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编辑推荐

《液压系统经典设计实例（双色版）》具有以下几大特点：
1.精选有代表性的液压系统设计实例——包含多种基本回路、涵盖各种液压应用领域。
2.全面解读液压传动及控制系统的设计方法、流程和技巧。
3.计算、验算过程详细、具体，数据准确、可靠。
4.可供液压工程技术人员设计液压系统时参考和借鉴。
5.也可供工科院校机械相关专业教学、课程设计、毕业设计参考。
6.还可供企业培训机构选用。

内容简介

本书选取有代表性的液压系统设计实例, 包含多种基本回路并涵盖了液压传动及控制系统的各种应用领域, 详细介绍了液压系统的设计方法、步骤和技巧。可供液压工程技术人员设计液压系统时参考和借鉴, 也可作为工科院校机械相关专业教学、课程设计、毕业设计等的参考书。

作者简介

李松晶，哈尔滨工业大学，教授、博导、教学主任，多年从事流体传动及控制专业的教学及科研工作，主讲过《液压传动》、《液压元件及系统设计》、《现代液压元件概论》等课程，指导本专业课程设计、毕业设计及研究生，参加编写了高教出版社出版的《液压与气压传动》网络教材，完成了多项本专业的科研课题，其中包括黑龙江省自然科学基金资助的“新型节能电液换向转阀的研究”项目，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开放基金资助的“新型电磁换向阀的研究”项目，哈尔滨工业大学校基金资助的“新型磁流变流体溢流阀的研究”课题，黑龙江省博士后基金资助的“磁流体密封及磁流变流体气动位置伺服控制装置的研究”课题，以及国家自然科学基金资助的“磁流体改善射流管伺服阀性能的机理研究”课题。2003年8月-2004年9月，在英国巴斯大学做访问学者期间，完成了“液压管路动态压力脉动分析”的研究课题。在国内外刊物上发表论文50余篇，其中多篇被SCI、EI及ISTP收录。

目　　录

第1 章　液压系统设计方法及设计步骤001
1.1 产品的生命周期与液压系统设计原则 001
1.1.1 产品的生命周期 001
1.1.2 液压系统的设计原则 002
1.2 液压系统设计方法 003
1.2.1 经验设计方法 003
1.2.2 计算机仿真设计方法 003
1.2.3 优化设计方法 004
1.3 液压系统设计流程 004
1.4 液压传动系统的设计步骤 005
1.4.1 明确液压系统的设计要求 005
1.4.2 进行工况分析 006
1.4.3 初步确定液压系统方案 009
1.4.4 确定液压系统主要技术参数 010

