液压与气压传动技术(第3版)(附微课视频)

“十二五”职业教育国家规划教材
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吴先文,向春德 (主审) 冯锦春 (作者)

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“十二五”职业教育国家级规划教材
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内容摘要

本书根据高等职业教育培养目标和教学特点,采用校企合作方式编写而成。全书注重构建液压与气压传动技术的系统理论基础知识,并强化应用。其主要内容包括液压传动和气压传动两部分:其中液压传动部分主要包括液压传动概述,液压传动基础,液压泵,液压缸与液压马达,液压控制阀,液压辅助元件,液压基本回路,典型液压系统分析,现代液压技术,液压系统的使用、维护与故障诊断;气压传动部分主要包括气压传动元件、气压传动基本回路、典型气压传动系统分析、气压传动系统常见的故障诊断与排除。每个章节配套有学习目标、案例分析与能力训练、思考题与习题等内容,并且在重要的知识点处以二维码的形式插入了一些动画视频资源。另外,本书配备有电子课件、思考题与习题等教学资源,可登录人邮教育社区下载使用。
本书可作为高等职业技术院校机械类、机电类和其他近机类专业的教材,也可作为职工大学、成人高校教学用书,还可作为相关工程技术人员的参考资料。

前言

随着工业经济的快速发展和科学技术的不断进步,生产领域正朝着智能化、自动化发展,液压与气压传动技术得到越来越广泛的应用。为了满足新形势下相关工作岗位对技术应用型人才的需求,编者依据教育部高等职业教育机电类专业的最新培养目标和教学改革精神,贯彻“必需、管用、够用”的编写理念,在总结多年教学改革实践经验和读者反馈意见的基础上再次修订了本书。
本书第1版于2009年9月出版,第2版于2014年8月出版,由于编写架构合理、理论联系实际、内容新颖、实用性强等特点,使用效果好,在高职高专院校中享有较好声誉,已多次再版。该教材通过层层遴选被列入“十二五”职业教育国家规划教材,并于2017年在“全国机械职业教育教学指导委员会”和“机械工业教育发展中心”开展的“首届全国机械行业精品教材”遴选活动中,被评选为“优秀教材”。
本书在总体框架上体现简明、实用的特点,由企业双元合作开发,企业专家全程参与,遵循高职高专教育教学规律,内容深入浅出,通俗易懂,在系统讲授必需的液压与气压传动基本概念与基本原理的同时,突出理论知识的应用,注重加强对高职学生的工程实践能力的培养,突出液压与气动技术实例的介绍以及液压气动系统故障诊断与排除的分析,以体现职业教育的特色。
本书前面改版过程中,在编写内容上就做了大胆的调整,在理论知识方面舍弃了实际工作岗位上极少用到的液压系统设计等内容;在实用技术方面,增加了工作现场中应用较多的液压元件与系统的安装调试、故障分析与排除等内容,拓展了液压与气动设备的安装调试与维护等现场实用知识,使理论知识与工作实际密切结合。本书汲取了当前液压与气动技术领域的发展新成果,反映了液压与气动领域技术发展的新趋势,增加了新型液压元件、现代液压技术的内容,以拓宽学生的知识面,为学生了解液压与气动技术的最新发展动态,将来在实际工作中适应日益发展的液压技术打下基础。
本书在第三版修订过程中,还认真总结和修正了第2版在使用中发现的个别问题,并对接高职专业职业标准和岗位要求,按照新颁布的课程大纲要求,更新工程应用案例、图例,加大了图例的比重,更新了每个章节还案例分析与能力训练模块,充分体现了工学结合,在加强基础能力训练的同时,培养学生动手能力和创新能力以及解决问题的综合能力。修订过程中,编者引入国家新标准、新工艺、新规范,根据GB/T786.1-2009更新了全书的图形符号。同时,为了加深对知识的学习和理解,提升学习效果,本书针对重要的知识点开发了一些动画视频资源,并以二维码的形式嵌入到书中对应位置,读者可通过手机等移动终端扫描书中二维码观看学习。修订和改进后,本书能更好地满足学生今后的岗位需求,也更贴近实际、接近读者,且先进性、实用性、针对性更强。
本书对应的课程总学时数在60学时左右,其中目录中带“*”号的部分可作为选修与自学和选练内容。各院校任课教师在实际教学过程中,可根据自身的专业和学时等实际情况自主选取和安排内容。

