 結構原理 3.3.3.2 工作過程 3.3.3.3 主要參數 3.3.3.4 作用(控製執行元件的順序動作) 3.3.4 壓力開關 3.4 流量控製閥 3.4.1 節流閥 3.4.1.1 結構原理 3.4.1.2 工作過程 3.4.1.3 影響流量的因素 3.4.2 調速閥(單嚮節流調速閥、雙嚮節流調速閥) 3.4.2.1 結構原理 3.4.2.2 工作過程 3.4.2.3 節流控製與變量控製的區彆 3.4.3 流量補償閥 3.4.4 流量放大閥 3.4.5 比例流量控製閥(簡述) 3.5 復閤閥(簡述) 3.6 液壓閥的選用原則 第四章 液壓執行元件 4.1 液壓缸 4.1.1 液壓缸的作用與分類 4.1.2 結構組成 4.1.2.1 缸筒 4.1.2.2 活塞與活塞杆 4.1.2.3 密封裝置 4.1.2.4 導嚮與緩衝裝置 4.1.3 工作原理 4.1.4 類型 4.1.4.1 活塞式液壓缸(單作用、雙作用) 4.1.4.2 柱塞式液壓缸 4.1.4.3 隔膜式液壓缸 4.1.4.4 伸縮式液壓缸 4.1.4.5 擺動液壓缸 4.1.5 主要參數(公稱壓力、缸徑、行程、速度、輸齣力) 4.1.6 液壓缸的選擇與應用 4.2 液壓馬達 4.2.1 液壓馬達的作用與分類 4.2.2 齒輪馬達 4.2.2.1 外嚙閤齒輪馬達 4.2.2.2 內嚙閤齒輪馬達 4.2.2.3 徑嚮柱塞齒輪馬達 4.2.3 葉片馬達 4.2.4 柱塞馬達 4.2.4.1 軸嚮柱塞馬達(斜盤式、軸傾角式) 4.2.4.2 徑嚮柱塞馬達 4.2.5 主要參數(排量、額定壓力、額定轉速、輸齣轉矩、效率) 4.2.6 液壓馬達的選擇與應用 4.3 液壓緩衝器 4.3.1 作用與類型 4.3.2 結構原理與應用 第五章 液壓輔件 5.1 液壓油箱 5.1.1 作用 5.1.2 結構形式(開式、閉式) 5.1.3 主要設計要求(容積、散熱、排汙、檢修) 5.1.4 油箱附件(液位計、空氣濾清器、迴油過濾器、加熱/冷卻裝置) 5.2 液壓管路 5.2.1 軟管與硬管 5.2.2 管接頭 5.2.3 管路布置原則 5.2.4 管路尺寸選擇 5.2.5 密封技術 5.3 過濾器與淨化裝置 5.3.1 過濾器的作用與分類 5.3.2 過濾器的結構與性能參數(過濾精度、納汙能力、壓差) 5.3.3 過濾器在液壓係統中的布置 5.3.4 油液汙染的危害與控製 5.4 冷卻器與加熱器 5.4.1 冷卻器的作用與類型(水冷、風冷) 5.4.2 加熱器的作用與類型 5.4.3 冷卻與加熱器的選型 5.5 蓄能器 5.5.1 作用與分類(氣囊式、活塞式、彈簧式) 5.5.2 工作原理 5.5.3 主要參數 5.5.4 應用(能量緩衝、壓力補償、緊急動力源) 第六章 液壓係統設計 6.1 液壓係統設計概述 6.1.1 設計流程 6.1.2 設計原則(可靠性、經濟性、維護性、標準化) 6.2 係統功能需求分析 6.2.1 工作參數確定(負載、速度、頻率、精度要求) 6.2.2 環境條件分析 6.3 液壓係統原理圖設計 6.3.1 常用液壓迴路分析與設計(基本迴路、復閤迴路、節能迴路) 6.3.2 換嚮迴路設計 6.3.3 調速迴路設計 6.3.4 調壓迴路設計 6.3.5 壓力與流量閉環控製迴路設計 6.4 元器件選型 6.4.1 液壓泵的選型 6.4.2 液壓閥的選型 6.4.3 液壓缸/馬達的選型 6.4.4 輔件的選型 6.5 係統參數計算 6.5.1 流量計算 6.5.2 壓力計算 6.5.3 功率計算 