从零开始学液压元件选用与系统设计

第1章 绪论 / 1
1.1 液压传动的工作原理和基本特征 1
1.1.1 液压传动的工作原理 1
1.1.2　液压传动的基本特征 3
1.2 液压传动系统的组成及图形符号 4
1.2.1　液压系统的组成 4
1.2.2　液压传动系统图形符号 4
1.2.3　液压传动的应用领域 4
1.3 液压技术发展 6
1.3.1　液压传动技术的历史 6
1.3.2　液压技术的发展趋势 6
1.4 现代液压技术 8
1.4.1 液压控制系统与液压传动系统的比较 8
1.4.2 液压控制系统的分类 9
1.4.3 液压伺服系统 10
1.4.4 液压控制系统的适用场合 14

第2章 液压动力元件及选用 / 16
2.1　液压泵概述 16
2.1.1　液压泵的分类 16
2.1.2　工作原理 16
2.1.3　液压泵的图形符号 17
2.1.4　液压泵的主要性能参数及计算公式 17
2.1.5　液压泵的使用 19
2.2　齿轮泵 20
2.2.1　齿轮泵的分类 20
2.2.2　外啮合齿轮泵 21
2.2.3　内啮合齿轮泵 25
2.2.4　齿轮泵的选用原则和使用 26
2.3 叶片泵 28
2.3.1　分类及特点 28
2.3.2　工作原理 29
2.3.3　典型结构 33
2.3.4　叶片泵的选用原则和使用 34
2.4 柱塞泵 35
2.4.1　柱塞泵的分类、特点 35
2.4.2　工作原理 36
2.4.3　斜盘式轴向柱塞泵 36
2.4.4　斜轴式轴向柱塞泵 38
2.4.5　径向柱塞泵 39

第3章 变量泵 / 41
3.1 变量泵分类及组成 41
3.1.1 分类 41
3.1.2 液压系统对泵的变量控制的要求 42
3.1.3 变量控制的途径 42
3.2 变转速变量泵 42
3.2.1 工作原理 43
3.2.2 特点 43
3.3 恒压变量泵 43
3.3.1 压力控制原理 43
3.3.2 恒压力变量泵的应用 45
3.4 恒功率控制变量泵 45
3.4.1 双曲线恒功率控制变量泵 45
3.4.2 双弹簧恒功率控制工作原理 46
3.5 电液比例控制变量泵 49
3.5.1 电液比例控制变量泵的组成 49
3.5.2 典型电液比例控制变量泵 49
3.6 液压泵的选用 51
3.6.1　液压泵的选用原则 51
3.6.2　液压泵的选择计算 52

第4章 液压执行元件及选用 / 54
4.1 液压马达 54
4.1.1　液压马达的分类 54
4.1.2　液压马达的工作原理 55
4.1.3　液压马达的主要技术参数和计算公式 55
4.1.4　齿轮马达 56
4.1.5　叶片马达 62
4.1.6　柱塞马达 65
4.1.7　摆线马达 75
4.1.8　液压马达的选用 80
4.2 液压缸 81
4.2.1　概述 81
4.2.2　液压缸的工作原理和典型结构 87
4.2.3　液压缸的产品介绍 90
4.2.4　液压缸的选用 94
4.3 现代液压缸 95
4.3.1 模拟控制液压缸 95
4.3.2 数字控制液压缸 96

第5章 方向控制阀及选用 / 99
5.1　单向阀 99
5.1.1　普通单向阀 99
5.1.2　液控单向阀 101
5.2　换向阀 107
5.2.1　滑阀式换向阀 107
5.2.2　电磁换向阀 113
5.2.3　液动换向阀和电液换向阀 124
5.2.4　手动换向阀 133
5.2.5　机动换向阀 137
5.2.6　电磁球阀 138
5.3　方向控制阀的选用 139
5.4　方向控制阀的产品介绍 140
5.4.1　单向阀 140
5.4.2　电磁换向阀 142
5.4.3　液动换向阀 143
5.4.4　电液换向阀 143
5.4.5　机动换向阀 144
5.4.6　手动换向阀 145