目录

第1章 液压传动概述 1
1.1 液压传动工作原理与系统组成 1
1.1.1 液压传动的工作原理 1
1.1.2 液压传动系统的组成 2
1.1.3 液压传动系统的图形符号 3
1.2 液压传动的优缺点 4
1.3 液压传动的应用及发展概况 4
案例分析与能力训练 5
思考题与习题 7
第2章 液压传动基础 8
2.1 液压油的主要物理性质及选用 8
2.1.1 液体的黏性 8
2.1.2 液体的可压缩性 10
2.1.3 液压油的要求与选用 10
2.2 液体静力学 12
2.2.1 液体静压力及其特性 12
2.2.2 液体静力学基本方程 13
2.2.3 液体静压力的传递 14
2.2.4 压力的表示方法 14
2.2.5 液体对固体壁面的作用力 15
2.3 液体动力学 15
2.3.1 液体动力学基本概念 15
2.3.2 流动液体的基本定律 17
2.4 液体流动时的压力损失 18
2.4.1 沿程压力损失 18
2.4.2 局部压力损失 19
2.4.3 管路系统的总压力损失 19
2.5 液体流经小孔及间隙的流量 19
2.5.1 液体流经小孔的流量 20
2.5.2 液体流经间隙的流量 20
2.6 液压冲击与空穴现象 22
2.6.1 液压冲击 22
2.6.2 空穴现象 23
案例分析与能力训练 24
思考题与习题 24
第3章 液压泵 26
3.1 液压泵概述 26
3.1.1 液压泵的工作原理与分类 26
3.1.2 液压泵的主要性能参数 27
3.2 齿轮泵 29
3.2.1 齿轮泵的工作原理和结构 29
3.2.2 齿轮泵的结构特性 32
3.2.3 高压齿轮泵的特点 33
3.2.4 齿轮泵的常见故障及排除方法 34
3.3 叶片泵 35
3.3.1 叶片泵的工作原理 35
3.3.2 定量叶片泵 38
3.3.3 叶片泵的常见故障及排除方法 43
3.4 柱塞泵 44
3.4.1 轴向柱塞泵 44
3.4.2 径向柱塞泵 47
3.4.3 柱塞泵的常见故障及排除方法 48
3.5 液压泵的选用 49
案例分析与能力训练 50
思考题与习题 50
第4章 液压缸与液压发动机 52
4.1 液压缸 52
4.1.1 液压缸的类型和特点 52
4.1.2 几种常用的液压缸 53
4.1.3 其他液压缸 58
4.1.4 液压缸的典型结构和组成 59
4.1.5 液压缸的安装、调整、常见故障和
排除方法 65
4.2 液压发动机 66
4.2.1 液压发动机的特点和分类 67
4.2.2 液压发动机的工作原理 67
4.2.3 液压发动机的基本参数和性能指标 70
案例分析与能力训练 72
思考题与习题 76
第5章 液压控制阀 78
5.1 方向控制阀 79
5.1.1 单向阀 79
5.1.2 换向阀 82
5.1.3 换向阀中位机能 89
5.1.4 方向控制阀的选用、安装、调整 90
5.1.5 方向控制阀常见故障和排除方法 92
5.2 压力控制阀 94
5.2.1 溢流阀 94
5.2.2 减压阀 99
5.2.3 顺序阀 101
5.2.4 压力继电器 103
5.2.5 压力控制阀的选用、安装、调整 105
5.2.6 各类压力控制阀常见故障和
排除方法 105
5.3 流量控制阀 109
5.3.1 节流口形式及流量特性 109
5.3.2 节流阀 111
5.3.3 调速阀 113
5.3.4 温度补偿调速阀 115
5.3.5 旁路型调速阀(溢流节流阀) 115
5.3.6 流量控制阀的选用、安装、调整 116
5.3.7 流量控制阀常见故障和排除方法 116
5.4 其他液压控制阀 117
5.4.1 叠加式液压阀 117
5.4.2 插装式锥阀(逻辑阀或二通插装阀) 120
5.4.3 电液比例阀 125
5.4.4 电液数字控制阀 129
5.4.5 伺服控制阀 129
案例分析与能力训练 134
思考题与习题 137
*第6章 液压辅助元件 140
6.1 油管及管接头 140
6.1.1 油管 140
6.1.2 油管接头 141
6.1.3 软管及管接头 143
6.1.4 油管及管接头的选用及安装 143
6.1.5 油管及管接头常见故障和
排除方法 144
6.2 过滤器 144
6.2.1 过滤器功用 144
6.2.2 过滤器结构 145
6.2.3 过滤器选用和安装 146
6.2.4 过滤器常见故障和排除方法 147
6.3 蓄能器 147
6.3.1 蓄能器功用 147
6.3.2 蓄能器结构 148
6.3.3 蓄能器的使用和安装 150
6.3.4 蓄能器常见故障和排除方法 150
6.4 压力计及压力计开关 151
6.4.1 压力计及压力计开关的功用 151
6.4.2 压力计 151
6.4.3 压力计开关 153
6.4.4 压力计及压力计开关常见故障和
排除方法 154
6.5 油箱 154
6.5.1 油箱功用 154
6.5.2 油箱结构 154
6.5.3 油箱使用注意事项 155
6.5.4 油箱常见故障和排除方法 156
案例分析与能力训练 156
思考题与习题 157
第7章 液压基本回路 158
7.1 压力控制回路 158
7.1.1 调压回路 159
7.1.2 减压回路 160
7.1.3 增压回路 161
7.1.4 卸荷回路 162
7.1.5 平衡回路 163
7.2 速度控制回路 165
