本書以培養(yǎng)基礎知識扎實、應用能力強的人才為目的,按照基礎理論元件基本回路系統(tǒng)分析進行論述,緊密結合液壓與氣壓技術的*成果,重點介紹了液壓與氣壓傳動在機床工業(yè)、工程機械、橡塑機械等行業(yè)的應用實例;在敘述上,突出重點和共性問題,深入淺出,以便于自學。各章末均附有思考題與習題,便于讀者鞏固所學內容,提高分析、解決實際問題的能力。本書可作為應用型本科院校機械類和機電類各專業(yè)的教材,也可作為各類成人高校、自學考試等相關專業(yè)的教材,亦可供從事流體傳動與控制技術的工程技術人員參考。
液壓與氣動是機械學中發(fā)展較快的一門學科分支, 近年來與微電子、計算機技術相結合,液壓與氣動技術進入了一個新的發(fā)展階段。液壓與氣動技術所具有的獨特技術優(yōu)勢,使其在國民經濟各領域獲得了廣泛應用,成為工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化進程中不可替代的一項基礎技術及現(xiàn)代傳動與控制的重要手段,也是當代工程技術人員所應掌握的重要基礎技術之一。本書從應用型本科培養(yǎng)目標的要求出發(fā),結合教學實際,在內容安排上重點突出應用性,旨在培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的高素質應用型人才。本書在編寫過程中,圍繞應用型本科院校學生所要掌握的基礎理論展開論述, 體現(xiàn)理論夠用的原則,充分考慮了應用型本科人才培養(yǎng)的特點。在教學內容設計上,注重教材的理論性和系統(tǒng)性的同時,強調與前后課程的聯(lián)系,力求做到內容少而精、架構科學以及可學以致用。教師在介紹傳統(tǒng)內容的同時,注意反映液壓與氣動技術在元件及系統(tǒng)設計分析方法上的一些新發(fā)展和新成就,推進機電液(氣)一體化技術的教學與應用。在體系結構上,液壓與氣動均按照基礎理論元件基本回路系統(tǒng)分析進行論述。對于液壓與氣動元件,側重于基本原理的介紹而不過多涉及其具體結構;對于典型系統(tǒng),緊密結合液壓與氣壓技術的最新成果,重點介紹了液壓與氣壓傳動在機床工業(yè)、工程機械、橡塑機械等行業(yè)的應用實例;在敘述上,突出重點和共性問題,深入淺出,便于自學。各章末均附有思考題與習題,便于讀者復習鞏固所學內容,提高分析、解決實際問題的能力。書后附有液壓及氣動技術中現(xiàn)行液壓氣動圖形符號國家標準,以便于讀者查閱使用。本書第1~2章、10~13章由周幼民編寫,第3~7章由董軍輝編寫,第8、9、14章及附錄由李虹霖編寫。全書由董軍輝統(tǒng)編。本書的編寫得到了西安電子科技大學出版社、成都工業(yè)學院機械工程學院的大力支持,在此表示感謝。書中參考了部分專業(yè)資料和書籍,在此對其作者表示感謝。由于編者的水平和學識有限,書中難免存在不妥之處,懇請讀者批評指正。
編 者 2017年3月
第1章 緒論 1 1.1 液壓傳動的工作原理與系統(tǒng)組成 1 1.1.1 液壓傳動的工作原理 1 1.1.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成 3 1.2 液壓傳動系統(tǒng)的表示方法 5 1.3 液壓傳動的特點及應用 5 1.3.1 液壓傳動的優(yōu)缺點 5 1.3.2 液壓傳動的應用 6 思考題與習題 6第2章 流體力學基礎 7 2.1 液壓油 7 2.1.1 液壓油的主要物理性質 7 2.1.2 液壓系統(tǒng)對液壓油的要求 11 2.1.3 液壓油的選用 11 2.2 液體的基本力學性質 13 2.2.1 靜止液體的力學性質 13 2.2.2 液體靜力學基本方程 14 2.2.3 壓力的表示方法及單位 15 2.2.4 液體靜壓傳遞原理 15 2.2.5 