现代液压气动手册(第1卷)
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作者许仰曾 [徳] 斯蒂芬·哈克(Steffen Haack)
出版社机械工业出版社
ISBN9787111743248
出版时间2023-08
装帧精装
开本16开
定价435元
货号15909024
上书时间2024-12-19
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目录
序 Foreword 前言 数字化手册配套资源说明 第1篇液压技术基础第1章液压理论与工作介质 基础3 1.1液压流体力学常用公式 3 1.1.1流体静力学基本方程3 1.1.2静止流体对固体壁面的 作用力3 1.1.3流体运动学基础6 1.1.4流体动力学7 1.1.5流体在管路中的流动9 1.1.6缝隙流动14 1.1.7液压冲击16 1.2液压介质基础与选择 17 1.2.1液压介质分类与应用17 1.2.2液压介质的特性与性能 指标19 1.2.3减少含气量与介质 消泡性21 1.2.4提高油液安定性与介质抗 腐蚀抗氧化抗分子链破坏 能力 22 1.2.5避免水分产生介质乳化23 1.2.6注意油液介质与材料的 相容性23 1.2.7介质的难燃性与难 燃措施24 1.2.8油液清洁度与清洁过滤 指标26 1.2.9液压介质受温度影响与介质的 黏温指数30 1.2.10液压油的选择31 1.3液压常用计算公式与单位换算36 1.3.1液压常用计算公式36 1.3.2常用物理量、符号和单位37 1.3.3常用单位换算39 第2章基于液压系统基本性能 参数的控制回路42 2.1压力与流体的关系及其控制 回路 44 2.1.1压力的形成 44 2.1.2压力变化遵循伯努利 方程45 2.2压力控制回路47 2.2.1单负载下压力控制回路47 2.2.2液压系统负压产生的问题及 其解决办法55 2.2.3负负载时防止执行机构进油端 产生负压的控制回路 60 2.2.4多负载下压力控制原则与 控制回路61 2.2.5压力的感知与压力 传感器 65 2.3流量与流体的关系及其控制 回路66 2.3.1体积流量的定义与排量的 形成66 2.3.2流量在连续管路中流动 遵循连续性方程68 2.4流量控制回路 69 2.4.1流量控制回路分类与 特征69 2.4.2单负载下阀控与泵控流量控制 回路的特征70 2.4.3单负载下阀控节流控制 回路72 2.4.4单负载下外控式泵控流量 控制75 2.4.5单负载下静液压泵控容积式 流量控制回路76 2.4.6单负载下伺服电动机泵流量 控制回路80 2.4.7单负载下流量调速微型计算机 控制基本概念84 2.4.8单负载下可编程与数字互联 智能化流量调节微型计算机 控制回路94 2.4.9负负载下流量共享参数的 控制98 2.4.10多负载下流量共享参数的 控制100 2.4.11流量感知与动态流量传感器 的发展动态107 目录●●●●●●●●●●现代液压气动手册第1卷2.5液流方向与通断的控制108 2.6压差与流体的关系及其控制 回路114 2.6.1流体流动的成因与利弊 分析114 2.6.2压差控制的工作原理117 2.6.3多负载敏感控制中前补偿 (LS)、后补偿(LUDV) 回路与抗流量饱和121 2.6.4压差控制的泵控容积节流 调速回路128 2.7泄漏与流体的关系及其控制 回路133 2.7.1内泄漏的形成133 2.7.2正常内泄漏与正常外泄漏的 产生134 2.7.3液压系统不正常泄漏故障的 防范与堵截措施138 2.7.4对于间隙密封泄漏量流场模型 的建立与仿真139 2.8液压功率与流体的关系及其 控制回路140 2.8.1液压功率计算与功重比141 2.8.2液压功率控制144 2.8.3液压功率控制的分类与 回路146 2.8.4液压功率控制的实际应用 组合148 2.9液压效率综合分析149 2.9.1液压系统的能量损耗途径与 