這是一本有多年液壓元件、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)的液壓工作者編著的書(shū)。
本書(shū)給出了液壓系統(tǒng)及回路圖定義,根據(jù)此定義并按照標(biāo)準(zhǔn)、正確、實(shí)用、創(chuàng)新的原則選取、分析、修改、設(shè)計(jì)了300余例典型液壓回路圖。所有圖樣全部由筆者按照GB/T 786.1—2009《流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件圖形符號(hào)和回路圖第1部分:用于常規(guī)用途和數(shù)據(jù)處理的圖形符號(hào)》標(biāo)準(zhǔn)繪制。
本書(shū)可幫助讀者全面、正確地把握液壓原理,深入、細(xì)致地從正反兩個(gè)方面認(rèn)識(shí)、理解液壓系統(tǒng)及回路圖,快速、準(zhǔn)確地選取典型液壓回路,用于設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)液壓裝置、液壓機(jī)械、液壓設(shè)備等,同時(shí)也為液壓系統(tǒng)及回路的創(chuàng)新提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本書(shū)可供涉及液壓系統(tǒng)及回路圖的液壓工作者使用,主要為液壓裝置、液壓機(jī)械、液壓設(shè)備設(shè)計(jì)、審查(核)、加工、裝配、試驗(yàn)、驗(yàn)收、安裝、使用和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、事故分析人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)教師、學(xué)生等參考和使用。
究竟什么是液壓系統(tǒng)或液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng),在GB/T 17446—2012《流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件詞匯》中沒(méi)有直接定義。同樣,究竟什么是在GB/T 786.2《流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件圖形符號(hào)和回路圖第2部分:回路圖》中規(guī)定的回路圖或液壓回路圖(以下回路或回路圖皆指為液壓回路圖),在GB/T 17446—2012中也沒(méi)有直接定義。況且GB/T 786.2至今也沒(méi)有發(fā)布、實(shí)施。
在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,功率是通過(guò)在密閉回路內(nèi)的受壓液體來(lái)傳遞和控制的。液壓傳動(dòng)是利用受壓液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞、控制、分配信號(hào)和能量的方式、方法,其中一般還應(yīng)包括液壓能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換。所以,把液壓傳動(dòng)系統(tǒng)定義為:通過(guò)配管和/或油路塊等相互連接的元件及附件組成的產(chǎn)生、傳遞、控制、分配、轉(zhuǎn)換液壓能量和/或信號(hào)的裝置或配置。其中附件在一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中是必不可少的。
根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)定義,液壓回路圖即應(yīng)定義為:使用規(guī)定的圖形符號(hào)表示的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)或其局部功能的圖樣。其中液壓傳動(dòng)系統(tǒng)局部亦可稱為液壓傳動(dòng)子系統(tǒng)或子系統(tǒng)。
據(jù)此,液壓回路不是慣常所講的“構(gòu)成液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單元”。
根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)定義,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)或稱為液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)更為適當(dāng),但上述定義中已包括了液壓控制功能。因此,在本書(shū)液壓回路(圖)中沒(méi)有嚴(yán)格地區(qū)別液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。況且,筆者認(rèn)為將液壓系統(tǒng)這樣分類本身就值得商榷。所以,本書(shū)多處使用省略了“傳動(dòng)”和/或“控制”的“液壓系統(tǒng)”這樣簡(jiǎn)稱或統(tǒng)稱。
有壓力的液體具有能量,有壓力、有流量的液體具有液壓能量;液壓能量通常以液壓功率表示;壓力由不同方向作用于執(zhí)行元件中的可動(dòng)件,如活塞或活塞桿,可將液壓能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功(能)。
除液壓系統(tǒng)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求外,液壓回路圖還應(yīng)具有以下一些特征:
①液壓傳動(dòng)系統(tǒng)或其局部的圖樣是按規(guī)定圖形符號(hào)繪制或表示的。
②液壓回路圖中元件、附件及配管內(nèi)液體能夠受壓,且受壓液體的壓力作用于可動(dòng)件的方向明確?蓜(dòng)件包括執(zhí)行元件,如液壓缸中(上)的活塞及活塞桿的動(dòng)作可重復(fù)。