第6章 压力控制阀及选用 / 146
6.1　溢流阀 146
6.1.1　溢流阀的工作原理和结构 146
6.1.2　溢流阀的特性 150
6.1.3　溢流阀的功用 154
6.1.4　溢流阀的常见故障与排除 154
6.2　电磁溢流阀 155
6.2.1　种类和功能 155
6.2.2　性能 156
6.3　卸荷溢流阀 157
6.3.1　工作原理和功用 157
6.3.2　性能 157
6.4　减压阀 158
6.4.1　减压阀的功能和性能要求 158
6.4.2　减压阀的工作原理和结构 158
6.4.3　减压阀的性能 161
6.4.4　减压阀的作用 162
6.4.5　减压阀的常见故障与排除 162
6.5　溢流减压阀 163
6.6　顺序阀 163
6.7　平衡阀 167
6.8　压力继电器 168
6.9　压力阀的选用和调节 171
6.10　压力控制阀的产品介绍 171
6.10.1　常用直动型溢流阀 171
6.10.2　常用先导型溢流阀 174
6.10.3　常用减压阀 177
6.10.4　常用顺序阀 179
6.10.5　常用平衡阀 182
6.10.6　常用压力继电器 183

第7章 流量控制阀及选用 / 186
7.1　概述 186
7.2　节流阀 186
7.3　调速阀 193
7.3.1　调速阀的工作原理 193
7.3.2　调速阀的流量特性和性能改善 195
7.3.3　调速阀的典型结构和特点 197
7.3.4　调速阀的应用和故障排除 199
7.4　分流集流阀 200
7.5　流量阀的选用 201
7.6　流量控制阀产品介绍 202
7.6.1　常用节流阀 202
7.6.2　常用调速阀 204
7.6.3　常用分流集流阀 205

第8章 电液比例阀 / 206
8.1 电液比例阀的工作原理 206
8.1.1 电液比例阀的分类 206
8.1.2 电液比例阀的工作原理 207
8.2 电液比例阀的典型结构和工作特性 207
8.2.1 电液比例压力阀 208
8.2.2 液比例流量阀 213
8.2.3 电液比例方向阀 215
8.2.4 电液比例压力流量复合控制阀 217
8.2.5 电液比例阀的工作特性 219
8.3 电液比例阀的应用 223

第9章 液伺服阀 / 228
9.1 电液伺服阀的工作原理及组成 228
9.1.1 基本组成与控制机理 228
9.1.2 电气-机械转换器 228
9.1.3 先导级阀 230
9.1.4 功率级主阀（滑阀） 231
9.1.5 检测反馈机构 232
9.2 电液伺服阀的典型结构与工作特性 232
9.2.1 电液伺服阀的典型结构 232
9.2.2 电液伺服阀的工作特性 236
9.3 其他新型伺服阀 241
9.3.1 新驱动方式的伺服阀 241
9.3.2 新材料的伺服阀 242
9.3.3 新原理和新结构的伺服阀 243
9.3.4 伺服阀的数字化与智能化 245
9.4 伺服阀的选择与使用 245
9.4.1 伺服阀的选择 246
9.4.2 电液伺服阀的使用 247

第10章 电液数字阀 / 249
10.1 电液数字阀的工作原理 249
10.1.1 增量式数字阀的工作原理 249
10.1.2 脉宽调制式数字阀的工作原理 249
10.2 电液数字阀的典型结构和工作特性 251
10.2.1 增量式数字阀 251
10.2.2 脉冲调制式数字阀 253
10.2.3 电液数字阀的工作特性 255
10.3 电液数字阀的应用 258

第11章 液压系统的基本回路 / 261
11.1　方向控制回路 261
11.1.1　换向回路 261
11.1.2　锁紧回路 262
11.1.3　制动回路 264
11.2　压力控制回路 264
11.2.1　调压回路 265
11.2.2　减压回路 265
11.2.3　增压回路 265
11.2.4　卸荷回路 266
11.2.5　平衡回路 267
11.2.6　保压回路和泄压(释压)回路 267
11.2.7　缓冲回路 267
11.2.8　制动回路 268
11.3　速度控制回路 269
11.3.1　调速回路 269
11.3.2　增速回路 274
11.3.3　减速回路 275
11.3.4　同步回路 276
11.4　常用液压油源回路 277
11.4.1　开式液压系统油源回路 278
11.4.2　闭式液压系统油源回路及补油泵回路 278
11.4.3　压力油箱油源回路 279
11.5　多执行元件动作回路 279
11.5.1　顺序动作回路 279
11.5.2　同步动作回路 281
11.5.3　防干扰回路 284
11.5.4　多执行元件卸荷回路 285
11.6　叠加阀控制回路 286
11.6.1　叠加阀的特点及应用 286
11.6.2　叠加阀控制回路实例 287
11.7　插装阀控制回路 288
11.7.1　插装阀的特点及应用 288
11.7.2　插装阀方向控制回路 289
11.7.3　插装阀压力控制回路 291
11.7.4　插装阀速度控制回路 292
11.7.5　插装阀复合控制回路 292
11.8 电液比例控制基本回路 292
11.8.1 电液比例压力控制回路 293
11.8.2 电液比例减压回路 294
11.8.3 电液比例速度控制回路 295
11.8.4 电液比例方向和速度控制回路 297
11.8.5 电液比例差动控制回路 299
11.8.6 电液比例控制同步回路 300
11.9 基于PLC液压系统基本控制方式 302
11.9.1 顺序控制 302
11.9.2 液压缸同步控制 304
11.9.3 压力、速度、位置控制 305

