液壓傳動基礎（簡體書）

趙新澤，湖北潛江人，三峽大學機械與材料學院教授，武漢理工大學博士生導師。1986年畢業于武漢水運工程學院液壓傳動及控制專業，獲工學學士學位；1993年畢業于武漢水運工程學院機械工程專業，獲工學碩士學位；2001年畢業武漢理工大學載運工具運用工程專業攻讀博士，獲工學博士學位；2001-2003年在武漢理工大學輪機工程專業博士后工作站從事研究工作。主要從事流體傳動及控制、摩擦學理論與應用、機械狀態監測與故障診斷等方面的教學與研究工作，主持和參與完成10多項國家省部級科研項目，獲國家發明專利4項，在相關領域中發表論文100多篇，其中被SCI/EI/ISTP收錄10多篇。

《高等學校機械設計制造及其自動化國家特色專業規劃教材:液壓傳動基礎》編寫時力求由淺入深、通俗易懂、理論聯系實際、注重應用，適用于高等學校本科機械設計制造及其自動化、自動化、電氣工程、電子信息、機電一體化及相關專業的教學，也可作為工業自動化技術人員的培訓教材和自學參考書。

當前，我國機械專業人才培養面臨社會需求旺盛的良好機遇和辦學質量亟待提高的重大挑戰。抓住機遇，迎接挑戰，不斷提高辦學水平，形成鮮明的辦學特色，獲得社會認同，這是我們義不容辭的責任。
三峽大學機械設計制造及其自動化專業作為國家特色專業建設點，以培養高素質、強能力、應用型的高級工程技術人才為目標，經過長期建設和探索，已形成了具有水電特色、服務行業和地方經濟的辦學模式。在前期課程體系和教學內容改革的基礎上，推進教材建設，編寫出一套適合于該專業的系列特色教材，是非常及時的，也是完全必要的。
系列教材注重教學內容的科學性與工程性結合，在選材上融入了大量工程應用實例，充分體現與專業相關產業和領域的新發展和新技術，促進高等學校人才培養工作與社會需求的緊密聯系。系列教材形成的主要特點，可用“三性”來表達。一是“特殊性”，這個“特殊性”與其他系列教材的不同在于其突出了水電行業特色，其不僅涉及測試技術、控制工程、制造技術基礎、機械創新設計等通用基礎課程教材，還結合水電行業需求設置了起重機械、金屬結構設計、專業英語等專業特色課程教材，為面向行業經濟和地方經濟培養人才奠定了基礎。二是“科學性”，體現在兩個方面：其一體現在課程體系層次，適應削減課內學時的教學改革要求，簡化推導精練內容；其二體現在學科內容層次，重視學術研究向教育教學的轉化，教材的應用部分多選自近十年來的科研成果。三是“工程性”，凸顯工程人才培養的功能，一些課程結合專業增加了實驗、實踐內容，以強化學生實踐動手能力的培養；還根據現代工程技術發展現狀，突出了計算機和信息技術與本專業的結合。
我相信，通過該系列教材的教學實踐，可使本專業的學生較為充分地掌握專業基礎理論和專業知識，掌握機械工程領域的新技術并了解其發展趨勢，在工程應用和計算機應用能力培養方面形成優勢，有利于培養學生的綜合素質和創新能力。
當然，任何事情不能一蹴而就。該系列教材也有待于在教學實踐中不斷錘煉和修改。良好的開端等于成功的一半。我祝愿在作者與讀者的共同努力下，該系列教材在特色專業建設工程中能體現專業教學改革的進展，從而得到不斷的完善和提高，對機械專業人才培養質量的提高起到積極的促進作用。
謹此為序。
教育部高等學校機械學科教學指導委員會委員、機械基礎教學指導分委員會副主任、全國工程認證專家委員會機械類專業認證分委員會副秘書長、第二屆國家級教學名師獎獲得者、華中科技大學機械學院教授，博士生導師 吳昌林

