液压技术手册 第2版

前言
《液压工程师技术手册》第一版自2010年3月出版至今已过去了五年多，随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，液压技术和产品已逐步融入全球一体化进程。国外高水平的液压产品不断涌入中国市场，国内的液压技术也在不断提高，新产品也是层出不穷。为了适应液压技术和产品不断发展的新形势，有必要对第一版《液压工程师技术手册》进行修订。本次修订主要是增加了新兴技术如微流体技术的介绍、现行的国家和行业液压标准的介绍，此外还增加介绍了国际著名的液压产品供应商，如德国的REXROTH公司、美国的MOOG公司、EATON VICKERS公司、HAVE公司以及国内著名的液压件生产厂商，如北京华德液压、609所、山东泰丰、黎明液压、无锡沃尔德等公司的产品。删除了部分旧标准及老产品介绍内容；同时，对读者就手册中提出的问题进行了修改。
本版归纳了燕山大学流体传动及控制学科老师们近年来在教学、科研及工程实践方面的经验，保持了内容丰富、与时俱进、易于查找、实用性强的特点。由高殿荣负责修订第一篇第一章常用现行液压国家及行业标准、第一篇第三章微流体技术，并负责对第一版中读者提出的问题进行修改；张伟负责修订第三篇第一章液压泵6.3.10节A4VSO型斜盘式变量柱塞泵、6.3.11节A4VG型轴向柱塞变量泵；吴晓明负责修订第三篇第三章液压缸6.9节伺服液压缸产品介绍，第三篇第四章液压控制阀12.4.2节REXROTH 电液伺服阀、12.4.4节CSDY电液伺服阀；刘涛负责修订第三篇第四章液压控制阀2.1.5节电磁溢流阀和卸荷溢流阀、4.4节流量同步器、5.3节流量同步元件、8.4.4节REXROTH高压负荷传感多路阀、8.4.5节HAWE负载敏感式比例多路阀、10.3节二通插装阀典型产品、第三篇第五章液压辅件2.5.2节REXROTH产品、3.3.2节风冷式油冷却器产品介绍、3.3.3节油冷机组产品介绍、6.2节REXROTH TLF型空气过滤器等。
本版的修订大纲和统稿由高殿荣负责，王益群审阅。
本手册适合于液压产品开发，生产检验，液压系统的监测和检测，液压系统维修、维护管理人员及高等院校相关人员使用。
在此向关爱本手册并提出宝贵意见的读者朋友们致以诚挚的谢意！
由于笔者水平有限，加之时间仓促，难免有疏漏之处，敬请指正！

王益群

第一版前言
随着制造业的快速发展，液压传动与控制技术应用领域不断扩大，应用范围越来越广，新型高性能的液压传动及控制元件及系统不断出现。从事设计、制造、使用、维护、管理和经销液压产品的人员越来越多，他们迫切需要一本能反映当前最新的国家液压标准，体现液压行业国内外最新技术成果，易于查找和使用，内容丰富，既有液压技术的基础理论知识，实用性又强的手册，本手册正是基于这样的出发点编写的。
考虑到本手册的读者对象范围广泛，所以手册尽力保持了内容的基础性、先进性、系统性、实用性，在篇章的框架结构上有些方面不同于以往出版的液压手册。在第1篇“常用设计资料”中，介绍了最新的常用液压国家标准、常用术语、常用的液压流体力学公式和资料、常用的液压基本回路等。第2篇“液压介质”对液压介质的分类、代号、性质、质量指标和选用作了介绍。第3篇“液压产品”中，对国内外各类液压泵的工作原理、特点作了介绍，列出了相应的产品，特别增加了各类泵的加工工艺、拆装方法及注意事项；介绍了各类液压马达的工作原理、加工工艺以及计算和选用原则，列出了相应的液压马达产品；详细介绍了各类液压缸的结构形式、安装方式、加工工艺、设计计算等内容，列出了众多的液压缸产品，使读者具有宽阔的选择范围；较为详细地介绍了各类压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀的工作原理、结构特点和相应的产品以及加工工艺。对工程机械上应用的多路阀，广泛应用的叠加阀、插装阀以及能够反映当前液压控制技术发展水平的比例阀和伺服阀也作了详细介绍，特别列出了代表伺服阀技术目前先进水平的美国MOOG公司产品和国内的相关产品，便于读者比较选用。