现代液压气动系统 结构原理·使用维护·故障诊断 张利平 编 专业科技 文轩网

液压篇
第1章液压技术基本知识2
1.1液压传动与控制的定义2
1.2液压技术的基本原理及系统组成2
1.2.1基本原理2
1.2.2组成功用2
1.2.3液压回路与系统3
1.3液压系统图形符号及其应用3
1.3.1图形符号的特点3
1.3.2图形符号标准3
1.3.3图形符号的应用3
1.4液压系统的分类5
1.5液压技术的应用特点7
1.6液压系统运转维护及故障诊断拆解时的一般注意事项7
1.7液压故障及其类型与特点7
1.7.1液压故障的定义7
1.7.2液压系统故障的常见类型8
1.7.3液压系统故障的特点8
1.8液压系统的故障诊断9
1.8.1液压系统故障诊断策略9
1.8.2液压系统故障诊断方法9
1.8.3液压系统故障排除一般注意事项10
1.9液压系统故障现场快速诊断仪器简介11
第2章液压油液12
2.1功用性质12
2.1.1密度ρ12
2.1.2可压缩性12
2.1.3黏性12
2.1.4其他性质13
2.2一般要求13
2.3命名代号13
2.4品种特性13
2.5选用要点13
2.5.1品种选择13
2.5.2黏度选择14
2.5.3难燃液压液的选用14
2.6使用要点14
2.6.1一般注意事项14
2.6.2换油方法15
2.6.3进口液压设备换用国产油液要点16
2.7污染控制16
2.7.1污染及其危害16
2.7.2污染度及其测量16
2.7.3污染度等级标准17
2.7.4液压系统与液压元件清洁度等级（指标）及液压系统（元件）清洁度试验18
2.7.5污染控制措施18
第3章液压系统的主要参数20
3.1压力20
3.1.1压力的定义与计算20
3.1.2压力的单位及分级20
3.1.3压力的传递21
3.1.4压力的度量21
3.1.5压力与负载的关系21
3.2流量22
3.2.1流速22
3.2.2流量的定义与计算22
3.2.3油液流经孔口时的流量23
3.2.4油液流经缝隙时的流量24
3.3液压功率及系统卸荷24
3.3.1液压功率及计算24
3.3.2液压系统的卸荷24
第4章液压能源元件25
4.1液压泵的构成与基本原理25
4.1.1基本原理25
4.1.2容积式液压泵的构成条件25
4.1.3液压泵类型及图形符号25
4.2液压泵主要性能参数26
4.2.1工作压力、额定压力和优选允许压力26
4.2.2排量、转速和流量26
4.2.3容积效率、机械效率和总效率27
4.2.4驱动功率27
4.2.5自吸能力27
4.3液压泵典型品种之一——斜盘式轴向柱塞泵28
4.3.1工作原理28
4.3.2结构要点28
4.3.3典型结构之一——手动变量轴向柱塞泵30
4.3.4典型结构之二——恒压控制变量轴向柱塞泵31
4.3.5典型结构之三——恒流量控制变量轴向柱塞泵33
4.3.6典型结构之四——恒功率控制变量轴向柱塞泵34
4.3.7典型结构之五——负载敏感控制变量轴向柱塞泵36
4.3.8性能特点38
4.4液压泵典型品种之二——斜轴式轴向柱塞泵38
4.4.1原理特点38
4.4.2典型结构38
4.5液压泵典型品种之三——叶片泵40
4.5.1结构原理40
4.5.2单作用叶片泵的变量原理及典型结构41
4.5.3性能特点43
4.6液压泵典型品种之四——齿轮泵43
4.7常用液压泵产品性能比较及选择要点44
4.8液压泵的使用维护及故障诊断排除要点45
4.8.1安装及运转维护45
4.8.2故障诊断46
4.8.3检修装配46
第5章液压执行元件47
5.1液压马达47
5.1.1液压马达与液压泵的区别47
5.1.2类型及图形符号47
5.1.3结构原理47
5.1.4技术参数48
5.1.5性能特点49
5.1.6产品性能比较及选用要点49
5.1.7安装使用49
5.1.8故障诊断49
5.1.9拆修装配49
5.2摆动液压马达50
5.2.1作用类型50
5.2.2叶片式摆动液压马达的结构原理50
5.2.3选择及使用维护要点51
5.3液压缸52
5.3.1作用分类52
5.3.2工作原理52
5.3.3简要计算52
5.3.4典型结构54
5.3.5一般构成55
5.3.6性能特点55
5.3.7典型产品56
5.3.8安装使用56
5.3.9故障诊断56
5.3.10检修装配56
第6章液压控制元件及其应用回路58
6.1液压阀及液压回路概述58
6.1.1液压阀的功用与一般组成58
6.1.2液压阀的分类58
6.1.3液压阀液流调控原理61
6.1.4液压阀的基本性能参数与基本要求61