第1章 液壓傳動概述
1.1 液壓傳動的工作原理及其組成部分
1.1.1 液壓傳動的定義
1.1.2 液壓傳動的工作原理
1.1.3 液壓傳動系統圖形符號
1.1.4 液壓傳動系統的組成
1.2 液壓傳動系統的特點
1.2.1 液壓傳動系統的優點
1.2.2 液壓傳動系統的缺點
1.3 液壓傳動技術在水電機械裝備中的應用
1.4 液壓傳動技術的發展概況
1.4.1 液壓傳動技術的歷史回顧
1.4.2 液壓傳動技術的發展趨勢
復習題
第2章 液壓流體力學基礎
2.1 液壓油的主要性質及選用原則
2.1.1 液壓油的理化性質
2.1.2 液壓傳動系統對液壓油的要求
2.1.3 液壓油的選用原則
2.2 液體靜力學計算
2.2.1 液體靜壓力及其計算
2.2.2 液體靜壓力作用在固體壁面上的力計算
2.3 液體動力學計算
2.3.1 基礎知識
2.3.2 連續性方程
2.3.3 伯努利方程
2.3.4 動量方程
2.4 液壓系統管道內壓力損失計算
2.4.1 壓力損失的種類
2.4.2 液體的兩種流態
2.4.3 沿程壓力損失計算
2.4.4 局部壓力損失計算
2.4.5 管路系統中的總壓力損失計算
2.5 孔口及縫隙液流特性計算
2.5.1 常見孔口流量計算
2.5.2 縫隙液流特性計算
2.6 液壓沖擊和氣蝕現象
2.6.1 液壓沖擊
2.6.2 空穴和氣蝕現象
復習題
第3章 液壓泵
3.1 液壓泵的主要性能參數
3.1.1 液壓泵的工作原理與分類
3.1.2 液壓泵的主要性能參數和常用計算公式
3.2 齒輪泵
3.2.1 外嚙合齒輪泵工作原理
3.2.2 齒輪泵的流量和脈動率
3.2.3 外嚙合齒輪泵結構特點
3.2.4 內嚙合齒輪泵
3.3 葉片泵
3.3.1 單作用葉片泵
3.3.2 雙作用葉片泵
3.4 柱塞泵
3.4.1 斜盤式軸向柱塞泵
3.4.2 斜軸式軸向柱塞泵
3.4.3 徑向柱塞泵
3.5 液壓泵的選用
3.5.1 液壓泵的選用原則
3.5.2 液壓泵的選擇計算
復習題
第4章 液壓傳動執行元件
4.1 液壓馬達
4.1.1 液壓馬達的分類
4.1.2 液壓馬達的主要性能參數計算
4.1.3 液壓馬達基本工作原理與特點
4.2 液壓缸
4.2.1 液壓缸主要參數與基本計算
4.2.2 活塞式液壓缸的典型結構
4.2.3 液壓油缸的設計與計算
復習題
第5章 液壓傳動控制元件
5.1 液壓閥的作用與分類
5.2 方向控制閥
5.2.1 單向閥
5.2.2 換向閥
5.3 壓力控制閥
5.3.1 溢流閥
5.3.2 減壓閥
5.3.3 順序閥
5.3.4 壓力繼電器
5.4 流量控制閥
5.4.1 節 流閥
5.4.2 調速閥
5.4.3 分流集流閥
5.5 電磁比例控制閥
5.5.1 比例電磁鐵
5.5.2 電磁比例壓力閥
5.5.3 電磁比例換向閥
5.5.4 電磁比例流量閥
5.6 電液數字閥
5.6.1 增量式數字閥
5.6.2 脈寬調制式數字閥
5.7 疊加閥及二通插裝閥
5.7.1 疊加閥
5.7.2 插裝閥
5.8 液壓閥的選用原則
復習題
第6章 液壓輔助元件
6.1 蓄能器
6.1.1 蓄能器的功能和類型
6.1.2 蓄能器容量的計算與選擇
6.1.3 蓄能器使用安裝與維護
6.2 濾油器
6.2.1 濾油器的功能和分類
6.2.2 濾油器的主要性能指標
6.2.3 濾油器的選用和安裝
6.3 油箱
6.3.1 油箱的功能與類型
6.3.2 開式油箱的特點
6.4 熱交換器
6.4.1 冷卻器
6.4.2 冷卻器的基本參數
6.4.3 冷卻器的安裝
6.4.4 加熱器
6.5 油管和管接頭
6.5.1 油管
6.5.2 管接頭
復習題
第7章 液壓傳動基本回路
7.1 方向控制回路
7.1.1 換向回路
7.1.2 鎖緊回路
7.2 速度控制回路
7.2.1 調速回路
7.2.2 快速運動回路
7.2.3 速度換接回路
7.3 壓力控制回路
7.3.1 調壓回路
7.3.2 減壓回路
7.3.3 增壓回路
7.3.4 卸荷回路
7.3.5 保壓回路
7.3.6 平衡回路
7.4 多缸工作控制回路
7.4.1 順序動作回路
7.4.2 同步動作回路
7.4.3 多缸卸荷回路
7.4.4 互不干涉回路
復習題
第8章 典型液壓傳動系統的分析與設計
8.1 典型液壓系統分析
8.1.1 W20-100型挖掘機液壓系統分析
8.1.2 TY320型推土機液壓系統分析
8.1.3 ZL50型裝載機液壓系統分析
8.1.4 QY一8型汽車起重機液壓系統分析
8.1.5 閘門雙吊點液壓啟閉機液壓同步系統分析
8.2 液壓系統設計實例——反弧門鋼止水密封面同步仿形修復液壓系統設計計算
8.2.1 液壓系統設計要求及有關設計參數
8.2.2 液壓系統方案設計
8.2.3 液壓執行元件載荷力和載荷轉矩計算
8.2.4 液壓系統主要參數計算
8.2.5 液壓元件的選擇
8.2.6 液壓系統性能驗算
復習題
第9章 液壓系統的安裝、使用和維護
9.1 液壓系統的安裝、清洗與試壓
9.1.1 液壓系統的安裝
9.1.2 液壓系統的清洗
9.1.3 液壓系統的試壓
9.2 液壓系統的使用
9.2.1 日常檢查
9.2.2 液壓油的使用和維護
9.3 液壓系統的調整
9.3.1 液壓系統試車
9.3.2 液壓系統的調整
9.4 液壓系統的典型故障和排除
9.4.1 液壓系統典型故障特征
9.4.2 液壓系統故障診斷常規程序
9.4.3 液壓系統常見故障診斷及排除方法
9.5 液壓系統故障現代診斷技術簡介
復習題
附錄 常用液壓圖形符號(摘自GB／T 786.1 —2009)
參考文獻