7.2.1 调速回路 165
7.2.2 增速回路 170
7.2.3 换速回路 172
7.2.4 二次进给回路 173
7.3 方向控制回路 174
7.3.1 换向回路 174
7.3.2 锁紧回路 175
7.4 多缸工作控制回路 176
7.4.1 顺序动作回路 176
7.4.2 同步控制回路 179
7.5 液压基本回路故障分析 181
案例分析与能力训练 183
思考题与习题 184
第8章 典型液压系统分析 187
8.1 组合机床动力滑台液压系统 187
8.1.1 概述 187
8.1.2 1HY40型动力滑台液压系统 188
8.1.3 液压系统的特点分析 190
8.1.4 系统的调整 190
8.1.5 系统常见故障及排除方法 192
8.2 自动线输送装置液压系统 194
8.2.1 输送装置简介 195
8.2.2 输送装置液压系统 196
8.2.3 液压系统的特点分析 197
8.2.4 系统的调整 198
8.2.5 系统常见故障及排除方法 198
8.3 万能外圆磨床液压系统 199
8.3.1 概述 199
8.3.2 万能外圆磨床工作台换向回路 200
8.3.3 M1432B型万能外圆磨床
液压系统 201
8.3.4 液压系统的特点分析 204
8.3.5 系统的调整 204
8.3.6 系统常见故障及排除方法 205
8.4 数控车床液压系统 206
8.4.1 概述 206
8.4.2 数控车床液压系统 207
8.4.3 液压系统的特点分析 208
8.5 工业机械手液压系统 208
8.5.1 概述 208
8.5.2 JS01工业机械手液压系统 209
案例分析与能力训练 212
思考题与习题 214
*第9章 现代液压技术 217
9.1 液压伺服系统 217
9.1.1 液压伺服系统的工作原理 217
9.1.2 液压伺服系统的分类及特点 219
9.1.3 液压伺服系统的基本形式 219
9.1.4 电液伺服阀 221
9.1.5 液压伺服系统应用举例 222
9.2 水压传动技术 222
9.2.1 水的理化指标 223
9.2.2 水压传动技术的优点 223
9.2.3 水压传动技术的缺点及解决方向 223
9.2.4 典型水压系统分析 224
9.3 电液比例控制技术 225
9.3.1 电液比例控制的特点 225
9.3.2 电液比例阀的特点与分类 226
9.3.3 电液比例控制系统 226
9.4 射流技术 227
9.4.1 概述 227
9.4.2 高压水射流技术的应用 227
案例分析与能力训练 228
思考题与习题 230
第10章 液压系统的使用、维护与
故障诊断 231
10.1 液压系统的安装与清洗 231
10.1.1 安装 231
10.1.2 清洗 233
10.1.3 过滤 234
10.1.4 加油 234
10.2 液压系统的调试 234
10.2.1 调试前的准备工作 234
10.2.2 点动 234
10.2.3 空载试车 235
10.2.4 负载试车 235
10.3 液压系统的维护保养 236
10.3.1 使用维护要求 236
10.3.2 操作保养规程 236
10.3.3 点检与定检 236
10.3.4 定期维护 237
10.4 液压油的污染与控制 238
10.4.1 液压油污染原因与危害 238
10.4.2 控制液压油污染的措施 239
10.5 液压系统常见故障的诊断与
排除 239
10.5.1 液压系统故障的特点 240
10.5.2 液压系统故障诊断的步骤与
方法 240
10.5.3 液压系统常见故障的排除方法 242
10.5.4 液压系统的泄漏与解决方法 245
案例分析与能力训练 247
思考题与习题 249
第11章 气压传动 250
11.1 气压传动概述 250
11.1.1 空气的性质和气体状态方程 250
11.1.2 气压传动系统的工作原理和
组成 252
11.2 气动动力元件和辅助元件 254
11.2.1 气动动力元件 254
11.2.2 气动辅助元件 257
11.3 气动执行元件 265
11.3.1 气缸 265
11.3.2 气发动机 270
11.4 气动控制元件 271
11.4.1 方向控制阀 271
11.4.2 压力控制阀 278
11.4.3 流量控制阀 282
11.4.4 气动逻辑元件 283
11.5 气动基本回路 285
11.5.1 压力控制回路 285
11.5.2 换向回路 286
11.5.3 速度控制回路 287
11.5.4 气液联动回路 288
11.5.5 增压回路 290
11.5.6 延时控制回路 290
11.5.7 往复动作回路 290
11.5.8 安全保护回路 291
11.6 典型气压传动系统分析 293
11.6.1 自动传输带 293
11.6.2 工件夹紧气压传动系统 294
11.6.3 插销分送机构 294
11.6.4 数控加工中心气动换刀系统 295
11.7 气压传动系统常见故障的诊断与
排除 296
11.7.1 气压传动系统故障种类 296
11.7.2 气压传动系统故障分析的方法 297
11.7.3 气压传动系统的常见故障与
排除方法 299
案例分析与能力训练 300
思考题与习题 302
附录 液压及气压传动元件图形符号
(摘自GB/T 786.1—2009) 304
参考文献 311