6.1.5液压回路及其分类62
6.2方向控制阀及其应用回路62
6.2.1单向阀及其应用回路62
6.2.2滑阀式换向阀及其应用回路68
6.3压力控制阀及其应用回路76
6.3.1溢流阀及其应用回路76
6.3.2减压阀及其应用回路80
6.3.3顺序阀及其应用回路82
6.3.4压力继电器及其应用回路86
6.4流量控制阀及其应用回路89
6.4.1节流阀及其应用回路89
6.4.2调速阀（二通流量阀）及其应用回路93
6.4.3分流集流阀（同步阀）及其应用回路97
6.5多路阀及其应用回路99
6.6叠加阀及其应用回路101
6.6.1结构原理101
6.6.2应用特点103
6.6.3使用要点103
6.6.4故障诊断104
6.7插装阀及其组合应用104
6.7.1结构原理104
6.7.2典型组合106
6.7.3典型产品108
6.7.4安装使用及故障诊断108
6.8电液伺服阀及其应用108
6.8.1结构原理108
6.8.2典型结构112
6.8.3技术性能116
6.8.4应用特点117
6.8.5典型产品117
6.8.6典型应用系统117
6.8.7使用要点119
6.8.8故障诊断120
6.9电液比例阀及其应用120
6.9.1结构原理120
6.9.2主要类型122
6.9.3应用特点122
6.9.4典型结构123
6.9.5典型产品126
6.9.6选型使用126
6.9.7故障诊断127
6.10电液数字阀128
6.10.1增量式电液数字阀128
6.10.2脉宽调制式高速开关电液数字阀130
6.11智能液压阀131
6.11.1智能液压元件（控制阀）的基本功能特点131
6.11.2结构功能131
6.11.3智能液压元件（控制阀）的效益134
6.11.4智能电磁换向阀134
6.11.5ZTS系列双阀芯电子智能多路液压阀135
6.11.6带蓝牙功能的比例减压阀136
6.11.7DSV数字智能阀136
6.11.8分布智能的数字电子液压阀及系统137
6.11.9基于智能材料驱动器的智能电液控制阀137
6.11.10磁流变液智能液压控制阀139
6.12微型液压阀和水压液压阀142
6.12.1微型液压阀142
6.12.2水压液压阀142
6.13常用液压阀性能综合比较142
第7章液压辅助元件143
7.1过滤器143
7.1.1主要性能参数143
7.1.2结构类型143
7.1.3常用产品145
7.1.4安装使用145
7.1.5故障诊断145
7.2液压油箱145
7.2.1类型特点145
7.2.2典型结构145
7.2.3加工安装146
7.2.4故障诊断146
7.3蓄能器146
7.3.1用途类型146
7.3.2结构原理146
7.3.3典型产品147
7.3.4典型应用147
7.3.5安装使用148
7.3.6故障诊断151
7.4热交换器151
7.4.1冷却器151
7.4.2加热器152
7.5油管和管接头152
7.5.1油管152
7.5.2管接头152
7.5.3油管、管接头和油路块的故障诊断153
7.6压力与流量测量仪表153
7.6.1压力表及压力传感器153
7.6.2流量计及流量传感器154
第8章典型液压系统分析156
8.1概述156
8.1.1典型液压系统分析的意义156
8.1.2液压系统的评价156
8.1.3液压系统分析的内容及方法要点156
8.2连续直线往复运动为主的系统——M1432A型万能外圆磨床液压系统157
8.2.1主机功能结构157
8.2.2液压系统分析158
8.2.3系统技术特点160
8.3压力变换与控制为主的系统之一——YA32-200型四柱万能液压机系统160
8.3.1主机功能结构160
8.3.2液压系统分析161
8.3.3系统技术特点163
8.4压力变换与控制为主的系统之二——双液压缸剪板机插装阀集成液压系统163
8.4.1主机功能结构163
8.4.2液压系统分析164
8.5多路变换为主的液压系统——WY-100型履带式全液压单斗挖掘机液压系统164
8.5.1主机功能结构165
8.5.2液压系统分析165
8.5.3系统技术特点165
8.6电液比例控制系统之一——XS-ZY-250A型注塑机液压系统167
8.6.1主机功能结构167
8.6.2液压系统分析167
8.6.3系统技术特点168
8.7电液比例控制系统之二——火力发电厂捞渣机液压系统169
8.7.1主机功能结构169
8.7.2液压系统分析169
8.7.3系统技术特点171
8.8电液伺服控制系统——四辊轧机液压压下装置电液伺服系统171