液压辅件是液压系统中不可或缺的元件，对系统正常工作起着重要作用。液压辅件的产品种类很多，生产厂家众多，限于篇幅，本手册只列出部分厂家的有代表性的产品供读者选用和参考。第4篇“液压系统设计计算”介绍了液压系统的设计计算步骤，各类元件的选用原则，以及液压泵站、液压集成块的设计和技术文件的编写等，给出了应用于不同行业的多个液压系统的设计计算实例。第5篇“液压系统安装、调试与故障处理”实用性很强，适合于从事液压系统安装、调试、维护和管理的人员阅读。第6篇“检测与测试”详细介绍了液压系统中常用的各类传感器及其测量装置的工作原理和特点，各类液压元件的测试回路、方法和数据处理等，适合于从事液压产品的开发、生产检测，液压系统的监测和检测，以及液压系统维护和管理人员阅读。
本手册由燕山大学流体传动与控制工程学科的老师们根据长期从事液压传动与控制领域的教学、科研以及工程实践经验编写而成。
参加编写与审稿的人员分工如下：
高殿荣编写第1篇、第2篇和第3篇的第5章（刘劲军审稿）；
张伟编写第3篇的第1章、第2章（赵静一审稿）；
吴晓明编写第3篇第3章和第3篇第4章中比例阀、伺服阀及加工部分（孔祥东审稿）；
刘涛编写第3篇第4章中压力阀、流量阀、方向阀、多路阀、叠加阀、插装阀部分（高英杰审稿），以及第3篇第6章（赵静一审稿）；
张齐生编写第4篇和第5篇（高英杰审稿）；
姜万录编写第6篇（孔祥东审稿）；
王益群、高殿荣对全书内容统稿，何殷进行了统一整理。
研究生王海军、吴胜强参与了手册部分章节的资料收集和整理工作。
手册在编写过程中还得到了很多同行的大力支持并提出了宝贵意见和建议，一并在此致谢！
由于编者水平有限，加之定稿时间匆促，疏漏之处在所难免，敬请读者提出批评建议。

主编

《液压工程师技术手册》（第二版）归纳了燕山大学流体传动及控制学科老师们近年来在教学、科研及工程实践方面的经验，保持了内容丰富，与时俱进，易于查找，实用性强的特点。 《液压工程师技术手册》（第二版）共分六篇，内容涉及液压工程师常用的设计资料，液压介质的分类、代号、性质和选用，各种液压元件的工作原理、特点、典型产品、加工工艺、拆装方法及注意事项，液压系统的设计计算步骤及设计实例，液压系统的安装、冲洗、调试、常见故障及其诊断排除，液压系统的检测和测试常用的传感器及其测量装置的基本原理、使用特点以及各类液压元件的测试回路、试验方法和数据处理等。 《液压工程师技术手册》（第二版）可供从事液压系统的设计、安装、调试以及液压设备的制造、使用、维护、管理、监测与检测等工作的液压工程师使用，也可供工科院校本科生和研究生在项目设计、实践时使用。

王益群，男，1938年出生，燕山大学原校长，教授、博士生导师。长期从事流体传动与控制专业的教学与科研工作，曾任燕山大学液压教研室主（1977）、系主任（1988）、副校长（1992）、校长（1995~2003）；曾任中国机械工程学会流体传动与控制分会主任（2002~2006）、荣誉主任（2006~现在）；浙江大学流控国家重点实验室学术委员会副主任（2002~现在）；国家自然科学基金评审组专家（2004~现在），机械工程学报等7家杂志编委；主持流体传动与控制领域国家自然基金5项，国家重点攻关项目3项，主持完成企业横向课题20多项；获国家科技进步二等奖1项（排名第1），省部级一、二、三等奖7项；发表论文207篇，被三大检索收录84篇（次）；培养博士后4人，博士生22人，硕士生30多人。主编统编教材3部： 1.控制工程基础（1988版），机械工业出版社 2.控制工程基础（2000版），机械工业出版社 3.机械控制工程基础，华中理工大学出版社主审教材1部： 液压伺服控制系统，机械工业出版社主编化学工业出版社重点图书《液压工程师技术手册》（第一版）自出版发行以来受到行业内读者的广泛好评，累计印刷近万册。

第一篇常用设计资料