第1 章　液压系统设计方法及设计步骤001 1.1 产品的生命周期与液压系统设计原则 001 1.1.1 产品的生命周期 001 1.1.2 液压系统的设计原则 002 1.2 液压系统设计方法 003 1.2.1 经验设计方法 003 1.2.2 计算机仿真设计方法 003 1.2.3 优化设计方法 004 1.3 液压系统设计流程 004 1.4 液压传动系统的设计步骤 005 1.4.1 明确液压系统的设计要求 005 1.4.2 进行工况分析 006 1.4.3 初步确定液压系统方案 009 1.4.4 确定液压系统主要技术参数 010 1.4.5 拟订液压系统原理图 013 1.4.6 选择液压元件 015 1.4.7 验算液压系统的性能 023 1.5 液压控制系统的设计步骤 030 1.5.1 明确液压控制系统设计要求 031 1.5.2 进行工况分析 031 1.5.3 选择控制方案 031 1.5.4 静态分析 032 1.5.5 动态分析 036 1.5.6 校核控制系统性能 036 1.5.7 设计液压油源及辅助装置 037 1.6 液压系统的计算机辅助设计软件 037 1.6.1 Bathfp  037 1.6.2 AMESim  038 1.6.3 MSC.EASY5  039 1.6.4 Flowmaster 040 1.7 设计液压系统时应注意的问题 042 第2 章　组合机床动力滑台液压系统设计043 2.1 组合机床动力滑台液压系统的设计要求 043 2.1.1 组合机床组成及工作原理 043 2.1.2 组合机床动力滑台的工作要求 044 2.1.3 本设计实例的设计参数和技术要求 045 2.2 工况分析 046 2.2.1 确定执行元件 046 2.2.2 动力分析 046 2.2.3 运动分析 048 2.2.4 负载循环图和速度循环图的绘制 049 2.3 确定主要技术参数 050 2.3.1 初选液压缸工作压力 050 2.3.2 确定液压缸主要尺寸 050 2.3.3 计算最大流量 051 2.4 拟订液压系统原理图 053 2.4.1 速度控制回路的选择 053 2.4.2 换向和速度换接回路的选择 053 2.4.3 油源的选择和能耗控制 054 2.4.4 压力控制回路的选择 056 2.5 液压元件的选择 057 2.5.1 确定液压泵和电动机规格 057 2.5.2 阀类元件和辅助元件的选择 058 2.5.3 油管的选择 059 2.5.4 油箱的设计 060 2.6 验算液压系统性能 061 2.6.1 压力损失验算及液压阀调整值的确定 061 2.6.2 油液温升验算 063 2.7 设计经验总结 064 第3 章　叉车工作装置液压系统设计065 3.1 叉车液压系统的设计要求 065 3.1.1 叉车的结构及基本技术指标 065 3.1.2 叉车的工作装置 067 3.1.3 叉车液压系统的组成及原理 068 3.1.4 叉车对液压系统的工作要求 069 3.1.5 本设计实例的设计参数及技术要求 071 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数 072 3.2.1 确定起升液压系统的设计方案和技术参数 072 3.2.2 确定倾斜液压系统的设计方案和技术参数 074 3.2.3 系统工作压力的确定 076 3.3 拟订液压系统原理图 076 3.3.1 起升系统的设计 076 3.3.2 倾斜系统的设计 077 3.3.3 方向控制回路的设计 078 3.3.4 供油方式 078 3.4 选择液压元件 080 3.4.1 液压泵的选择 080 3.4.2 电动机的选择 081 3.4.3 液压阀的选择 083 3.4.4 管路的选择 083 3.4.5 油箱的设计 084 3.4.6 其他辅件的选择 084 3.5 验算液压系统性能 085 3.5.1 压力损失验算 085 3.5.2 系统温升验算 086 3.6 设计经验总结 086 第4章　地表岩心钻机动力头液压系统设计087 4.1 地表岩心钻机动力头液压系统的设计要求 087 4.1.1 地表岩心钻机的应用及分类 087 4.1.2 全液压动力头式地表岩心钻机的结构 088 4.1.3 动力头(回转机构) 的结构 089 4.1.4 钻探工艺对钻机各功能模块的技术要求 090 4.1.5 钻探工艺对动力头液压系统的设计要求 091 4.1.6 本设计实例的设计参数 091 4.2 动力头液压系统的方案拟订 091 4.2.1 执行元件的选择 092 4.2.2 传动方案的选择 092 4.2.3 动力头液压主回路的方案拟订 092 4.3 工况分析 094 4.3.1 运动分析 094 4.3.2 负载分析 095 4.3.3 动力头输出功率的计算 096 4.3.4 速度挡数及速比的选择 096 4.4 确定液压系统的主要参数 097 4.4.1 确定工作压力 097 4.4.2 确定液压马达的排量 097 4.5 拟订液压系统原理图 098 4.5.1 