效率的定义149 2.9.2液压系统功率损耗图152 2.9.3提高效率的理念与实施 途径154 2.9.4效率测试与仿真159 2.9.5液压油温升与冷却159 2.10液压元件的动态响应及其对系统 性能的影响161 2.10.1液压元件动态响应的 概念163 2.10.2液压元件动态响应提高 的因素164 2.10.3液压元件与系统的响应 能力167 2.11迟滞及其与控制系统的 关系168 2.11.1动态滞环的概念169 2.11.2独立颤振在PWM上的叠加 方法170 2.11.3叠加颤振的效果172 2.12动态过程引发的液压系统 故障173 2.12.1控制系统不稳定173 2.12.2管道或软管爆裂——避免 水锤效应176 2.12.3液压缸爬行178 2.12.4液压缸负负载时向下运动的 磕头抖动问题179 2.12.5气穴与气蚀182 2.12.6液压共振185 参考文献186第2篇现代液压系统设计方法与应用 第3章液压传动与控制系统设计 与仿真191 3.1液压传动与控制系统设计 流程191 3.2液压系统设计仿真软件及 应用191 3.2.1目前可选液压系统仿真 软件191 3.2.2目前可选液压系统仿真 软件的功能与特点192 3.2.3液压系统仿真软件应用 示例196 3.3实用液压传动系统设计过程200 3.3.1明确主机设计要求,制定基本 方案200 3.3.2执行机构负载分析200 3.3.3确定执行机构主要参数202 3.3.4拟定液压系统原理图204 3.3.5选定液压油及与之兼容的 密封材料209 3.3.6确定液压元件连接方式与选择 液压元件214 3.3.7选择液压附件219 3.3.8电控装置设计222 3.3.9液压系统性能验算226 3.3.10绘制正式工作图,编制技术 文件231 3.4液压系统施工设计与计算232 3.4.1泵装置与油箱的施工 设计232 3.4.2液压阀阀块233 3.4.3管路及其布置239 3.4.4电缆线路应采用总线技术 提高可靠性242 3.4.5降低噪声的防护罩242 3.5电液比例控制系统设计流程243 3.6实用电液闭环控制系统设计 过程244 3.6.1明确主机设计要求,制定 基本方案244 3.6.2电液闭环控制系统静态设计 方法247 3.6.3电液闭环控制系统的动态 分析252 3.6.4电液闭环控制系统的误差 分析260 3.6.5电液闭环控制系统的液压 能源选择262 3.6.6闭环位置比例控制系统动态 性能计算与仿真实例263 第4章液压数智技术发展与 应用实例272 4.1概述272 4.2机器人液压系统及其应用273 4.2.1液压驱动型负重外骨骼机器人 液压系统273 4.2.2基于液压驱动的四足步行 机器人设计与仿真278 4.2.3液压四足机器人驱动器CAN 总线通信284 4.2.4Big Dog四足机器人液压 系统286 4.3工程机械无人驾驶与智能液压 系统开发288 4.3.1无人驾驶液压轮式挖掘机 智能控制系统设计288 4.3.2挖掘机液压智能控制 系统292 4.4智能数字液压装置应用293 4.4.1智能液压假肢膝关节293 4.4.2液压高速开关阀控制的高速 数字控制系统298 4.5电静液作动器(EHA)在飞机制动 系统中的应用302 4.5.1电静液作动器的优势与发展 趋势302 4.5.2新型电静液作动器在飞机制动 系统中的应用303 4.5.3电静液作动器性能仿真304 4.6典型工业液压系统应用简介305 4.6.1注塑机305 4.6.2200t液压机307 4.6.3快速锻造液压机液压 系统308 4.6.4铝箔轧机电液伺服系统310 4.7典型工程机械液压系统应用 简介314 4.7.1HBT40混凝土泵液压 系统314 4.7.2农用拖拉机的行走装置317 4.7.3线型绞车液压系统319 4.7.4飞机起落架电液伺服加载 系统322 第5章伺服电动机泵泵控系统设计 应用实例325 5.1伺服电动机泵泵控系统组成 及控制原理326 