液體對固體表面的作用力 16 2.3 流體動力學 16 2.3.1 描述流動液體的幾個基本概念 16 2.3.2 流動液體連續(xù)性方程 18 2.3.3 伯努利方程 19 2.3.4 動量方程 20 2.4 管路中液體的壓力損失 21 2.4.1 液體流動狀態(tài) 22 2.4.2 沿程壓力損失 22 2.4.3 局部壓力損失 24 2.4.4 管路系統(tǒng)的總壓力損失 24 2.5 液體流經孔口及縫隙的流量壓力特性 25 2.5.1 小孔流量壓力特性 25 2.5.2 流體流經縫隙的流量壓力特性 27 2.6 瞬變流動 30 思考題與習題 31第3章 液壓泵 33 3.1 概述 33 3.1.1 液壓泵的工作原理及分類 33 3.1.2 液壓泵的基本性能參數(shù) 34 3.1.3 液壓泵的特性曲線 36 3.2 齒輪泵 37 3.2.1 外嚙合齒輪泵的結構和工作原理 37 3.2.2 齒輪泵的流量 38 3.2.3 齒輪泵的結構性能分析 39 3.2.4 齒輪泵的優(yōu)缺點及其應用 40 3.2.5 其他類型的齒輪泵 41 3.3 葉片泵 42 3.3.1 單作用非卸荷式葉片泵 42 3.3.2 雙作用卸荷式葉片泵 43 3.3.3 限壓式變量葉片泵 45 3.3.4 葉片泵的優(yōu)缺點 47 3.4 柱塞泵 47 3.4.1 徑向柱塞泵 47 3.4.2 軸向柱塞泵 48 3.4.3 柱塞泵的優(yōu)缺點及使用 49 3.5 液壓泵的選用 49 思考題與習題 50第4章 液壓執(zhí)行元件 52 4.1 液壓馬達 52 4.1.1 液壓馬達的分類及特點 52 4.1.2 液壓馬達的性能參數(shù) 53 4.1.3 液壓馬達的工作原理 54 4.2 液壓缸 56 4.2.1 液壓缸的類型 56 4.2.2 活塞式液壓缸 57 4.2.3 柱塞式液壓缸 58 4.2.4 其他形式的液壓缸 59 4.2.5 液壓缸的典型結構和組成 60 4.2.6 液壓缸的設計和計算 64 思考題與習題 66第5章 液壓系統(tǒng)的輔助元件 68 5.1 液壓泵的安裝及油箱設計 68 5.2 管件 69 5.3 過濾器 71 5.4 蓄能器 73 思考題與習題 75第6章 液壓控制閥及液壓回路 76 6.1 概述 76 6.1.1 液壓閥的分類 76 6.1.2 液壓回路的分類 77 6.2 方向控制閥及方向控制回路 77 6.2.1 單向閥 77 6.2.2 換向閥 80 6.2.3 換向回路和鎖緊回路 87 6.3 壓力控制閥及壓力控制回路 90 6.3.1 溢流閥及調壓回路 91 6.3.2 減壓閥與減壓回路 97 6.3.3 順序閥與平衡回路 99 6.3.4 壓力繼電器 101 6.4 流量控制閥及調速回路 102 6.4.1 節(jié)流閥 102 6.4.2 調速回路概述 104 6.4.3 節(jié)流調速回路 105 6.4.4 調速閥 109 6.4.5 容積調速回路和容積節(jié)流調速回路 111 6.5 其他控制回路 116 6.5.1 快速運動回路 116 6.5.2 速度換接回路 117 6.5.3 增壓回路 120 6.5.4 卸荷回路 121 6.5.5 保壓回路 122 6.5.6 背壓回路 123 6.5.7 釋壓回路 124 6.5.8 緩沖回路 125 6.6 多缸工作控制回路 125 6.6.1 順序動作回路 125 6.6.2 同步回路 128 6.6.3 多缸快慢互不干擾回路 129 6.7 新型液壓元件簡介 130 6.7.1 疊加式液壓閥 130 6.7.2 插裝閥 131 6.7.3 電液比例控制閥 135 思考題與習題 137第7章 典型液壓系統(tǒng)應用與分析 141 7.1 閱讀液壓傳動系統(tǒng)圖的一般步驟 141 7.1.1 液壓系統(tǒng)圖的讀圖方法和步驟 