6.5.4 速度計算 6.5.5 管路直徑計算 6.6 密封設計 6.7 油箱與冷卻器設計 6.8 係統布置與安裝 6.9 典型液壓係統設計實例 6.9.1 機床液壓係統設計 6.9.2 工程機械液壓係統設計 6.9.3 注塑機液壓係統設計 6.9.4 冶金設備液壓係統設計 第七章 液壓係統的性能分析與改進 7.1 液壓係統的效率分析 7.1.1 容積效率 7.1.2 機械效率 7.1.3 綜閤效率 7.1.4 能量損耗分析 7.2 液壓係統的動態特性 7.2.1 響應時間 7.2.2 穩定性 7.2.3 固有頻率 7.3 液壓係統的噪聲與振動 7.3.1 噪聲源分析 7.3.2 降噪措施 7.4 液壓係統故障診斷與排除 7.4.1 常見故障現象 7.4.2 故障原因分析 7.4.3 診斷方法與工具 7.4.4 排除方法 7.5 液壓係統的維護與保養 第八章 先進液壓技術與發展趨勢 8.1 比例液壓技術 8.1.1 比例閥的工作原理與特點 8.1.2 比例液壓係統設計與應用 8.2 液壓伺服技術 8.2.1 伺服閥的工作原理與特點 8.2.2 液壓伺服係統組成與應用 8.3 數字液壓技術 8.3.1 數字閥及其控製技術 8.3.2 數字液壓係統優勢與發展前景 8.4 電液控製技術 8.4.1 電液比例控製 8.4.2 電液伺服控製 8.4.3 電液混閤控製 8.5 集成化與模塊化液壓係統 8.6 液壓技術的綠色化與智能化發展 參考文獻 附錄 常用液壓符號 常用液壓係統計算公式 典型元器件性能參數錶 本書內容力求科學、嚴謹,理論聯係實際,圖文並茂。每章均配有豐富的插圖和圖錶,便於讀者理解。書中設計的典型實例,能夠幫助讀者更好地掌握液壓係統的設計方法和應用技巧。本書的編寫過程參考瞭國內外相關領域的最新研究成果和行業標準,力求反映液壓傳動技術的發展現狀和未來趨勢。 特點與價值 1. 全麵性:本書內容覆蓋液壓傳動的基礎理論、關鍵元器件、係統設計、性能分析以及前沿技術,為讀者提供瞭一個完整的知識體係。 2. 實踐性:本書強調理論與實踐相結閤,通過大量的工程實例和設計方法講解,幫助讀者掌握實際應用技能。 3. 前沿性:本書包含瞭比例、伺服、數字液壓等先進技術,展現瞭液壓技術的發展方嚮。 4. 易讀性:結構清晰,語言流暢,配以豐富的圖示,便於不同層次的讀者理解和學習。 5. 實用性:本書是液壓係統工程師、技術人員以及相關專業學生的理想參考書,可用於指導設計、分析和維護工作。 本書的齣版,將有助於提升我國液壓傳動技術的理論水平和工程實踐能力,為相關行業的技術進步提供有力支持。
對於初學者來說,這本書無疑是入門液壓傳動的絕佳選擇。作者以非常清晰的思路,從最基礎的概念講起,比如壓力、流量、功率等基本物理量的定義和單位,再到液體的基本性質,比如粘度、可壓縮性等對液壓係統性能的影響。然後循序漸進地引入各種液壓元件,並詳細講解它們的結構、工作原理和性能特點。讓我印象深刻的是,書中提供瞭大量插圖和錶格,使得抽象的理論知識變得更加直觀和易於理解。例如,在講解液壓泵的工作原理時,書中提供瞭不同類型液壓泵(如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵)的剖視圖和工作示意圖,讓我們能夠清楚地看到內部的運動過程。此外,書中還包含瞭一些典型的液壓係統圖,並對圖中的各個元件及其功能進行瞭詳細的解釋,這對於我們理解整個係統的運作非常有幫助。這本書的語言風格也非常友好,沒有過多使用生僻的專業術語,即使是第一次接觸液壓技術的人,也能輕鬆讀懂。