5.2液压伺服电动机泵泵控液压 系统的设计327 5.3液压伺服电动机泵泵控系统 与动力站设计330 5.4液压伺服电动机泵泵控系统的 调试实例331 5.5参数调整说明334 5.6故障诊断与排除335 第6章液压系统安装与调试336 6.1液压系统安装要点336 6.1.1液压系统安装流程与注意 事项336 6.1.2液压系统安装的污染 控制 338 6.2液压系统调试341 6.2.1调试的一般步骤341 6.2.2调试的主要内容342 6.3液压分布式系统的安装 与调试344 第7章液压系统现场诊断与 维护346 7.1液压系统的现场检测347 7.1.1直接感官检测法347 7.1.2液压系统仪器仪表检 测法351 7.1.3液压系统在线监测法356 7.2液压系统现场故障判断358 7.2.1“故障树”诊断法358 7.2.2液压故障列表分析法360 7.2.3现场故障判断易失误的典型 实例364 7.3工业4.0下液压故障诊断与健康 管理372 7.3.1液压故障预测与健康管理 技术的发展372 7.3.2液压智能故障诊断373 7.3.3液压智能性能健康管理375 7.3.4智能性能修复375 参考文献377第3篇数字与数智一体化液压控制元件 第8章液压电磁铁结构、性能与 分析381 8.1开关电磁铁381 8.1.1直流湿式开关电磁铁381 8.1.2交流湿式开关电磁铁390 8.1.3交流本整型电磁铁基本 特性393 8.1.4影响电磁铁性能的因素396 8.2比例电磁铁401 8.2.1单向比例电磁铁的结构与工作 原理401 8.2.2比例电磁铁的主要技术参数 及其要求 405 8.2.3比例电磁铁的分类 与应用408 8.2.4影响比例电磁铁输出力的 几个重要因素417 8.2.5比例电磁铁滞环的主要成因 及解决办法418 8.2.6比例电磁铁的使用与维护 要点423 8.3螺纹插装阀用电磁铁423 8.3.1螺纹插装阀电磁铁导 磁套 424 8.3.2螺纹插装阀电磁铁线圈426 8.4高速开关电磁铁427 8.4.1概述427 8.4.2在高速运行时电磁铁中的 涡流428 8.4.3高速电磁铁吸合时的时间 特性 430 第9章电液比例阀与比例 放大器434 9.1比例阀名称及特征434 9.2比例阀分类436 9.3比例阀基本性能438 9.3.1比例压力控制阀基本 性能438 9.3.2比例方向控制阀基本 性能446 9.3.3比例流量控制阀基本 性能461 9.4比例压力控制阀463 9.4.1比例压力控制阀的分类463 9.4.2直动式比例溢流阀464 9.4.3先导式比例溢流阀479 9.4.4直动式比例减压阀484 9.4.5先导式比例减压阀489 9.5比例方向控制阀498 9.5.1比例方向控制阀的分类498 9.5.2直动式比例方向控制阀499 9.5.3先导式比例方向控制阀510 9.5.4选择比例方向控制阀的 注意事项517 9.6比例流量控制阀519 9.6.1比例流量控制阀的工作 原理与分类519 9.6.2直动式比例节流阀520 9.6.3先导式比例节流阀523 9.6.4比例节流阀的性能分析与 选用方法525 9.6.5比例调速阀526 9.6.6比例调速阀的基本性能与 应用530 9.7比例放大器536 9.7.1比例放大器的概念536 9.7.2比例放大器的分类537 9.7.3电液比例控制元件对比例 放大器的技术要求537 9.7.4模拟式比例放大器538 9.7.5模拟式比例放大器的使用与 调整方法541 9.7.6比例放大器的使用注意 事项546 9.7.7数字式比例放大器546 第10章电液伺服比例阀552 10.1伺服比例阀的特征与分类552 10.1.1伺服比例阀的特征552 10.1.2伺服比例阀的分类552 10.2伺服比例阀的中位与安全位553 10.2.1直动式伺服比例阀的 中位553 10.2.2先导式伺服比例阀的 中位556 10.2.3伺服比例阀的安全位机能 及其表达方式556 