第一章常用现行液压国家及行业标准2
1常用现行液压国家标准2
1.1液压传动系统及元件图形符号和回路图2
1.2液压传动系统及元件公称压力系列21
1.3液压泵及马达公称排量系列21
1.4液压缸内径及活塞杆外径22
1.5液压缸活塞行程系列22
1.6液压缸活塞杆螺纹形式和尺寸系列22
1.7液压系统用硬管外径和软管内径23
1.8隔离式充气蓄能器压力和容积范围23
1.9液压泵及马达的安装法兰和轴伸的尺寸23
1.10液压四油口方向控制阀安装面25
1.11液压二通盖板式插装阀安装连接尺寸25
1.12液压油口26
1.13液压重型螺柱端26
1.14液压六角螺塞28
1.15液压缸活塞和活塞杆动密封沟槽尺寸和公差30
1.16液压缸活塞和活塞杆窄断面动密封沟槽尺寸和公差33
1.17液压气动用O形橡胶密封圈尺寸系列38
1.18液压气动用O形橡胶密封圈外观质量42
1.19液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸45
1.20液压系统通用技术条件46
1.21液压缸活塞用带支承环密封沟槽形式61
1.22液压缸活塞杆用防尘圈沟槽形式62
1.23二通插装式液压阀技术条件68
1.24液压元件通用技术条件69
1.25液压泵和马达空载排量测定方法71
1.26液压气动用管接头公称压力系列72
1.27液压软管总成试验方法72
1.28带补偿的液压流量控制阀安装面73
1.29减压阀、顺序阀、卸荷阀、节流阀和单向阀安装面73
1.30液压溢流阀安装面74
1.31流量控制阀试验方法74
1.32压力控制阀试验方法75
1.33方向控制阀试验方法76
1.34液压阀压差流量特性试验方法77
1.3524°锥密封端液压软管接头78
1.36焊接式或快换式液压软管接头连接尺寸79
1.3737°扩口端液压软管接头80
1.38液压缸气缸安装尺寸和安装形式代号81
1.39液压传动旋转轴唇形密封圈设计规范81
1.40流体传动24°锥形金属管连接管接头83
1.41液压缸活塞杆端带关节轴承耳环安装尺寸83
1.42液压油液固体颗粒污染等级代号84
1.43液压滤芯结构完整性验证85
1.44液压滤芯材料与液体相容性检验方法85
1.45液压滤芯抗压溃特性检验方法85
1.46液压滤芯额定轴向载荷检验方法85
1.47液压缸活塞杆端柱销式耳环安装尺寸86
1.48液压阀安装面和插装阀阀孔的标识代号86
1.49液压缸活塞和活塞杆动密封装置86
1.50液压缸活塞和活塞杆动密封装置用支承环87
1.51液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封件安装沟槽87
1.52液压缸试验方法87
1.53四通方向流量控制阀试验方法88
1.54三通方向流量控制阀试验方法90
1.55难燃液压液使用导则91
1.56流体传动系统及元件词汇91
1.57液压泵空气传声噪声级测定规范92
1.58液压油液取样容器净化方法的鉴定和控制94
1.59液压泵、马达和整体传动装置参数定义94
1.60液压过滤器压降流量特性的评定94
1.61四油口和五油口液压伺服阀安装面94
1.62利用颗粒污染物测定液压滤芯抗流动疲劳特性94
1.63液压颗粒污染分析94
1.64液压阀油口、底板、控制装置和电磁铁的标识95
1.65液压泵、马达稳态性能的试验及表达方法95
1.66评定过滤器滤芯过滤性能的多次通过方法95
1.67液体自动颗粒计数器的校准95
1.68隔离式充气蓄能器优先选择的液压油口95
1.69隔离式充气蓄能器气口尺寸96
1.70金属承压壳体的疲劳压力试验方法96
1.71液压过滤器技术条件97
1.72液压滤芯技术条件98
1.73采用光学显微镜测定颗粒污染度的方法98
1.74零件和元件的清洁度相关检验文件98
1.75在恒低速和恒压力下液压马达特性的测定99
1.76液压马达启动性特性的测定99
