液压传动设计指南

指导篇
第1章 液压传动设计概论1
1.1 液压传动的组成与类型1
1.1.1 液压传动的基本原理及特征1
1.1.2 液压系统的组成与表示1
1.1.3 液压传动的技术优势与应用2
1.1.4 液压系统的类型及其特点3
1.2 液压传动设计的目的和意义7
1.3 液压传动设计的选题、内容与工作量8
1.3.1 设计选题8
1.3.2 主要设计内容8
1.3.3 工作量8
1.4 液压传动设计的一般步骤和学时分配9
1.4.1 一般步骤9
1.4.2 液压传动设计的时间分配10
1.5 液压传动设计中需要注意的问题10

第2章 液压系统功能原理设计计算及举例12
2.1 执行元件的配置及动作顺序的确定12
2.2 负载分析和运动分析13
2.2.1 负载分析计算（负载循环图）14
2.2.2 运动分析（运动循环图）16
2.3 确定液压系统主要参数，编制液压执行元件工况图16
2.3.1 初选执行元件的设计压力16
2.3.2 计算和确定液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量16
2.3.3 计算液压缸或液压马达所需流量19
2.3.4 编制液压缸或液压马达的工况图19
2.4 液压系统图的拟定20
2.4.1 制订液压回路方案20
2.4.2 液压系统的合成及原理草图的绘制22
2.5 元件选型与设计23
2.5.1 液压泵的选择23
2.5.2 液压执行元件的确定26
2.5.3 液压控制阀的选择27
2.5.4 液压辅助元件及工作介质的选择28
2.6 液压系统主要性能验算31
2.6.1 液压系统压力损失验算32
2.6.2 液压系统效率η的估算32
2.6.3 发热温升估算及热交换器的选择32
2.6.4 液压冲击验算33
2.7 液压系统的施工设计33
2.8 液压传动系统设计计算示例33
2.8.1 设计示例1——单面多轴钻孔组合机床液压系统设计33
2.8.2 设计示例2——双头专用车床液压系统设计41
2.8.3 设计示例3——板料折弯液压机传动系统设计46

第3章 液压装置结构设计51
3.1 设计目的与内容51
3.2 液压装置的结构类型及其适用场合51
3.2.1 分散配置型液压装置51
3.2.2 集中配置型液压装置（液压站）52
3.3 液压控制阀组的集成化设计57
3.3.1 液压控制阀组的集成方式57
3.3.2 无管集成液压阀组的类型、设计流程及共性要求57
3.3.3 液压控制阀组块式集成的设计要点64
3.3.4 通用集成块系列72
3.3.5 油路块的CAD74
3.4 液压泵站（动力源装置）的设计80
3.4.1 液压泵站的组成及类型80
3.4.2 液压油箱及其设计与制造83
3.4.3 液压泵组的结构设计要点96
3.4.4 蓄能器装置的设计、安装及使用要点98
3.5 液压站的结构总成及CAD100
3.5.1 管路选择、布置与连接100
3.5.2 电控装置的设计要点109
3.5.3 液压站总成装配图的设计与绘制110
3.5.4 液压站技术文件的编制110
3.5.5 全面审查111
3.5.6 液压站结构总成的CAD111

第4章 液压缸的设计112
4.1 设计内容与要求112
4.2 液压缸的类型及安装连接方式选择112
4.3 液压缸的负载及速度计算117
4.4 液压缸的主要尺寸参数的确定117
4.4.1 确定缸筒内径D117
4.4.2 确定活塞杆的直径d117
4.4.3 液压缸行程s的确定119
4.5 液压缸油口尺寸的确定120
4.6 液压缸的结构设计120
4.6.1 缸筒和缸盖组件120
4.6.2 活塞和活塞杆组件128
4.6.3 缓冲装置135
4.6.4 排气装置137
4.7 液压缸装配图和零件工作图的绘制137
4.7.1 装配图137
4.7.2 零件工作图138

第5章 设计计算说明书的编写与答辩140
5.1 设计计算说明书的编写140
5.1.1 设计计算说明书的内容140
5.1.2 设计计算说明书的结构及要求140
5.2 答辩142
5.2.1 答辩的目的及准备142
5.2.2 答辩思考题143

资料篇
第6章 液压传动常用物理量换算及常用设计计算公式146
6.1 液压传动设计计算常用物理量及其单位换算146
6.2 液压工作介质的物理性质计算147
6.2.1 液体的密度与重度147
6.2.2 液体的体积压缩系数和体积弹性模量147
6.2.3 液体的黏性（黏度）148
6.3 液体静力学及动力学计算148
6.3.1 液体静压力基本方程及静压力对固体壁面的作用力的计算148
6.3.2 液体动力学中的连续性方程、伯努利方程和动量方程149
6.4 管道系统压力损失计算151
6.4.1 雷诺数Re151
6.4.2 沿程压力损失Δpλ的计算公式152
6.4.3 局部压力损失Δpζ的计算公式153
6.4.4 管路系统压力损失的叠加156
6.5 孔口及缝隙液流特性计算156
6.6 液压元件计算158
6.6.1 液压泵和液压马达主要参数及计算158
6.6.2 液压缸的主要性能参数计算158
6.6.3 液压油箱计算161
6.6.4 液压管道计算161
6.6.5 皮囊式蓄能器计算161
6.6.6 热交换器的计算164
6.7 液压系统效率η及发热计算165
6.7.1 液压系统效率η计算165
6.7.2 液压系统发热与散热计算166
6.8 液压冲击计算166
6.8.1 液流通道迅速启闭引起的液压冲击167
6.8.2 急剧改变液压缸运动速度引起的液压冲击167