③液壓回路圖中至少包括了液壓能量和/或信號(hào)的產(chǎn)生、傳遞、控制、分配或轉(zhuǎn)換的其中一項(xiàng)功能。
④液壓回路圖中各元件未受激勵(lì)的狀態(tài)(非工作狀態(tài))和受激勵(lì)的狀態(tài)(工作狀態(tài))時(shí)的工作介質(zhì)流動(dòng)方向明確。
⑤液壓回路圖中元件和附件或主要元件,其所有連接油口的表示油口功能的符號(hào)標(biāo)識(shí)明確。
基于液壓回路圖的以上特征,本書(shū)對(duì)選編的典型液壓回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)原理、功能狀態(tài)的描述以及特點(diǎn)及應(yīng)用的介紹,并對(duì)在各參考文獻(xiàn)中的一些典型液壓回路進(jìn)行了正反兩方面的分析。
筆者按照GB/T 786.1—2009《流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件圖形符號(hào)和回路圖第1部分:用于常規(guī)用途和數(shù)據(jù)處理的圖形符號(hào)》繪制了書(shū)中所有液壓回路圖,包括重新繪制了書(shū)中用于分析的各種參考文獻(xiàn)中的一些典型液壓回路圖。對(duì)其中與任何版本標(biāo)準(zhǔn)都不相符的圖形符號(hào)做了特殊說(shuō)明;對(duì)一些原理、狀態(tài)、功能不全或不正確的各種參考文獻(xiàn)中的一些典型液壓回路進(jìn)行了重點(diǎn)分析,包括利用筆者現(xiàn)有文獻(xiàn)、資料對(duì)這些問(wèn)題典型液壓回路的追根溯源,并對(duì)可以繼續(xù)作為本書(shū)選編的典型液壓回路進(jìn)行了修改設(shè)計(jì)及說(shuō)明。
盡管GB/T 786.2至今還沒(méi)有發(fā)布、實(shí)施,但筆者在編著本書(shū)過(guò)程中參考了大量的文獻(xiàn)、資料,并結(jié)合筆者長(zhǎng)期液壓元件、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及總結(jié),對(duì)各種參考文獻(xiàn)中已有的典型液壓回路進(jìn)行了認(rèn)真篩選、初步分類,本著標(biāo)準(zhǔn)、正確、實(shí)用、創(chuàng)新的原則修改、設(shè)計(jì)了一些新的典型液壓回路。
液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求(條件),液壓回路圖中的各元件、附件及配管等,其性能參數(shù)(指標(biāo))大多也是有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。這些作為液壓系統(tǒng)及回路圖(筆者注:或可將此處和第1章中的多處“圖”字刪掉,但局限于本書(shū)所涉及的內(nèi)容,權(quán)衡再三后予以了保留)分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ),筆者根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),在本書(shū)的第一章中編寫(xiě)了該部分內(nèi)容,包括疊加閥、插裝閥液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。同時(shí),筆者將其作為分析各種參考文獻(xiàn)中的一些典型液壓回路的依據(jù)。同樣,讀者也可將其作為分析、判斷、篩選、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)液壓系統(tǒng)及回路圖的依據(jù)。
筆者根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié),編寫(xiě)了液壓系統(tǒng)和液壓泵站設(shè)計(jì)禁忌,液壓元件、配管和油路塊設(shè)計(jì)與選用禁忌,其中包括壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥以及液壓缸等設(shè)計(jì)與選用禁忌。
筆者編著本書(shū)所做的上述工作,有利于液壓工作者全面、正確地把握液壓原理,深入、細(xì)致地認(rèn)識(shí)、理解液壓系統(tǒng)及回路圖,快速、準(zhǔn)確地選取典型液壓回路,用于設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)液壓裝置、液壓機(jī)械、液壓設(shè)備等。同時(shí)也為液壓系統(tǒng)及回路的創(chuàng)新提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
液壓系統(tǒng)及回路千變?nèi)f化,各種各樣。隨著電控制、電操縱或電調(diào)制以及數(shù)字化元件的大量應(yīng)用,一定會(huì)出現(xiàn)更多的具有典型意義的液壓系統(tǒng)及回路。應(yīng)用新元件、新附件及新的連接方式、方法創(chuàng)造出新的液壓系統(tǒng)及回路圖,是每位液壓工作者的責(zé)任。
這是一部嚴(yán)格地按照GB/T 786.1—2009國(guó)標(biāo),并參考了BS ISO 1219-1:2012+A1:2016國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)繪制液壓回路圖的關(guān)于液壓系統(tǒng)工程方面的專著。因筆者學(xué)識(shí)、水平有限,敬請(qǐng)專家、讀者批評(píng)指正。
最后,感謝汪強(qiáng)碩士、唐博修等在本書(shū)編著過(guò)程中所做的資料收集等方面的工作,感謝老師、同學(xué)、朋友及家人的陪伴、關(guān)懷、鼓勵(lì)、支持和幫助!