1.77在恒流量和恒转矩下液压马达特性的测定100
1.78液压系统总成清洁度检验100
1.79液压滤芯检验性能特性的试验程序100
1.80液体在线自动颗粒计数系统校准方法100
1.81电控液压泵性能试验方法101
1.82液压过滤器压差装置试验方法101
1.83液压系统总成管路冲洗方法101
1.84液压管接头试验方法101
1.85采用称重法测定液体污染颗粒污染度102
1.86密闭液压传动回路中平均稳态压力的测量102
2常用液压行业标准102
2.1液压元件型号编制方法102
2.2摆线转阀式开心无反应型全液压转向器105
2.3液压内曲线低速大转矩马达安装法兰105
2.4液压系统用冷却器基本参数105
2.5液压二通插装阀图形符号108
2.6液压元件压力容腔体的额定疲劳压力108
2.7液压二通、三通、四通螺纹式插装阀插装孔108
2.8液压传动测量技术通则108
2.9液压隔膜式蓄能器形式和尺寸108
2.10液压囊式蓄能器形式和尺寸110
2.11液压隔离式蓄能器技术条件113
2.12液压隔离式蓄能器试验方法114
2.13液压隔离式蓄能器壳体技术条件115
2.14液压叶片泵115
2.15液压齿轮泵115
2.16液压轴向柱塞泵116
2.17液压蓄能器压力容腔体的额定疲劳压力验证117
2.18液压阀污染敏感度评定方法117
2.19液压元件清洁度评定方法及指标117
2.20液压泵站油箱公称容积系列117
2.21单活塞杆液压缸两腔面积比118
2.22液压软管总成118
2.23低速大转矩液压马达118
2.24液压多路换向阀技术条件118
2.25液压多路换向阀试验方法120
2.26液压气动用球涨式堵头尺寸及公差121
2.27液压缸122
2.28摆线液压马达122
2.29液压单向阀123
2.30液压电磁换向阀123
2.31液压调速阀123
2.32液压减压阀123
2.33液压节流阀123
2.34液压手动及滚轮换向阀123
2.35液压顺序阀123
2.36液压卸荷溢流阀124
2.37液压压力继电器124
2.38液压电液动换向阀和液动换向阀124
2.39液压溢流阀125
2.40液压二通插装阀试验方法125
2.41液压系统工作介质使用规范125
2.42液压马达125
2.43液压电磁换向座阀125
2.44静液压传动装置125
2.45液压滤芯滤材验收规范125
3常用液压公式126
第二章液压流体力学常用计算公式及资料127
1流体静力学127
1.1作用于静止流体上的力127
1.2流体静压力及其特性128
1.3流体静力学基本方程128
1.4压力的度量标准及测量128
1.5静止流体对固体壁面的作用力129
2流体运动学基础131
2.1研究流体运动的两种方法132
2.1.1拉格朗日法132
2.1.2欧拉法132
2.2流体运动中的基本概念132
2.2.1定常流动与非定常流动132
2.2.2一维流动、二维流动、三维流动132
2.2.3迹线与流线132
2.2.4流管与流束132
2.2.5过流断面、流量和平均流速133
2.3连续性方程133
3流体动力学133
3.1理想流体伯努利方程134
3.2实际流体总流的伯努利方程134
3.3系统中有流体机械的伯努利方程135
3.4恒定流动动量方程135
4流体在管路中的流动136
4.1管路中流体流动的两种状态137
4.2管道中的压力损失139
4.3总能量损失142
5圆管紊流142
5.1紊流的速度结构、水力光滑管和水力粗糙管142
6孔口及管嘴出流145
6.1薄壁孔口和厚壁孔口145
6.2大孔口和小孔口145
6.3自由出流和淹没出流145
7缝隙流动146
7.1壁面固定的平行缝隙中的流动146
7.2壁面移动的平行平板缝隙流动146
7.3环形缝隙中的流体流动147
7.4平行平板间的径向流动147
8液压冲击148
第三章微流体技术149
