《液压及气动技术》

绪论1

1引言1

2液压及气动系统的组成及分类1

一、液压及气动系统的组成1

二、液压及气动系统的分类4

3电动系统、机械系统与液压、气动系统的比较4

一、动力拖动能力的比较4

二、控制方式性能的比较5

第一章液压和气动技术的基本理论7

1-1流体的物理性质7

一、流体的密度和重度7

二、流体的压缩性7

三、流体的粘度8

1-2流体的压力10

1-3巴斯加原理11

1-4空气的组成及其状态变化过程11

一、空气的组成11

二、气体的状态方程12

三、气体的等温和绝热状态变化过程12

四、湿空气13

1-5流体运动的某些基本规律14

一、流量14

二、流体运动的连续方程15

三、伯努利方程15

四、音速及马赫数16

五、管路截面变化的气流流动17

六、压力比对管内气流的影响18

1-6不可压缩流体的定常管流19

一、流体运动的两种状态和雷诺数19

二、直管中沿程压力损失计算19

三、圆管中层流时摩擦阻力系数计算20

四、管道中局部压力损失计算22

1-7油液和空气流经小孔及缝隙的流量计算24

一、油液流经薄壁小孔的流量计算24

二、油液流经细长小孔的流量计算25

三、油液流经平面缝隙的流量计算25

四、油液流经环状缝隙的流量计算27

五、油液流经偏心环状缝隙的流量计算28

六、空气流经小孔和平面缝隙的流量计算29

1-8流经气动元件的空气流量和cv值计算法29

一、有效截面积30

二、cv值法30

1-9气阻和气容31

一、气阻31

二、气容32

第二章动力缸34

2-1动力缸的分类及结构34

一、动力缸的分类34

二、动力缸的结构36

2-2动力缸的设计计算37

一、设计的依据及要求37

二、动力缸一般性能计算48

三、动力缸的结构设计58

第三章油泵、油马达和气马达67

3-1齿轮油泵67

一、外啮合齿轮油泵67

二、内啮合齿轮油泵71

三、齿轮油泵的特点71

3-2叶片油泵72

一、单作用式叶片油泵72

二、双作用式叶片油泵73

三、双联叶片油泵和双级叶片油泵75

四、叶片油泵的特点75

3-3轴向柱塞油泵77

3-4油泵性能比较77

3-5油马达77

一、齿轮油马达77

二、叶片油马达79

三、轴向柱塞油马达80

四、油马达的应用80

3-6气马达81

一、齿轮气马达81

二、叶片气马达81

第四章液压和气动控制阀82

4-1控制阀的分类和阀芯形式82

一、控制阀的分类82

二、阀芯的结构形式82

4-2压力控制阀83

一、溢流阀（安全阀）83

二、减压阀85

三、顺序阀88

4-3流量控制阀90

一、节流口的形状90

二、节流阀91

三、行程节流阀92

四、速度控制阀92

4-4方向控制阀95

一、电磁换向阀95

二、液压控制和气压控制换向阀98

三、机械控制换向阀100

四、人力控制换向阀101

五、单向型阀102

六、几种典型的三位换向阀的滑阀机能104

第五章液压和气动轴助装置106

5-1油箱及冷却、加热装置106

一、油箱106

二、冷却与加热装置106

5-2过滤器107

一、对过滤器的要求107

二、滤油器的类型108

三、滤气器的类型109

5-3管道及管接头111

一、管子类型111

二、管子截面尺寸的确定111

三、管接头112

5-4蓄能器与贮气罐114

一、蓄能器与贮气罐的作用114

二、蓄能器的类型及贮气罐的结构116

三、容量计算116

5-5密封装置116

一、间隙密封117

二、O形密封圈117

三、Y形密封圈118

四、V形密封圈118

五、L形密封圈119

六、回转轴的密封装置119

七、聚四氟乙烯密封圈119

5-6压力继电器120

5-7油雾器121

一、一次油雾器121

二、油雾器的使用122

5-8消音器122

一、消音器的种类和结构122

二、消音器的使用123

第六章液压和气动基本回路125

6-1压力控制回路125

一、调压回路125

二、卸荷回路125

三、增压回路127