10.3单级伺服比例阀557 10.3.1采用单比例电磁铁的直动式伺服比例阀557 10.3.2采用双比例电磁铁的直动式伺服比例阀561 10.3.3轴控级直动式伺服比 例阀563 10.3.4单级伺服比例阀的应用565 10.4二级伺服比例阀567 10.4.1滑阀式二级伺服比例阀568 10.4.2插装式二级伺服比例阀578 10.5三级伺服比例阀581 10.5.1滑阀式三级伺服比例阀的 结构与工作原理581 10.5.2插装式三级伺服比例阀584 10.6伺服比例阀使用要点588 10.6.1伺服比例阀的传递函数588 10.6.2提取合理的固有频率588 第11章液压多路阀589 11.1液压比例多路阀概况589 11.2液压比例多路阀技术发展的市场 动力与产品代级592 11.3六通手动液压多路阀(液压早期 技术)594 11.4液压先导多路阀及其操控(液 压2.0技术)597 11.5液压多路阀的传感化与比例先 导多路阀(液压3.0技术)600 11.5.1负载传感阀的技术发展 路线600 11.5.2六通阀为基础的“负流量 控制”与“正流量控制” 负载传感多路阀602 11.5.3四通阀为基础的“前补偿 控制”与“后补偿控制” 负载传感多路阀603 11.6液压比例先导多路阀的数智化 (液压4.0技术)607 11.6.1具有嵌入式先导数字电子 控制装置的多路阀与计算机 辅助操控系统608 11.6.2高速开关阀为先导的液压 数字比例多路阀609 11.6.3总线控制高速开关阀为 先导的液压数字比例多 路阀610 11.6.4以软件定义流量饱和功能的 初步智能性液压数智比例 多路阀613 11.6.5虚拟仿真设计与故障诊断 数字孪生技术615 11.6.6提高负载能力和可靠性616 11.7电液比例多路阀采用不同负载 传感技术的产品应用状态617 11.8数字液压比例多路阀典型 产品620 11.8.1丹佛斯采用高速开关阀为 先导的液压比例多路阀620 11.8.2派克高速开关数字阀为先 导的比例多路阀626 11.8.3用于工程机械控制的赫斯 可(HUSCO)液压数字 比例阀627 11.8.4成都阀智宝防爆总线型数 字开关式负载传感比例 多路阀628 11.9数智液压比例多路阀典型 产品630 11.9.1CMA初级智能阀的工作 原理630 11.9.2CMA数智液压比例多路阀 的初步智能性分析632 11.9.3CMA比例多路阀的技术 特点635 11.9.4从数字液压PVG到初始智 能液压CMA的全面比较638 第12章电液伺服阀642 12.1电液伺服阀的发展历程642 12.2电液伺服阀的分类643 12.3电液伺服阀的组成644 12.4直动式力马达电液伺服阀648 12.4.1DDV结构与工作原理648 12.4.2DDV的应用649 12.4.3DDV的特点650 12.5双喷嘴挡板式电液伺服阀651 12.5.1力矩(力)马达651 12.5.2位移-力反馈双喷嘴挡板 电液伺服阀653 12.5.3电反馈双喷嘴挡板电液伺 服阀656 12.6偏转板射流式电液伺服阀658 12.6.1偏转板射流式电液伺服阀 结构与工作原理658 12.6.2偏转板射流式电液伺服阀 的优点659 12.7射流管电液伺服阀660 12.7.1力反馈射流管电液 伺服阀660 12.7.2电反馈射流管电液 伺服阀661 12.7.3集成数字电路和现场总线 接口的电反馈射流管电液 伺服阀665 12.8三级电液流量伺服阀666 12.8.1三级电液流量伺服阀结构 与工作原理666 12.8.2三级电液流量伺服阀的 特点666 12.9电液压力伺服阀667 12.9.1阀芯力综合式电液压力 伺服阀667 12.9.2反馈喷嘴式电液压力 伺服阀668 12.9.3电液压力伺服阀的特点669 12.10旋转直驱伺服阀670 12.10.1旋转直驱伺服阀结构与 工作原理670 12.10.2旋转直驱伺服阀产品 性能671 12.11电液伺服阀应用领域及 选择673 