編著者
圖樣說(shuō)明
第1章液壓系統(tǒng)及回路圖分析與設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)
1.1液壓系統(tǒng)及回路圖的分類與設(shè)計(jì)概述 / 1
1.1.1液壓系統(tǒng)及回路圖的初步分類 / 1
1.1.2液壓元件圖形符號(hào)常見(jiàn)錯(cuò)誤及深度解讀 / 4
1.1.3液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 / 6
1.2液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)技術(shù)要求 / 13
1.2.1液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)一般技術(shù)要求 / 13
1.2.2疊加閥液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 / 16
1.2.3插裝閥液壓系統(tǒng)及回路圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 / 18
1.3液壓系統(tǒng)及回路圖常用元件技術(shù)要求 / 19
1.3.1液壓泵技術(shù)要求 / 19
1.3.2液壓閥通用技術(shù)要求 / 22
1.3.3壓力控制閥技術(shù)要求 / 23
1.3.4流量控制閥技術(shù)要求 / 27
1.3.5方向控制閥技術(shù)要求 / 29
1.3.6液壓缸技術(shù)要求 / 33
1.3.7液壓馬達(dá)技術(shù)要求 / 35
1.4液壓系統(tǒng)及回路圖常用附件技術(shù)要求 / 37
1.4.1液壓過(guò)濾器技術(shù)要求 / 37
1.4.2液壓隔離式蓄能器技術(shù)要求 / 38
1.4.3液壓用熱交換器技術(shù)要求 / 39
1.5液壓系統(tǒng)及回路圖常用油箱及配管技術(shù)要求 / 40
1.5.1油箱技術(shù)要求 / 40
1.5.2配管技術(shù)要求 / 42
1.6液壓工作介質(zhì)技術(shù)要求 / 48
1.6.1液壓系統(tǒng)及元件清潔度技術(shù)要求 / 48
1.6.2液壓油技術(shù)要求 / 49
1.7液壓系統(tǒng)和液壓泵站設(shè)計(jì)禁忌 / 51
1.7.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁忌 / 51
1.7.2液壓泵站設(shè)計(jì)禁忌 / 55
1.8液壓元件、配管和油路塊設(shè)計(jì)與選用禁忌 / 56
1.8.1液壓元件設(shè)計(jì)與選用禁忌 / 56
1.8.2配管選用與油路塊設(shè)計(jì)禁忌 / 63
第2章液壓源典型液壓回路分析與設(shè)計(jì)
2.1動(dòng)力液壓源回路分析與設(shè)計(jì) / 67
2.1.1液壓系統(tǒng)中的基本液壓源回路 / 67
2.1.2定量泵-溢流閥液壓源回路 / 69
2.1.3變量泵-安全閥液壓源回路 / 70
2.1.4高低壓雙泵液壓源回路 / 70
2.1.5多泵并聯(lián)供油液壓源回路 / 73
2.1.6液壓泵并聯(lián)交替供油液壓源回路 / 75
2.1.7液壓泵串聯(lián)供油液壓源回路 / 76
2.1.8閥控液壓源回路 / 77
2.1.9閉式液壓系統(tǒng)液壓源回路 / 82