第12章 液压系统设计方法及设计步骤 / 308
12.1　液压系统设计原则 308
12.2　液压系统设计方法 308
12.2.1　经验设计方法 308
12.2.2　计算机仿真设计方法 309
12.2.3　优化设计方法 311
12.3　液压系统设计流程 313
12.4　液压传动系统的设计步骤 313
12.4.1　明确液压系统的设计要求 313
12.4.2　进行工况分析 314
12.4.3　初步确定液压系统方案 315
12.4.4　确定液压系统的主要技术参数 317
12.5　拟订液压系统原理图 319
12.5.1　确定系统类型 319
12.5.2　选择液压基本回路 320
12.5.3　由基本回路组成液压系统 321
12.6 选择液压元件 322
12.6.1　液压泵的选择 322
12.6.2　选择驱动液压泵的电动机 324
12.6.3　液压阀的选择 326
12.6.4　执行元件的确定 328
12.6.5　辅助元件的选择和设计 329
12.7　验算液压系统的性能 333
12.7.1　压力损失的验算 333
12.7.2　系统发热温升的验算 333
12.8　液压控制系统的设计步骤 334
12.8.1　明确液压控制系统设计要求 335
12.8.2　进行工况分析 335
12.8.3　选择控制方案,拟订控制系统原理图 335
12.8.4　静态分析(确定液压控制系统主要技术参数) 336
12.8.5　动态分析 337
12.8.6　校核控制系统性能 337
12.8.7　设计液压油源及辅助装置 338
12.9　技术文件的编制 338
12.10　液压系统的计算机辅助设计软件 338

第13章 典型液压系统设计实例 / 341
13.1　压缩机连杆双头专用车床液压系统设计 341
13.1.1　技术要求 341
13.1.2　配置执行元件 341
13.1.3　工况分析 341
13.1.4　液压系统主要参数的确定 343
13.2　板料折弯液压机系统设计计算 346
13.2.1　技术要求及已知条件 346
13.2.2　负载分析和运动分析 347
13.2.3　制订基本方案,拟订液压系统图 349
13.2.4　液压元件选型 349
13.3　组合机床动力滑台液压系统设计 350
13.3.1　组合机床动力滑台的工作要求 350
13.3.2　设计参数和技术要求 351
13.3.3　工况分析 351
13.3.4　确定主要技术参数 353
13.3.5　拟订液压系统原理图 355
13.3.6　液压元件的选择 357
13.4　叉车工作装置液压系统设计 358
13.4.1　概述 358
13.4.2　初步确定液压系统方案和主要技术参数 363
13.4.3　拟订液压系统原理图 366
13.4.4　选择液压元件 367
13.5　斗轮堆取料机斗轮驱动液压系统设计 369
13.5.1　概述 369
13.5.2　斗轮堆取料机斗轮驱动液压系统的设计要求 370
13.5.3　工况分析 370
13.5.4　初步确定设计方案 372
13.5.5　拟订液压系统原理图 372
13.5.6　确定主要技术参数 373
13.5.7　选择液压元件 374

第14章 电液智能控制系统设计实例 / 376
14.1 电液比例控制系统的设计 376
14.1.1 液压伺服与比例系统的设计步骤 376
14.1.2 负载分析与功率匹配 377
14.1.3 制定控制方案 379
14.1.4 系统主要参数确定及元件选择 380
14.1.5 系统建模、静动态仿真和校正器设计 382
14.1.6 开环电液比例控制系统的设计特点及注意事项 383
14.1.7 闭环电液比例系统的设计特点及注意事项 383
14.2 基于PLC液压系统智能设计 385
14.2.1 液压提升机的加速度控制 385
14.2.2 液压推土机的行驶控制 386
14.2.3 液压电梯的控制 389
14.3 舞台升降液压系统设计系统 391
14.4 铝箔轧机电液伺服系统设计 394
14.5 机械手液压控制系统设计 397

参考文献 / 401