12.11.1电液伺服阀的应用 领域673 12.11.2电液伺服阀的选型674 12.12电液伺服阀的使用676 12.12.1伺服阀的安装与拆卸676 12.12.2伺服阀的使用注意 事项677 12.12.3伺服阀管路安装要求678 12.12.4伺服阀工作介质污染度及 过滤679 12.13电液伺服阀的维护要点与常见 故障分析680 12.13.1伺服阀的维护要点680 12.13.2伺服阀常见故障分析681 12.14国内外常用电液伺服阀产品及 其主要性能682 第13章液压数字阀与液压数 智阀695 13.1“数字液压”元件到“数智 液压”元件697 13.1.1数字液压与模拟液压的 比较697 13.1.2电液数字液压元件产品的 产生698 13.1.3轴控数字液压的产生701 13.1.4数智液压是轴控数字液压 的发展702 13.2液压数字元件的分类704 13.2.1液压数字控制分为功率级 与先导级704 13.2.2液压数字元件的图形符号 建议704 13.2.3数控比例阀归入液压数字 元件705 13.3高速开关阀为先导阀的液压 数字阀706 13.3.1高速开关阀的定义与 名词术语707 13.3.2高速开关阀结构与外形708 13.3.3高速开关阀的功能与动静态 性能710 13.3.4高速开关阀的流量调节721 13.3.5液压高速开关阀电控驱动 工作原理722 13.3.6实用双段电压与多电压源 驱动电路733 13.3.7高速开关阀控制器硬件 电路设计与软件设计740 13.3.8高速开关阀产品742 13.3.9液压高速开关数字元件 应用746 13.4增量式液压数字控制阀759 13.4.1增量式液压数字控制阀 工作原理760 13.4.2增量式液压数字元件 输入信号763 13.4.3数字二通插装比例 多能阀766 13.4.4数控旋芯转阀式比例阀768 13.4.51D液压数字转阀778 13.5液压数智元件的开端786 13.5.1数智液压即液压数字 元件的“芯片嵌入化+ 软件功能化”786 13.5.2数字液压是数智液压 的先驱788 13.5.3液压智能元件雏形——液压 比例多路阀CMA788 13.5.4液压数智元件前期创新 产品789 13.6液压数智元件中的液压功能793 13.6.1液压智能元件的组成793 13.6.2智能控制元件工作原理794 13.6.3一种智能节流元件可以 原理性实现流量、压力与 方向控制795 13.7液压数智化数控模拟比例 元件795 13.7.1数控模拟液压比例元件795 13.7.2AxisPro伺服比例阀放大器 具有数智功能797 第14章二维(2D)液压气动数字 元件812 14.1二维液压气动数字元件基本 概念与产品体系812 14.2二维数字伺服阀813 14.2.1二维数字伺服阀的工作 原理813 14.2.2二维数字伺服阀的结构814 14.2.3二维数字伺服阀的性能816 14.3二维电液阀817 14.4二维高速开关阀819 14.4.1二维高速开关阀工作 原理819 14.4.2提高二维高速开关阀频响的 措施820 14.5二维电液比例阀821 14.5.1二维电液比例阀的工作 原理与优点821 14.5.2压扭联轴器的结构原理822 14.5.3二维比例阀控制器硬软件 系统框架823 14.5.4二维比例阀性能曲线824 14.6二维液压活塞泵(马达)825 14.6.1二维液压活塞泵工作 原理825 14.6.2二维液压活塞泵产品828 14.7二维阀控液压激振器831 14.7.1二维阀控液压激振器的 工作原理831 14.7.2二维阀控液压激振器的 应用实例832 14.8二维数字伺服阀关键技术833 14.8.1电液转换数字控制技术833 14.8.2二维数字伺服阀用步进 电动机的特点833 14.8.3减小非线性与滞环的分级 控制与闭环控制技术836 14.8.4提高动态响应的相位补偿 技术841 14.8.5二维数字伺服阀芯动态特性 及其颤振补偿技术849 