2.1.10壓力油箱液壓源回路 / 83
2.2控制液壓源回路分析與設(shè)計(jì) / 84
2.2.1獨(dú)立的(先導(dǎo))控制液壓源 / 84
2.2.2主系統(tǒng)分支出的(先導(dǎo))控制液壓源 / 85
2.2.3內(nèi)外部結(jié)合式(先導(dǎo))控制液壓源 / 87
2.3應(yīng)急液壓源回路分析與設(shè)計(jì) / 87
2.3.1備用泵應(yīng)急液壓源回路 / 88
2.3.2手動(dòng)泵應(yīng)急液壓源回路 / 89
2.3.3蓄能器應(yīng)急液壓源回路 / 91
第3章壓力控制典型液壓回路分析與設(shè)計(jì)
3.1調(diào)壓回路分析與設(shè)計(jì) / 95
3.1.1單級(jí)壓力調(diào)定回路 / 95
3.1.2多級(jí)壓力調(diào)定回路 / 97
3.1.3級(jí)壓力調(diào)定回路 / 101
3.1.4變量泵調(diào)壓回路 / 103
3.1.5插裝閥組調(diào)壓回路 / 104
3.1.6疊加閥組調(diào)壓回路 / 106
3.2減壓回路分析與設(shè)計(jì) / 107
3.2.1一級(jí)減壓回路 / 107
3.2.2二級(jí)減壓回路 / 108
3.2.3多級(jí)減壓回路 / 110
3.2.4級(jí)減壓回路 / 111
3.3增壓回路分析與設(shè)計(jì) / 113
3.3.1單作用增壓器增壓回路 / 113
3.3.2雙作用增壓器增壓回路 / 118
3.3.3液壓泵增壓回路 / 121
3.3.4液壓馬達(dá)增壓回路 / 122
3.3.5串聯(lián)缸增力回路 / 123
3.4保壓回路分析與設(shè)計(jì) / 124
3.4.1液壓泵保壓回路 / 125
3.4.2蓄能器保壓回路 / 128
3.4.3液壓缸保壓回路 / 131
3.4.4液壓閥保壓回路 / 133
3.5泄壓回路分析與設(shè)計(jì) / 135
3.5.1用節(jié)流閥泄壓的回路 / 135
3.5.2用換向閥泄壓的回路 / 136
3.5.3用液控單向閥泄壓的回路 / 137
3.5.4用溢流閥泄壓的回路 / 139
3.5.5用手動(dòng)截止閥泄壓的回路 / 139
3.5.6用雙向變量液壓泵泄壓的回路 / 140
3.6卸荷回路分析與設(shè)計(jì) / 141
3.6.1保壓液壓系統(tǒng)的卸荷回路 / 141
3.6.2保壓液壓系統(tǒng)的卸荷回路 / 143
3.7平衡(支承)回路分析與設(shè)計(jì) / 144
3.7.1單向順序閥的平衡回路 / 145
3.7.2單向節(jié)流閥和液控單向閥的平衡回路 / 146
3.7.3單向節(jié)流閥的平衡回路 / 147
3.7.4插裝閥的平衡回路 / 148
第4章速度控制典型液壓回路分析與設(shè)計(jì)
4.1調(diào)(減)速回路分析與設(shè)計(jì) / 150
4.1.1節(jié)流式調(diào)速回路 / 150
4.1.2容積式調(diào)速回路 / 162
4.1.3減速回路 / 169
4.2增速回路分析與設(shè)計(jì) / 173
4.2.1液壓泵增速回路 / 173
4.2.2液壓缸增速回路 / 174
4.2.3蓄能器增速回路 / 177
4.2.4充液閥增速回路 / 178
4.2.5差動(dòng)回路 / 179
4.3緩沖制動(dòng)回路分析與設(shè)計(jì) / 181
4.3.1液壓缸緩沖回路 / 181