8.8.1主机功能结构171
8.8.2液压系统分析172
8.8.3系统技术特点172
第9章液压系统设计要点173
9.1液压系统一般设计流程173
9.2典型设计实例之一——钻孔组合机床液压系统设计计算174
9.2.1明确技术要求174
9.2.2执行元件的配置174
9.2.3运动分析和动力分析174
9.2.4液压系统主要参数计算和工况图的编制175
9.2.5制定液压回路方案，拟定液压系统原理图175
9.2.6液压元件计算和选型176
9.2.7验算液压系统性能178
9.3典型设计实例之二——框架式压力机液压系统功能原理改进设计179
9.3.1问题的提出179
9.3.2压制力及速度测算180
9.3.3液压系统原理图设计与拟定181
9.3.4液压元件计算与选型181
第10章液压系统安装调试与运转维护182
10.1液压系统的安装182
10.1.1安装准备182
10.1.2确定安装程序与方案182
10.1.3液压元件和管件的质量检查183
10.1.4液压系统的安装及其要求183
10.2液压系统的调试188
10.2.1调试目的188
10.2.2调试类型及准备188
10.2.3调试的一般顺序188
10.2.4出厂试验188
10.2.5总体调试189
10.2.6液压控制系统的调试要点189
10.2.7液压系统的调整189
10.3液压系统的运转维护及管理190
10.3.1运转维护的一般注意事项190
10.3.2液压系统的检查（点检）190
10.3.3液压系统的定期维护191
10.3.4液压元件与系统的检修191
10.3.5液压系统的泄漏与密封192
第11章液压系统故障诊断排除典型案例196
11.1液压系统共性故障及其诊断排除方法196
11.1.1液压执行元件动作失常故障诊断排除方法196
11.1.2液压系统压力失常故障诊断排除方法196
11.1.3液压系统流量失常故障诊断排除方法196
11.1.4液压系统存在异常振动和噪声故障诊断排除方法196
11.1.5液压系统过热故障诊断排除方法196
11.1.6液压冲击及控制196
11.1.7气穴气蚀及其预防196
11.1.8液压卡紧及其消除197
11.1.9开环控制系统和闭环控制系统常见故障诊断197
11.2液压系统故障诊断排除典型案例197
11.2.1四柱万能液压机主缸（滑块）不动作与回程振动噪声大故障诊断排除197
11.2.2滚压机床纵向进给液压缸启动时跳动故障诊断排除200
11.2.3毛呢罐蒸机液压驱动胶辊转速调节失常故障诊断排除201
11.2.4双缸驱动剪板机出力不足故障诊断排除203
11.2.5动力平板运输车悬挂液压系统顶升力不足故障诊断排除203
11.2.6矫直校平压力机液压系统变量柱塞泵超电流故障诊断排除204
11.2.7石棉水泥管卷压成型机PV18型电液伺服双向变量轴向柱塞泵难以启动故障诊断排除205
11.2.8轧钢机电液伺服压下系统（HAGC）管道间歇抖动故障分析诊断206
11.2.9卧式带锯床液压系统噪声大及过热故障诊断排除207
11.2.10大型压力机同步液压缸泄漏故障诊断排除208
11.2.11几种液压阀故障诊断排除209
11.2.12水泥立磨液压站爆炸故障诊断排除209
气动篇
第12章气动技术基本知识211
12.1气动技术的基本工作原理与气动系统的组成211
12.1.1基本原理211
12.1.2气动系统的组成部分211
12.2气动系统的表示——图形符号212
12.2.1气动系统的表示方法212
12.2.2气动图形符号标准（GB/T 786.1—2021）及图形符号意义212
12.2.3气动系统原理图的绘制与分析识读214
12.3气动系统的类型及特点214
12.4气动技术的特点及发展214
12.4.1气动技术的特点及应用214
12.4.2现代气动技术的发展趋势与特征214
12.5气动元件与系统运转维护的注意事项214
12.6气动系统的故障及其诊断排除214
12.6.1气动故障及其诊断的定义214
12.6.2气动故障类型214
12.6.3气动故障的特点与诊断策略及一般步骤215
12.6.4气动故障诊断常用方法215
12.6.5做好气动故障诊断及排除应具备的条件216
第13章气动工作介质217
13.1空气的组成及形态217
13.2空气的主要物理性质217
13.2.1密度217
13.2.2黏性217
13.2.3湿度217
13.2.4可压缩性和膨胀性218
13.3压缩空气的使用管理218
第14章气动系统主要参数219