1微流体力学149
2微泵153
2.1微泵材料153
2.3微泵结构的优化156
3微阀156
3.1有源微阀157
3.2无源微阀160
4微流体驱动与控制技术161
4.1压力驱动和控制162
4.2电渗驱动与控制163
4.3电水力(EHD)驱动165
4.4表面张力驱动165
4.5热(气泡)驱动和控制165
4.6离心力驱动166
4.7磁流体驱动166
4.8数字化微流体系统的驱动方式166
4.9电流变(ER)流体驱动167
4.10各种驱动方式比较167
4.11发展趋势与前景167
第四章液压基本回路169
1概述169
2液压源回路169
2.1定量泵—溢流阀液压源回路169
2.2变量泵—安全阀液压源回路170
2.3高低压双泵液压源回路170
2.4多泵并联供油液压源回路171
2.5闭式系统液压源回路171
2.6辅助泵供油液压源回路171
2.7辅助循环泵液压源回路172
3压力控制回路172
3.1调压回路172
3.2减压回路173
3.3增压回路173
3.4保压回路174
3.5卸荷回路175
3.6平衡回路176
3.7缓冲回路177
3.8卸压回路177
4速度控制回路178
4.1节流调速回路178
4.2容积式调速回路179
4.3容积节流调速回路180
4.4增速回路180
4.5减速回路182
4.6二次进给回路182
4.7比例阀连续调速回路183
5同步控制回路183
5.1机械同步回路183
5.2流量控制同步回路184
5.3容积控制同步回路184
6方向控制回路185
6.1换向回路185
6.2锁紧回路186
6.3顺序动作回路187
7液压马达回路188
7.1马达制动回路188
7.2马达浮动回路188
第二篇液压介质
第一章液压介质的分类与性质192
1液压介质的分组、命名与代号192
1.1液压介质的分组192
1.2液压介质的命名192
2液压介质的性质193
2.1密度193
2.2黏度及黏度与温度之间的关系193
2.3可压缩性与膨胀性193
2.4比热容194
2.5含气量、空气分离压、饱和蒸气压195
3液压介质的性能要求及选择196
3.1液压介质的性能指标196
3.2常用液压油品种简介197
3.3液压介质的常用添加剂198
第二章液压介质的选用与污染控制200
1液压介质的选用和更换200
1.1选用原则200
1.2品种选用200
1.3液压油(液)的更换201
2液压介质的污染控制202
2.1污染物种类及来源202
2.2油液污染的危害202
2.3油液的污染控制202
2.4液压介质的使用与维护205
第三篇液压产品
第一章液压泵208
1液压泵的分类208
2液压泵的主要技术参数及计算公式208
2.1液压泵的主要技术参数208
2.2液压泵的常用计算公式209
3液压泵的技术性能和参数选择210
3.1液压泵的技术性能和应用范围210
3.2液压泵参数的选择210
4齿轮泵211
4.1齿轮泵的工作原理及主要结构特点212
4.2齿轮泵的加工工艺及拆装方法、注意事项214
4.3齿轮泵产品215
5叶片泵237
5.1叶片泵的工作原理及主要结构特点237
5.2叶片泵的加工制造工艺及拆装方法、注意事项239
5.3叶片泵产品240
6柱塞泵263
6.1柱塞泵工作原理及主要结构特点263
6.2柱塞泵的加工制造工艺及拆装方法、注意事项264
6.3柱塞泵产品266
第二章液压马达316
1液压马达的分类316
2液压马达的主要参数及计算公式316
2.1液压马达的主要参数316
2.2液压马达的计算公式317
3液压马达产品技术参数概览317
4齿轮马达318
5叶片马达321
5.1YM型中压叶片马达321
5.2YM型中高压叶片马达322
5.3YM※型低速大扭矩叶片马达323
6轴向柱塞马达324
6.1ZM型轴向柱塞马达324
6.2ZM型斜轴式轴向柱塞马达325
6.3A6V型斜轴式变量柱塞马达32