141 7.1.2 液壓系統(tǒng)圖閱讀舉例 142 7.2 數(shù)控車床液壓系統(tǒng) 145 7.3 數(shù)控加工中心液壓傳動系統(tǒng) 147 7.4 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng) 151 7.5 液壓機液壓傳動系統(tǒng) 155 7.6 Q2-8型汽車起重機液壓傳動系統(tǒng) 158 思考題與習題 161第8章 液壓傳動系統(tǒng)設計與計算 163 8.1 液壓傳動系統(tǒng)的設計 163 8.1.1 明確液壓系統(tǒng)設計要求 163 8.1.2 分析液壓系統(tǒng)工況 164 8.1.3 液壓系統(tǒng)方案設計 166 8.1.4 液壓系統(tǒng)參數(shù)設計 167 8.1.5 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 169 8.1.6 選擇液壓元件 170 8.1.7 液壓系統(tǒng)性能驗算 172 8.1.8 繪制工作圖和編寫技術文件 173 8.2 液壓系統(tǒng)設計計算舉例 174 思考題與習題 180第9章 液壓伺服系統(tǒng) 181 9.1 液壓伺服系統(tǒng)概述 181 9.1.1 液壓伺服系統(tǒng)的工作原理 181 9.1.2 液壓伺服系統(tǒng)的特點 182 9.1.3 液壓伺服系統(tǒng)的基本類型 183 9.2 液壓伺服系統(tǒng)的應用 186 9.2.1 機械手伸縮運動伺服系統(tǒng) 186 9.2.2 車床的液壓仿形刀架 187 9.3 電液伺服閥 188 思考題與習題 190第10章 氣壓傳動基礎 191 10.1 氣壓傳動概述 191 10.1.1 氣壓傳動的組成及工作原理 191 10.1.2 氣壓傳動的優(yōu)缺點 192 10.2 空氣的物理性質 193 10.2.1 空氣的性質 193 10.2.2 濕度和含濕量 194 10.3 氣體狀態(tài)方程及流動規(guī)律 196 10.3.1 氣體狀態(tài)方程 196 10.3.2 氣體流動規(guī)律 197 思考題與習題 198第11章 氣源裝置及氣動輔助元件 199 11.1 氣源裝置 199 11.2 氣源凈化裝置 201 11.3 其他輔助元件 205 思考題與習題 207第12章 氣動執(zhí)行元件 208 12.1 概述 208 12.2 氣缸 209 12.3 氣馬達 213 思考題與習題 215第13章 氣動控制元件及其基本回路 216 13.1 氣動控制元件 216 13.1.1 方向控制閥 216 13.1.2 壓力控制閥 218 13.1.3 流量控制閥 221 13.1.4 氣動邏輯元件 222 13.2 氣動基本回路 225 13.2.1 方向控制回路 225 13.2.2 壓力控制回路 226 13.2.3 速度控制回路 229 13.2.4 其他基本回路 231 思考題與習題 235第14章 氣壓傳動系統(tǒng)及設計 236 14.1 氣動系統(tǒng)程序控制設計 236 14.1.1 行程程序控制回路的設計方法 236 14.1.2 X-D線圖法 237 14.1.3 氣動順序控制回路設計舉例 237 14.2 氣壓傳動系統(tǒng)實例 240 14.2.1 氣-液動力滑臺氣壓傳動系統(tǒng) 241 14.2.2 工件夾緊氣壓傳動系統(tǒng) 242 14.2.3 數(shù)控加工中心氣動系統(tǒng) 243 14.2.4 客車車門氣壓傳動系統(tǒng) 244 14.2.5 氣動機械手氣壓傳動系統(tǒng) 245 思考題與習題 附錄 液壓及氣動圖形符號 248參考文獻 256