14.1气体压力219
14.2气体状态及其变化219
14.2.1理想气体状态方程219
14.2.2理想气体的状态变化过程220
14.3气体定常管道流动参数220
14.3.1气体流动基本概念220
14.3.2连续性方程221
14.3.3伯努利方程（能量方程）221
14.3.4马赫数及气体的可压缩性222
14.3.5收缩喷嘴气流特性223
14.3.6气动元件和系统的有效截面积223
14.4气动系统中的充气与放气过程224
14.4.1充气温度与时间224
14.4.2排气温度与时间225
14.5气阻和气容226
14.5.1气阻及其特性226
14.5.2气容及其特性227
第15章气动能源元件及辅助元件228
15.1气动能源元件228
15.1.1组成228
15.1.2空压机228
15.1.3真空泵232
15.1.4真空发生器235
15.2气源处理元件238
15.2.1空压站及其配置238
15.2.2后冷却器239
15.2.3主管道油水分离器241
15.2.4储气罐242
15.2.5主管道过滤器243
15.2.6干燥器244
15.2.7自动排水器246
15.3其他气动辅件248
15.3.1空气过滤器（滤气器）248
15.3.2油雾器250
15.3.3消声器252
15.3.4气-电转换器和电-气转换器252
15.3.5气-液转换器254
15.3.6外部液压缓冲器255
15.3.7管件及管道布置257
15.3.8密封件258
15.3.9压力与流量测量仪表258
第16章气动执行元件259
16.1功用类型259
16.2气缸259
16.2.1主要类型259
16.2.2性能参数259
16.2.3一般组成261
16.2.4典型结构261
16.2.5典型产品271
16.3摆动气缸及摆台271
16.3.1类型原理271
16.3.2性能参数272
16.3.3典型结构272
16.3.4典型产品276
16.4直线-摆动组合气缸277
16.5气缸的使用维护278
16.5.1使用要点278
16.5.2故障诊断278
16.6气爪（气动手指）278
16.6.1特点类型278
16.6.2原理、参数及符号278
16.6.3典型结构279
16.6.4典型产品284
16.6.5选型及使用维护284
16.7气马达284
16.7.1主要类型284
16.7.2结构原理285
16.8真空吸盘286
16.8.1结构原理286
16.8.2类型特点286
16.8.3性能参数287
16.8.4典型结构287
16.8.5新型吸盘——磁力吸盘289
16.8.6典型产品289
16.8.7使用维护289
16.8.8故障诊断297
16.9柔触气爪（柔性气动手指）297
16.9.1功用特点297
16.9.2原理组成298
16.9.3性能参数298
16.9.4典型结构299
16.9.5使用维护302
16.10气动肌肉（气动肌腱）303
16.10.1原理特性303
16.10.2类型特点304
16.10.3技术参数305
16.10.4典型产品305
16.10.5应用选型306
16.10.6使用维护307
16.10.7故障诊断307
16.11磁性开关308
16.11.1功用类型308
16.11.2结构原理308
16.11.3性能特点310
16.11.4规格及性能参数310
16.11.5典型产品310
16.11.6应用选型312
16.11.7使用维护312
第17章气动控制元件及其应用回路313
17.1气动控制阀及其应用回路概述313
17.1.1功用类型313
17.1.2参数特点313
17.2方向控制阀及其应用回路313
17.2.1功用种类313
17.2.2单向型方向阀及其应用回路313
17.2.3换向型方向阀及其应用回路318
17.2.4其他方向阀及其应用回路327
17.2.5方向阀的应用选型330
17.2.6方向阀的使用维护330
17.2.7方向阀的故障诊断332
17.3压力控制阀及其应用回路333
17.3.1功用种类333
17.3.2安全阀（溢流阀）及其应用回路333
17.3.3减压阀及其应用回路334
17.3.4增压阀及其应用回路339
17.3.5顺序阀及其应用回路342
17.4流量控制阀及其应用回路344
17.4.1功用类型344
17.4.2结构原理344
17.4.3性能参数345
17.4.4典型产品345
17.4.5应用回路345
17.4.6选型配置348
17.4.7安装配管349