多路阀中位方式 098 4.5.2 调速回路 100 4.5.3 负载敏感液压回路设计 100 4.6 选择液压元件 103 4.6.1 液压泵的选择 103 4.6.2 液压阀的选择 104 4.6.3 负载敏感阀和最高压力调节阀的调定压力 105 4.7 动力头液压系统AMESim 仿真分析 105 4.7.1 动力头液压系统AMESim 模型 106 4.7.2 动力头液压系统AMESim 仿真结果 107 4.7.3 转速稳定性分析 108 4.7.4 超载特性分析 112 4.8 设计经验总结 113 第5 章　斗轮堆取料机斗轮驱动液压系统设计114 5.1 斗轮堆取料机液压系统的设计要求 114 5.1.1 斗轮堆取料机的结构 114 5.1.2 斗轮堆取料机工作装置液压系统 115 5.1.3 斗轮堆取料机的工作要求 116 5.1.4 斗轮驱动液压系统的设计要求 119 5.1.5 本设计实例的设计参数 120 5.2 工况分析 120 5.2.1 切割阻力矩T圆的确定 120 5.2.2 斗轮边缘切向速度v 的确定 120 5.3 初步确定设计方案 122 5.3.1 电动机和减速器驱动方式 122 5.3.2 液压马达和减速器驱动方式 122 5.3.3 低速大扭矩液压马达驱动方式 123 5.4 拟订液压系统原理图 123 5.5 确定主要技术参数 125 5.5.1 确定工作压力 125 5.5.2 确定背压 125 5.5.3 计算液压马达的排量 126 5.6 选择液压元件 126 5.6.1 斗轮驱动液压马达的选择 126 5.6.2 主液压泵的选择 128 5.6.3 补油泵的选择 129 5.6.4 驱动电动机的选择 129 5.6.5 溢流阀的选择 130 5.6.6 管道尺寸的确定 131 5.7 油箱和集成块的设计 132 5.7.1 油箱的设计计算 132 5.7.2 集成块的设计 134 5.8 液压系统发热温升的计算 135 5.8.1 液压系统发热功率的计算 135 5.8.2 液压系统散热功率的计算 137 5.8.3 冷却器选型 138 5.9 设计经验总结 140 第6章　高炉料流调节阀电液控制系统设计141 6.1 高炉料流调节阀电液控制系统的设计要求 141 6.1.1 高炉炼铁流程 141 6.1.2 放料机构 141 6.1.3 料流调节阀的控制方式 144 6.1.4 高炉料流调节阀驱动系统的设计要求 144 6.1.5 本设计实例的设计参数和技术要求 146 6.2 选择控制方案, 拟订控制系统原理图 147 6.2.1 选择控制方案 147 6.2.2 拟订控制系统原理图 148 6.3 工况分析 149 6.3.1 运动分析 149 6.3.2 动力分析 150 6.3.3 负载轨迹 153 6.4 静态分析 154 6.4.1 供油压力的选择 155 6.4.2 液压缸参数确定 155 6.4.3 伺服阀的选择 156 6.4.4 反馈装置的选择 157 6.5 动态分析 158 6.5.1 液压固有频率的计算 158 6.5.2 液压阻尼比的计算 160 6.5.3 系统传递函数及方块图 160 6.5.4 开环增益Kv的确定 161 6.5.5 进行仿真分析 164 6.6 液压油源和辅助装置原理图的拟订 166 6.6.1 裕度设计 166 6.6.2 锁紧及限速 167 6.6.3 过滤及冷却 169 6.7 液压油源和辅助装置的元件选择 170 6.7.1 液压泵和电动机的选择 170 6.7.2 液压阀的选择 171 6.7.3 辅助元件的选择 172 6.8 设计经验总结 173 第7 章　火箭炮方向机电液控制系统设计174 7.1 火箭炮方向机电液控制系统的设计要求 174 7.1.1 火箭炮组成 174 7.1.2 火力控制系统的控制方式 175 7.1.3 高低机和方向机的工作要求 176 7.1.4 本设计实例的设计参数 176 7.2 选择控制方案, 拟订控制系统原理图 177 7.2.1 控制系统类型的选择 177 7.2.2 控制方式的选择 177 7.2.3 拟订控制系统原理图 177 7.3 工况分析 178 7.3.1 运动分析 178 7.3.2 动力分析 180 7.4 静态分析 181 7.4.1 负载轨迹 181 7.4.2 动力机构特性曲线 182 7.4.3 负载匹配 183 7.4.4 伺服阀的选择 184 7.4.5 伺服阀传递函数 185 7.4.6 反馈装置的选择 186 7.5 动态分析 186 7.5.1 液压固有频率的计算 187 7.5.2 液压阻尼比的计算 187 7.5.3 建立数学模型 188 7.5.4 绘制系统框图 188 7.5.5 开环增益Kv的确定 189 7.5.6 进行仿真分析 190 7.6 校核系统误差 192 7.6.1 输入信号引起误差 192 7.6.2 干扰信号引起误差 192 7.7 设计校正装置 193 7.8 液压油源和辅助装置的设计 196 7.9 设计经验总结 197 参考文献 198