14.8.6感应子同步电动机同步 跟踪控制算法859 14.9二维数字伺服阀嵌入式 数字控制器864 14.9.1电-机械转换器嵌入式 控制器硬件设计865 14.9.2控制器的软件设计871 14.9.3二维数字伺服阀数字控制 器的应用效果874 第15章网络化全液压数字 转向器876 15.1全液压转向器结构与工作 原理876 15.1.1全液压转向器基本结构876 15.1.2摆线针轮啮合副工作 原理878 15.2国内外全液压转向器产品 生产情况879 15.3数字网络化全液压转向器 发展880 15.4丹佛斯数字网络化电液全液压 转向器产品883 15.4.1OSP+EHA一体式电液 转向器883 15.4.2OSPE高集成度一体式 电液转向器884 15.4.3EHPS先导控制系列 电液产品886 15.4.4EHi电液转向阀891 15.4.5电子转向盘e- Wheel 100894 15.4.6OSP EFU先导控制系列 电液产品896 15.4.7丹佛斯(伊顿)电液转向 产品896 15.5派克汉尼汾线控液压 转向阀899 15.6我国公司的全液压转向器900 15.6.1镇江液压电控系列全 液压转向器产品900 15.6.2我国其他公司电液转向器 产品901 ⅩⅦ第16章电静液作动器 (EHA)904 16.1电静液作动器的由来与定义904 16.1.1电静液作动器的由来904 16.1.2电静液作动器的发展906 16.1.3电静液作动器的定义906 16.2电静液作动系统的组成与 工作原理908 16.3电静液作动系统理论与设计 研究912 16.3.1电静液作动器多目标结构 优化设计方法912 16.3.2电静液作动器设计理论914 16.3.3EHA驱动控制器及控制 算法设计919 16.4EHA与其他形式作动器的融合 与比较921 16.4.1电液伺服系统、机电作动器 与电静液作动器的比较921 16.4.2EHA与SHA和EMA的 融合922 16.5电静液作动器关键技术及其 发展925 16.5.1电静液作动器控制回路 的改进925 16.5.2寻求提高控制性能的 算法927 16.5.3采用高度集成一体化结构设计提高功重比929 16.5.4采用更高压力更高转速的 液压泵930 16.5.5电静液作动器发热及 散热933 16.5.6向大功率方向发展934 16.6国内外电静液作动器产品及 其发展935 16.6.1国外电静液作动器产品 及其发展935 16.6.2我国EHA产品及发展939 16.6.3我国EHA产品简介945 16.6.4液压泵高压高转速产品947 16.7电静液作动器的工程应用948 16.7.1在航空航天的应用948 16.7.2飞机二级发动机摆动伺服 控制949 16.7.3外骨骼机器人液压伺服驱动 装置950 16.7.4博世力士乐应用电静 液作动器场景950 16.7.5液压促动器应用于国家500m 口径球面射电望远镜 (FAST)951 16.7.6汽车电静液作动器可控悬架 系统951 16.7.7电静液作动器在工程机械挖掘 机方面的发展952 参考文献953ⅩⅧ第4篇液压建模、仿真与数字孪生 第17章液气建模与仿真技术及 软件介绍961 17.1液气系统的分析研究方法962 17.1.1系统的试验研究方法962 17.1.2仿真技术分类963 17.1.3仿真技术定位964 17.2液压系统的建模与仿真966 17.2.1液压系统分析的特点966 17.2.2数学建模要点968 17.2.3数学模型形式970 17.3功率键合图建模方法972 17.3.1功率键合图理论概述973 17.3.2功率键合图常用变量974 17.3.3功率键合图的构成元素976 17.3.4功率流向与因果关系983 17.3.5控制关系986 17.3.6功率键合图的建立986 17.3.7液压系统功率键
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