8.1.5閘門雙吊點液壓啟閉機液壓同步系統分析
1.液壓啟閉機液壓同步系統原理分析
在大型水利水電工程中，大中型跨度閘門的啟閉現一般采用雙吊點液壓啟閉機來實現。其啟閉機液壓同步系統圖如圖8-7所示。
在液壓啟閉機開啟閘門的過程中，液壓泵站的高壓油通過三位四通換向閥20進入兩塊橋式整流板，然后分別經過調速閥22和電液比例調速閥23進入到左缸和右缸的下腔，左缸和右缸上腔的液壓油通過回油路回到油箱中，實現閘門的開啟動作。在閘門開啟過程中，閘門開度儀25以左缸的位移為基準在線監測右缸相對于左缸的同步誤差，然后將雙缸的同步誤差進行運算放大以電信號的方式反饋至電液比例調速閥的電液比例機構上，在電液比例調速閥給定開度的基礎上調度以調節進入右缸的油流量，使右缸跟蹤左缸的位移，實現閘門開啟過程中的雙缸同步運行。在液壓啟閉機關閉閘門的過程中，液壓泵站的高壓油通過三位四通換向閥20直接進入到左缸和右缸的上腔，左缸和右缸下腔的液壓油分別通過其支路上的橋式整流板經過調速閥22和電液比例調速閥23流回至油箱，實現閘門的關閉。在閘門關閉過程中，閘門開度儀以左缸的位移為基準在線監測右缸相對于左缸的同步誤差，然后將雙缸的同步誤差進行運算放大以電信號的方式反饋至電液比例調速閥的電液比例機構上，在電液比例調速閥給定開度的基礎上調節電液比例調速閥的開度以調節流出右缸的油流量，使右缸跟蹤左缸的位移，實現閘門關閉過程中的雙缸同步運行。
閘門雙吊點液壓啟閉機液壓系統電磁鐵動作表如表8-1所示。
本系統動力元件10為CBG-3200型齒輪泵，采用雙泵并聯供油。液控單向閥29、36主要起背壓作用，防止液壓沖擊。單向閥12、30起隔離作用，保護液壓泵。系統為三級調壓，分別由三位四通H型電磁換向閥17的左、中、右位確定，其中當其處于中位時，系統壓力為零，液壓泵卸荷。