17.4.8使用维护349
17.5普通气动阀的其他应用回路349
17.6真空控制阀及其应用回路350
17.6.1真空调压阀及其应用回路350
17.6.2真空辅助阀（逻辑阀、高效阀或安全阀）及其应用回路351
17.6.3真空切换阀（真空供给破坏阀）及其应用回路353
17.6.4其他真空吸附回路355
17.7气动逻辑控制阀355
17.7.1功用类型355
17.7.2组成表示355
17.7.3基本回路355
17.8气动比例阀与气动伺服阀355
17.8.1气动比例阀355
17.8.2气动伺服阀360
17.9气动阀岛361
17.9.1阀岛的由来361
17.9.2特点意义362
17.9.3类型特点363
17.9.4参数产品363
17.9.5选用安装364
17.10智能气动控制元件364
17.10.1智能气动控制元件与系统的特征364
17.10.2气动微流控芯片及气动微阀365
17.10.3气动数字控制阀372
17.10.4压电驱动器式气动数字阀376
17.10.5智能气动阀岛378
第18章典型气动系统分析379
18.1典型气动系统分析要点379
18.2气动胀管机系统379
18.2.1主机功能结构379
18.2.2气动系统原理379
18.2.3系统技术特点380
18.3十六工位石材连续磨机气动进给系统380
18.3.1主机功能结构380
18.3.2气动系统原理381
18.3.3系统技术特点381
18.4VMC1000加工中心气动系统381
18.4.1主机功能结构381
18.4.2气动系统原理381
18.4.3系统技术特点382
18.5膏体产品连续灌装机气动系统382
18.5.1主机功能结构382
18.5.2气动系统原理383
18.5.3系统技术特点384
18.6纸箱包装机气动系统384
18.6.1主机功能结构384
18.6.2气动系统原理384
18.6.3系统技术特点387
18.7超大超薄柔性液晶玻璃面板测量机气动系统387
18.7.1主机功能结构387
18.7.2气动系统原理387
18.7.3系统技术特点389
18.8ZJ70/4500DB钻机阀岛集成气控系统390
18.8.1阀岛功能结构390
18.8.2系统技术特点391
18.9机车整体卫生间气动冲洗系统391
18.9.1气动系统原理391
18.9.2PLC电控系统391
18.9.3系统技术特点392
18.10气控式水下滑翔机气动系统392
18.10.1主机功能结构392
18.10.2气动系统原理393
18.10.3系统技术特点394
18.11气动人工肌肉驱动踝关节矫正器系统394
18.11.1主机功能结构394
18.11.2气动系统原理394
18.11.3系统技术特点395
18.12反应式腹部触诊模拟装置气动系统395
18.12.1主机功能结构395
18.12.2气动系统原理395
18.12.3系统技术特点396
第19章气压传动系统及真空吸附系统设计要点397
19.1气压传动系统设计流程397
19.2设计计算实例——鼓风炉钟罩式加料装置气动系统设计397
19.2.1技术要求397
19.2.2执行元件的选择配置及动力和运动分析398
19.2.3确定执行元件主要参数398
19.2.4选择控制方式399
19.2.5设计与拟定气动系统原理图399
19.2.6选择气动元件400
19.2.7气动系统施工设计401
第20章气动系统的安装调试与运转维护402
20.1概述402
20.2气动系统的安装402
20.2.1安装内容402
20.2.2安装的准备402
20.2.3气动元件和管道安装总则402
20.3气动系统的调试402
20.3.1调试准备402
20.3.2气密性试验403
20.3.3总体调试403
20.4气动系统的运转维护及管理403
20.4.1气动系统运转维护的一般注意事项403
20.4.2运转要点403
20.4.3维护保养及检修403
第21章气动系统故障诊断排除典型案例405
21.1气动系统共性故障诊断排除方法405
21.2气动系统故障诊断排除典型案例405
21.2.1HT6350卧式加工中心主轴换刀慢及空气污染故障诊断排除405
21.2.2挤压机接料小车气动系统换向故障诊断排除406
21.2.3膨化硝铵膨化过程气动系统气源故障诊断排除407
21.2.4烟草样品制作机气动系统压力故障诊断排除407
21.2.5连铸连轧设备气动系统故障排除408
21.2.6通过式磨革机气动系统漏气故障诊断排除410
参考文献411