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作者介绍

冯锦春,教授,毕业于中南大学机械工程系,西南交通大学机械工程专业工程硕士;全国机械职业教育机电设备技术类专业教学指导委员会委员,全国轻工机电专业教学指导委员会委员,航空工业行指委专业教学指导委员会委员;四川省装备制造业机器人应用技术工程实验室副主任;职业技能鉴定钳工、加工中心考评员,高级注册咨询师;省科技项目评审专家,省政府采购评审专家。多次荣获“优秀教师”,“永好教学质量奖”,“优秀党员”、“优秀教育工作者”、“优秀党务工作者”等荣誉称号。
主持或参与完成各级课题20余项,主持完成各类培训与技术服务30余项,公开发表科研论文30余篇,其中核心期刊10余篇,EI收录多篇,主编主审规划教材8部,其中“十二五”国家级规划教材2部,《液压与气压传动技术》(第2版)被评为“首届机械行业职业及教育优秀教材”;主持或参与完成各级精品资源课程、重点课程8门,获国家专利7项。
首批四川省省重点专业“机电一体化专业”建设项目申报负责人和专业建设主要负责人,该项目荣获“优秀”等级;省级教育研究成果“机电一体化(设备管理与维修方向)”人才培养质量标准”课题负责人;国家“机电一体化教学资源库”“职业培训项目”负责人。

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