第7章 常用液压标准168
7.1 液压标准目录168
7.2 常用液压图形符号(GB/T 786.1-1993)172
7.2.1 符号要素及功能要素172
7.2.2 功能要素173
7.2.3 管路、管路连接口和接头符号174
7.2.4 控制机构和控制方法符号174
7.2.5 液压泵和液压马达符号175
7.2.6 液压缸和特殊能量转换器符号176
7.2.7 能量贮存器及动力源符号176
7.2.8 油箱及流体调节元件符号177
7.2.9 检测元件及其他元件符号177
7.2.10 常用控制阀符号178
7.3 流体传动系统及元件公称压力系列(GB/T 2346-2003)179
7.4 液压泵及马达公称排量系列（GB/T 2347-1980）180
7.5 液压气动系统及元件缸内径及活塞杆外径（GB/T 2348-1993）180
7.6 液压气动系统及元件缸活塞行程系列(GB/T 2349-1980)180
7.7 液压气动系统及元件活塞杆螺纹形式和尺寸系列(GB/T 2350-1980)181
7.8 液压缸公称压力系列(GB/T 7938-1987)181
7.9 液压元件螺纹连接油口形式和尺寸(GB/T 2878-1993)181
7.10 液压泵站油箱公称容量系列（JB/T 7938-1999）182
7.11 液压气动系统用硬管外径和软管内径（GB/T 2351-1993）182
7.12 液压系统通用技术条件(GB/T 3766-2001)182
7.12.1 范围183
7.12.2 定义183
7.12.3 要求183
7.12.4 系统设计185
7.12.5 能量转换元件187
7.12.6 液压阀189
7.12.7 液压油液和调节元件191
7.12.8 管路系统194
7.12.9 控制系统195
7.12.10 诊断和监控197
7.12.11 清理和涂漆197
7.12.12 运输准备197
7.12.13 试运行198
7.12.14 标注说明(引用本标准时)198

第8章 常用液压元件及其技术规格199
8.1 液压泵典型产品系列及其技术规格199
8.1.1 齿轮泵202
8.1.2 叶片泵202
8.1.3 柱塞泵207
8.1.4 复合液压泵212
8.1.5 超高压液压泵213
8.2 液压执行元件典型产品系列及其技术规格215
8.2.1 液压缸215
8.2.2 液压马达223
8.2.3 摆动液压马达（摆动液压缸）229
8.3 液压控制阀典型产品系列及其技术规格230
8.3.1 普通液压阀230
8.3.2 特殊液压阀230
8.4 液压辅件典型产品及其技术规格238
8.4.1 蓄能器238
8.4.2 过滤器238
8.4.3 液压油箱238
8.4.4 冷却器、加热器及温控元件241
8.4.5 压力测量元件（压力表及压力传感器）242
8.4.6 管件242
8.4.7 常用密封装置（件）244

第9章 常用电动机与联轴器256
9.1 常用电动机及其主要技术参数256
9.1.1 Y系列（IP44）三相异步电动机256
9.1.2 YB系列（dⅡCT4）三相异步电动机257
9.1.3 YVP系列变频调速三相异步电动机258
9.2 常用联轴器及其主要技术参数259
9.2.1 NL型内齿形弹性联轴器259
9.2.2 梅花形弹性联轴器259

题图篇
第10章 设计题目262
10.1 卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计 262
10.2 专用铣床液压系统的设计 262
10.3 专用平面磨床工作台液压系统的设计262
10.4 齿轮内孔键槽的简易插床液压系统的设计 263
10.5 卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计 263
10.6 变速箱箱体卧式双面铣削组合机床液压系统的设计 263
10.7 卧式双面钻、镗专用机床液压系统的设计 263
10.8 小型单缸液压机液压系统的设计 264
10.9 单缸传动专用液压机液压系统的设计 264
10.10 双缸四柱万能液压机的液压系统的设计 264
10.11 建筑砌块试验机液压系统的设计 264
10.12 专用弯管机液压系统的设计 264
10.13 钢管管端成型机液压系统的设计 265
10.14 矩管矫形机液压系统的设计265
10.15 绞车液压传动系统设计 265
10.16 免耕播种机液压驱动系统的设计 265
10.17 垃圾中转站压榨机液压系统的设计 266
10.18 全液压钻机液压系统的设计 266
10.19 热轧板推钢机液压系统的设计 267
10.20 医用自动牵引床液压系统的设计 267

第11章 参考图例268
11.1 典型液压系统图示例 268
11.1.1 速度变换和控制为主的液压系统——YT4543型组合机床液压动力滑台液压传动系统268
11.1.2 压力变换与控制为主的液压系统——液压机的液压系统269
11.1.3 多路换向为主的行走机械液压系统——车辆与工程机械液压系统272
11.1.4 多执行元件顺序动作、多级压力调节和多级速度变换的液压系统——注塑机液压系统275
11.1.5多缸行程控制顺序动作液压系统——冰箱箱体折弯机叠加阀式液压系统277
11.1.6 伺服控制液压系统——带钢卷取机跑偏控制电液伺服系统278
11.2 典型液压站装配图及零件图示例 280
11.2.1 液压站总成装配图280
11.2.2 液压油箱装配图及零件图282
11.2.3 液压泵组装配图及零件图284
11.3 典型液压缸装配图及零件图示例 287
11.3.1 组合机床动力滑台液压缸（单杆双作用活塞缸）装配图及零件工作图288
11.3.2 回转窑活动挡轮液压缸（单杆单作用活塞缸）装配图及零件工作图289
11.3.3 液压机液压缸（单杆双作用活塞缸）装配图及零件工作图292
11.3.4 夹紧液压缸（单杆双作用活塞缸）装配图及零件工作图295
参考文献298