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现代液压气动手册 第1卷

348.00
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库存: 50 件
现代液压气动手册    第1卷 商品图0
现代液压气动手册    第1卷 商品缩略图0

商品详情

  • 出版社: 机械工业出版社

  • ISBN:9787111743248

  • 版次:1

  • 品牌:机工出版

  • 包装:平装

  • 开本:16开

  • 出版时间:2024-05-01

  • 用纸:胶版纸

  • 页数:1128

产品特色

编辑推荐

本套手册共3卷,12 篇、58 章,400余万字,由国内外专家、学者和企业家60 余人,历时五年,编撰了本手册。它体现了工业4.0时代液压气动行业技术与产品,新趋势.新发展.新思维.新成果。内容全面、系统、实用、权威,是液压气动行业一部经典工具书。本手册还开发了相关数字资源,包括可实现计算的公式、可查询的表格、视频资源等,读者可通过

扫描二维码进行使用,这大大提升了本手册的实用价值。本书适合液压气动领域的工程技术人员使用,也可供高等院校相关专业师生、行业管理人员、企业家及投资人参考

内容简介

《现代液压气动手册》分3 卷、12 篇、58 章。本卷是第1 卷,主要内容包括:第1 篇液压技术基础(第1 章液压理论与工作介质基础,第2 章基于液压系统基本性能参数的控制回路);第2 篇现代液压系统设计方法与应用(第3 章液压传动与控制系统设计与仿真,第4 章液压数智技术发展与应用实例,第5 章伺服电动机泵泵控系统设计应用实例,第6 章液压系统安装与调试,第7 章液压系统现场诊断与维护);第3 篇数字与数智一体化液压控制元件[第8 章液压电磁铁结构、性能与分析,第9 章电液比例阀与比例放大器,第10 章电液伺服比例阀,第11 章液压多路阀,第12 章电液伺服阀,第13 章液压数字阀与液压数智阀,第14 章二维(2D)液压气动数字元件,第15 章网络化全液压数字转向器,第16章电静液作动器(EHA)];第4 篇液压建模、仿真与数字孪生(第17 章液气建模与仿真技术及软件介绍,第18 章液压数字孪生建模与HyPneu 仿真软件)。

本手册还开发了相关数字资源,包括可实现计算的公式、可查询的表格、视频资源等,读者可通过扫描二维码进行使用,这大大提升了本手册的实用价值。

本书适合液压气动领域的工程技术人员使用,也可供高等院校相关专业师生、行业管理人员、企业家及投资人参考。

作者简介

许仰曾教授,博导,国务院特殊津贴专家

现职:

上海液压气动密封工业协会理事、专家委员会专家委员

液压气动数智化产业论坛创始人

曾任:

上海交通大学、上海理工大学、上海工程技术大学、兰州理工大学、燕山大学、合肥工业大学兼职教授、博士/硕士研究生导师

中国机械工程学会流体传动与控制分会液压专委会副主任高级顾问、中国液压气动密封工业协会专家委员会专家委员

跨国液压公司(中国)Vickers、Eaton、Danfoss等CTO、高级顾问

创建上海豪高机电科技有限公司任董事长

上海液压气动总公司副总工

斯蒂芬·哈克,博士、教授 Prof.Dr.Steffen Haack

德国爱尔福特大学机械工程博士

PhD of Mechanical Engineering of Erfurt University, Germany

德国博世力士乐股份有限公司执行总裁

Chief Executive Officer (CEO), Bosch Rexroth AG, Germany

德国机械设备制造业联合会流体动力协会董事会主席

Chairman of the Board, VDMA Fluid Power Association, Germany

德国德累斯顿工业大学, 中国浙江大学, 中国燕山大学客座教授

Guest Professor of Technical University Dresden (Germany), Zhejiang University(China), Yanshan University(China)