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前　　言

液压技术由于具有功率重量比大、响应速度快、易于实现标准化和自动化等特点,在工农业生产、航空航天以及国防建设等领域得到了广泛应用,为国民经济和社会生产力的发展发挥了不可磨灭的作用。液压系统的合理设计是液压技术应用的关键,液压系统设计技术及方法的掌握也是流体控制及自动化专业学生培养的重要环节及基本要求。本书所介绍的各液压系统设计实例可作为工程技术人员和研究机构设计液压系统的参考和借鉴,也可作为流体控制及自动化专业教学环节中的参考书和教材。经参数变换和任务量扩展,本书中各设计实例和设计方法及步骤能够成为很好的课程大作业、课程设计和毕业设计的题目及指导书。 考虑到本书设计实例的选择应尽可能包含多种形式的液压系统、涵盖液压传动系统及液压控制系统以及各种应用领域,本书选择了组合机床动力滑台液压系统、叉车工作装置液压系统、地表岩心钻机动力头液压系统、斗轮堆取料机斗轮驱动液压系统4个典型的液压传动系统以及高炉料流调节阀电液控制系统和火箭炮方向机电液控制系统2个典型的液压控制系统设计实例。 本书共分7章,第1章介绍液压系统的设计方法及设计步骤,包括液压传动系统和液压控制系统的设计方法和设计步骤;第2章介绍组合机床动力滑台液压系统的设计;第3章介绍叉车工作装置液压系统的设计;第4章介绍地表岩心钻机动力头液压系统的设计;第5章介绍斗轮堆取料机斗轮驱动液压系统的设计;第6章介绍高炉料流调节阀电液控制 系统的设计;第7章介绍火箭炮方向机电液控制系统的设计。其中第1章和第3章由哈尔滨工业大学流体控制及自动化教研室李松晶老师和哈尔滨理工大学机械动力工程学院王晓晶老师共同编写,第2章由哈尔滨工业大学流体控制及自动化教研室姜继海老师编写,第4章由吉林大学建设工程学院王清岩老师编写,第5章由哈尔滨工业大学流体控制及自动化教研室王广怀老师编写,第6章由哈尔滨工业大学流体控制及自动化教研室聂伯勋老师编写,第7章由哈尔滨工业大学流体控制及自动化教研室徐本洲老师编写。 在本书的编写过程中,得到了哈尔滨工业大学流体控制及自动化系领导和全体同事的大力支持和帮助。在书稿整理过程中,哈尔滨工业大学流体控制及自动化专业博士研究生张玮、刘吉晓、刘旭玲、张圣卓、彭敬辉、曾文,坦桑尼亚籍博士留学生JacobM Mchenya,硕士研究生张亮、李洪洲、曹俊章、张振、韩哈斯敖其尔等协助完成了查找资料、绘图以及文字处理等工作。在本书的编写过程中,还得到了哈尔滨工业大学其他院系同事的支持与帮助,在此表示衷心的感谢。 由于水平所限,书中难免会有错误和不足之处,敬请各位读者予以批评和指正。 李松晶

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