流体传动与控制

**篇 流体基础篇 第1章 绪论 3 【理论知识】 4 1.1 流体传动的定义及发展 4 1.1.1 流体传动的定义 4 1.1.2 流体传动的发展 5 1.2 流体传动与控制系统的工作原理、组成及特点 7 1.2.1 系统的工作原理 7 1.2.2 系统的组成 10 1.2.3 系统的特点 11 1.2.4 应用 13 1.3 流体传动的工作介质 14 1.3.1 性质及分类 14 1.3.2 工作要求及选择 20 1.3.3 污染及控制 20 【工程应用】 22 【思考题和习题】 23 第2章 流体力学基础 24 【理论知识】 25 2.1 流体静力学 25 2.1.1 液体压力及其特性 25 2.1.2 液体静压力基本方程 25 2.1.3 压力的表示方法 27 2.1.4 气体静力学 27 2.2 流体动力学 29 2.2.1 液体流动的基本概念 29 2.2.2 连续性方程 30 2.2.3 伯努利方程 31 2.2.4 动量方程 32 2.2.5 气体动力学基础 32 2.3 流体流动时的压力损失 35 2.3.1 液体的流动状态 35 2.3.2 压力损失 36 2.3.3 流量损失 38 2.4 孔口和缝隙流量 38 2.4.1 孔口流量 38 2.4.2 缝隙流量 40 2.5 空穴现象和液压冲击 42 2.5.1 空穴现象 42 2.5.2 液压冲击 43 【工程应用】 44 【思考题和习题】 46 第二篇 结构原理与基本应用篇 第3章 流体传动与控制动力元件 51 【理论知识】 52 3.1 概述 52 3.1.1 液压泵的工作原理 52 3.1.2 液压泵的性能参数 53 3.2 齿轮泵 55 3.2.1 齿轮泵的结构及工作原理 55 3.2.2 齿轮泵的流量和排量 58 3.2.3 平衡式外啮合余弦齿轮泵 59 3.2.4 齿轮泵特点及应用 61 3.3 叶片泵 61 3.3.1 单作用叶片泵 61 3.3.2 双作用叶片泵 63 3.3.3 叶片泵的应用 64 3.4 柱塞泵 64 3.4.1 轴向柱塞泵 64 3.4.2 径向柱塞泵 66 3.4.3 柱塞泵的特点及应用 66 3.5 各类液压泵的性能比较及应用 67 3.5.1 液压泵的图形符号 67 3.5.2 液压泵的选择原则 67 3.5.3 电动机参数的选择 68 3.5.4 液压泵的性能比较 68 3.6 气源装置 69 3.6.1 气源装置的组成和布置 69 3.6.2 空气压缩机 71 【工程应用】 72 【思考题和习题】 73 第4章 流体传动与控制执行元件 77 【理论知识】 78 4.1 缸的分类和特点 78 4.1.1 活塞缸 79 4.1.2 柱塞缸 81 4.1.3 摆动缸 82 4.1.4 其他形式的常用缸 83 4.2 缸的结构及设计计算 89 4.2.1 缸的结构 89 4.2.2 缸的设计计算 90 4.3 马达 94 4.3.1 高速液压马达 95 4.3.2 低速大转矩液压马达 98 4.3.3 液压马达的主要参数 98 4.3.4 液压马达的图形符号 100 【工程应用】 100 【思考题和习题】 103 第5章 流体传动与控制调节元件 108 【理论知识】 110 5.1 概述 110 5.1.1 控制阀的分类 110 5.1.2 控制阀的性能参数 111 5.2 液压方向控制阀 111 5.2.1 单向阀 112 5.2.2 换向阀 116 5.3 液压压力控制阀 121 5.3.1 溢流阀 122 5.3.2 减压阀 128 5.3.3 顺序阀 132 5.3.4 压力继电器 135 5.4 液压流量控制阀 135 5.4.1 节流阀 136 5.4.2 调速阀 137 5.4.3 同步阀 139 5.5 其他控制阀 141 5.5.1 限速切断阀 141 5.5.2 叠加阀 141 5.5.3 插装阀 142 5.5.4 电液比例阀 146 5.6 常用气动控制阀 149 5.6.1 气动控制阀的分类及特性 150 5.6.2 气动方向控制阀 151 5.6.3 气动压力控制阀 157 5.6.4 气动流量控制阀 160 