四、多级压力控制回路129

五、缓冲回路129

六、平衡回路130

七、顺序动作回路130

6-2速度控制回路132

一、节流调速回路132

二、增速回路134

三、同步回路135

四、速度换接回路137

五、气动液压阻尼调速回路138

六、采用变量泵控制速度的回路139

6-3方向控制回路139

一、换向回路140

二、锁紧回路140

三、多缸控制回路140

6-4液压、气动系统组成时的注意事项141

第七章自动控制原理及液压、气动伺服机构142

7-1自动控制的基本概念142

7-2系统的微分方程及拉氏变换144

一、系统的微分方程144

二、线性化145

三、拉氏变换146

7-3传递函数及频率响应149

一、传递函数及典型环节149

二、频率响应160

7-4液压、气动伺服系统的数学模型及传递函数171

一、伺服马达171

二、液压力矩放大器182

三、力反馈电液伺服阀183

四、气动伺服马达中的平衡气瓶186

7-5稳定性分析188

一、劳斯判据189

二、奈魁斯特判据191

三、博德图上的奈魁斯特判据193

四、稳定性分析实例193

7-6稳态误差196

一、系统稳态误差的基本概念196

二、稳态误差的计算197

三、系统的无差度和稳态误差数值表200

7-7伺服系统的分析步骤与设计方法203

一、分析伺服系统的步骤204

二、伺服系统的分析实例206

三、伺服系统的设计209

第八章气动逻辑元件及逻辑囘路的设计基础216

8-1概述216

一、逻辑运算在生产中的作用216

二、逻辑运算的基本符号和术语216

三、逻辑函数“与/或”表示式的写法219

8-2气动逻辑元件220

一、高压截止式逻辑元件220

二、滑柱和滑块式高压逻辑元件224

三、高压膜式元件226

四、低压逻辑元件228

五、射流逻辑元件229

8-3逻辑代数的基本运算238

一、基本逻辑运算公式238

二、卡诺图241

三、最小化或非元件线路的设计242

8-4应用举例245

第九章行程程序控制系统的设计方法253

9-1行程程序系统的组成253

一、程序控制系统253

二、气动行程程序控制系统的组成253

9-2障碍信号及其分类254

一、消除障碍信号的必要性255

二、障碍信号的类型255

9-3 X—D线图的设计方法256

一、确定工作程序图256

二、绘制X—D线图，找出障碍信号256

三、排除有障碍信号障碍段260

四、进行辅助设计263

五、绘制气动控制逻辑框图及气动控制原理图264

第十章液压及气动系统的设计及计算266

10-1液压及气动系统的设计步骤266

一、分析主机的工作要求明确设计的依据266

二、液压及气动回路的设计266

三、系统元件的选择和计算266

四、对系统进行必要的验算267

五、绘制正式工作图和编制技术文件267

10-2气动元件的选择和计算267

一、执行元件的选择和计算267

二、控制元件的选择268

三、气动辅助件的选择269

四、压缩机的选择269

五、管道直径的确定270

10-3气动系统性能的实用验算方法270

一、有效截面积的计算270

二、具有气罐系统的充放气特性273

三、气缸的动作时间275

10-4液压元件的选择和计算276

一、油缸的工作面积、工作流量及压力的计算276

二、油泵的工作压力、流量和传动功率的确定279

三、阀类的选择279

四、油管和辅助件的选择279

10-5液压系统性能的验算280

一、液压系统压力损失的验算280

二、液压系统发热温升的计算280

10-6液压及气动系统的设计实例281

一、半自动落料机床的气控系统的设计和计算281

二、组合机床液压系统设计计算实例284

第十一章专用设备的典型液压及气动系统290

11-1 J5040—1型内圆切片机的液压系统290

11-2带机械手的注塑机的液压系统291

11-3十一位玻璃屏压机的液压系统293

11-4 P—102型封帽机的气动系统296

11-5 H94—14型半自动光刻机的气动系统299