4.3.2蓄能器緩沖回路 / 183
4.3.3液壓閥緩沖制動(dòng)回路 / 184
4.4速度同步回路分析與設(shè)計(jì) / 189
4.4.1液壓泵同步回路 / 190
4.4.2液壓馬達(dá)同步回路 / 190
4.4.3串聯(lián)缸速度(位置)同步回路 / 192
4.4.4液壓缸串聯(lián)速度(位置)同步回路 / 192
4.4.5流量控制閥速度同步回路 / 196
4.4.6分流集流閥速度同步回路 / 197
4.4.7伺服、比例、數(shù)字變量泵速度(位置)同步回路 / 201
4.4.8比例閥速度(位置)同步回路 / 203
第5章方向和位置控制典型液壓回路分析與設(shè)計(jì)
5.1換向回路分析與設(shè)計(jì) / 205
5.1.1手動(dòng)(多路)換向閥換向回路 / 205
5.1.2比例換向閥換向回路 / 208
5.1.3插裝閥換向回路 / 209
5.1.4雙向泵換向回路 / 210
5.1.5其他操縱(控制)換向回路 / 212
5.2連續(xù)動(dòng)作回路分析與設(shè)計(jì) / 213
5.2.1壓力繼電器控制的連續(xù)動(dòng)作回路 / 213
5.2.2順序閥控制的連續(xù)動(dòng)作回路 / 214
5.2.3行程操縱(控制)連續(xù)動(dòng)作回路 / 215
5.3順序動(dòng)作回路分析與設(shè)計(jì) / 217
5.3.1壓力控制順序動(dòng)作回路 / 217
5.3.2行程操縱(控制)順序動(dòng)作回路 / 221
5.3.3時(shí)間控制順序動(dòng)作回路 / 224
5.4位置同步回路分析與設(shè)計(jì) / 225
5.4.1可調(diào)行程缸位置同步回路 / 226
5.4.2電液比例閥控制位置同步回路 / 226
5.4.3電液伺服比例閥控制位置同步回路 / 227
5.5限程與多位定位回路分析與設(shè)計(jì) / 228
5.5.1液壓缸限程回路 / 228
5.5.2缸-閥控制多位定位回路 / 230
5.5.3多位缸定位回路 / 231
5.6鎖緊回路分析與設(shè)計(jì) / 232
5.6.1液壓閥鎖緊回路 / 232
5.6.2鎖緊缸鎖緊回路 / 236
第6章其他典型液壓回路分析與設(shè)計(jì)
6.1輔助液壓回路分析與設(shè)計(jì) / 237
6.1.1濾油回路 / 237
6.1.2油溫控制回路 / 239
6.1.3潤(rùn)滑回路 / 241
6.1.4安全保護(hù)回路 / 242
6.1.5維護(hù)管理回路 / 246
6.2互不干涉回路分析與設(shè)計(jì) / 250
6.2.1液壓閥互不干涉回路 / 250
6.2.2雙泵供油互不干涉回路 / 255
6.2.3蓄能器互不干涉回路 / 258
6.3液壓馬達(dá)回路分析與設(shè)計(jì) / 259
6.3.1液壓馬達(dá)限速回路 / 259
6.3.2液壓馬達(dá)制動(dòng)鎖緊回路 / 260
6.3.3液壓馬達(dá)浮動(dòng)回路 / 264
6.3.4液壓馬達(dá)串并聯(lián)及轉(zhuǎn)換回路 / 265
6.3.5液壓馬達(dá)的其他回路 / 267
6.4伺服液壓缸、數(shù)字液壓缸性能試驗(yàn)液壓系統(tǒng) / 268
6.4.1伺服液壓缸性能試驗(yàn)液壓系統(tǒng) / 268
6.4.2數(shù)字液壓缸性能試驗(yàn)液壓系統(tǒng) / 272
參考文獻(xiàn)