5.7 新型调节控制元件 162 5.7.1 电液数字控制阀 162 5.7.2 智能电子数字液压控制的应用 164 【工程应用】 165 【思考题和习题】 168 第6章 流体传动与控制辅助元件 172 【理论知识】 172 6.1 油箱及附属装置 172 6.1.1 油箱 172 6.1.2 附属装置 175 6.2 管件 178 6.2.1 管道 178 6.2.2 管接头 179 6.2.3 管道系统 182 6.3 密封装置 183 6.3.1 对密封装置的要求 183 6.3.2 密封装置的类型和特点 183 6.4 过滤器 186 6.4.1 过滤器的类型和结构 186 6.4.2 过滤器的选用及安装 187 6.5 蓄能器 189 6.5.1 蓄能器的功能 189 6.5.2 蓄能器的类型及应用 190 6.6 气动辅助元件 191 6.6.1 气源净化装置 191 6.6.2 其他辅助元件 195 【工程应用】 197 【思考题和习题】 198 第三篇 综合应用篇 第7章 流体传动与控制的基本回路 201 【理论知识】 202 7.1 概述 202 7.2 方向控制回路 202 7.3 压力控制回路 204 7.3.1 调压回路 204 7.3.2 减压回路 205 7.3.3 增压回路 206 7.3.4 保压回路 207 7.3.5 卸荷回路 208 7.3.6 平衡回路 209 7.4 速度控制回路 210 7.4.1 概述 210 7.4.2 调速回路 210 7.4.3 快速回路 222 7.4.4 速度换接回路 224 7.5 多缸运动控制回路 226 7.5.1 同步运动回路 226 7.5.2 顺序运动回路 229 7.5.3 互不干扰回路 231 【工程应用】 232 【思考题和习题】 235 第8章 流体传动与控制系统的典型实例 239 【理论知识】 239 8.1 概述 239 8.2 组合机床动力滑台液压系统 241 8.2.1 概述 241 8.2.2 动力滑台液压系统的工作原理 241 8.2.3 动力滑台液压系统的特点 244 8.3 塑料液压注射机液压系统 244 8.3.1 液压系统的功能 244 8.3.2 液压系统的工作原理 244 8.3.3 液压系统的特点 246 8.4 气动机械手气压传动系统 247 8.4.1 气压传动系统的工作原理 247 8.4.2 气压传动系统的工作特点 248 8.5 气液动力滑台气压传动系统 248 8.6 八轴仿形铣加工机床气压传动控制系统 250 8.6.1 概述 250 8.6.2 气压传动控制系统的工作原理 250 8.6.3 气压传动控制系统的特点 253 【工程应用】 253 【思考题和习题】 255 第四篇 设计与前沿发展篇 第9章 流体传动与控制系统的设计计算 259 【理论知识】 259 9.1 概述 259 9.1.1 明确设计要求和工况分析 260 9.1.2 主要参数的确定 264 9.1.3 系统原理图的拟定 265 9.1.4 元件参数的计算和选择 265 9.1.5 系统性能验算 269 9.1.6 绘制工作图和编制技术文件 271 9.2 系统设计计算举例 271 【工程应用】 277 【思考题与习题】 279 第10章 现代流体传动的发展新趋势 280 10.1 水压传动技术的重新崛起 280 10.1.1 水压传动研究现状 281 10.1.2 水压传动的发展 283 10.2 人工智能在流体传动中的应用 283 10.2.1 研究进展 284 10.2.2 人工智能在流体传动中的工程应用 284 10.3 风力发电领域的流体传动技术 285 10.3.1 风力发电的发展 285 10.3.2 风电技术的发展 286 10.3.3 流体传动储能风电机的应用 286 10.4 流体力学多尺度机理与宏观特性的关联研究 289 10.4.1 多尺度流体的流控体系 289 10.4.2 流体的微观尺度与宏观现象的关联 291 【思考题与习题】 292 附录 常见液压与气压传动图形符号(摘自GB/T 786.1—2009) 293 参考文献 300