目录

Foreword

前言

数字化手册配套资源说明

第1篇液压技术基础第1章液压理论与工作介质

基础3

1.1液压流体力学常用公式 3

1.1.1流体静力学基本方程3

1.1.2静止流体对固体壁面的

作用力3

1.1.3流体运动学基础6

1.1.4流体动力学7

1.1.5流体在管路中的流动9

1.1.6缝隙流动14

1.1.7液压冲击16

1.2液压介质基础与选择 17

1.2.1液压介质分类与应用17

1.2.2液压介质的特性与性能

指标19

1.2.3减少含气量与介质

消泡性21

1.2.4提高油液安定性与介质抗

腐蚀抗氧化抗分子链破坏

能力 22

1.2.5避免水分产生介质乳化23

1.2.6注意油液介质与材料的

相容性23

1.2.7介质的难燃性与难

燃措施24

1.2.8油液清洁度与清洁过滤

指标26

1.2.9液压介质受温度影响与介质的

黏温指数30

1.2.10液压油的选择31

1.3液压常用计算公式与单位换算36

1.3.1液压常用计算公式36

1.3.2常用物理量、符号和单位37

1.3.3常用单位换算39

第2章基于液压系统基本性能

参数的控制回路42

2.1压力与流体的关系及其控制

回路 44

2.1.1压力的形成 44

2.1.2压力变化遵循伯努利

方程45

2.2压力控制回路47

2.2.1单负载下压力控制回路47

2.2.2液压系统负压产生的问题及

其解决办法55

2.2.3负负载时防止执行机构进油端

产生负压的控制回路 60

2.2.4多负载下压力控制原则与

控制回路61

2.2.5压力的感知与压力

传感器 65

2.3流量与流体的关系及其控制

回路66

2.3.1体积流量的定义与排量的

形成66

2.3.2流量在连续管路中流动

遵循连续性方程68

2.4流量控制回路  69

2.4.1流量控制回路分类与

特征69

2.4.2单负载下阀控与泵控流量控制

回路的特征70

2.4.3单负载下阀控节流控制

回路72

2.4.4单负载下外控式泵控流量

控制75

2.4.5单负载下静液压泵控容积式

流量控制回路76

2.4.6单负载下伺服电动机泵流量

控制回路80

2.4.7单负载下流量调速微型计算机

控制基本概念84

2.4.8单负载下可编程与数字互联

智能化流量调节微型计算机

控制回路94

2.4.9负负载下流量共享参数的

控制98

2.4.10多负载下流量共享参数的

控制100

2.4.11流量感知与动态流量传感器

的发展动态107

目录●●●●●●●●●●现代液压气动手册第1卷2.5液流方向与通断的控制108

2.6压差与流体的关系及其控制

回路114

2.6.1流体流动的成因与利弊

分析114

2.6.2压差控制的工作原理117

2.6.3多负载敏感控制中前补偿

(LS)、后补偿(LUDV)

回路与抗流量饱和121

2.6.4压差控制的泵控容积节流

调速回路128

2.7泄漏与流体的关系及其控制

回路133

2.7.1内泄漏的形成133

2.7.2正常内泄漏与正常外泄漏的

产生134

2.7.3液压系统不正常泄漏故障的

防范与堵截措施138

2.7.4对于间隙密封泄漏量流场模型

的建立与仿真139

2.8液压功率与流体的关系及其

控制回路140

2.8.1液压功率计算与功重比141

2.8.2液压功率控制144

2.8.3液压功率控制的分类与

回路146

2.8.4液压功率控制的实际应用

组合148

2.9液压效率综合分析149

2.9.1液压系统的能量损耗途径与

效率的定义149

2.9.2液压系统功率损耗图152

2.9.3提高效率的理念与实施

途径154

2.9.4效率测试与仿真159

2.9.5液压油温升与冷却159

2.10液压元件的动态响应及其对系统

性能的影响161

2.10.1液压元件动态响应的

概念163

2.10.2限制液压元件动态响应提高

的因素164

2.10.3液压元件与系统的响应

能力167

2.11迟滞及其与控制系统的

关系168

2.11.1动态滞环的概念169

2.11.2独立颤振在PWM上的叠加

方法170

2.11.3叠加颤振的效果172

2.12动态过程引发的液压系统

故障173

2.12.1控制系统不稳定173

2.12.2管道或软管爆裂——避免

水锤效应176

2.12.3液压缸爬行178

2.12.4液压缸负负载时向下运动的

磕头抖动问题179

2.12.5气穴与气蚀182

2.12.6液压共振185

参考文献186第2篇现代液压系统设计方法与应用

第3章液压传动与控制系统设计

与仿真191

3.1液压传动与控制系统设计

流程191

3.2液压系统设计仿真软件及

应用191

3.2.1目前可选液压系统仿真

软件191

3.2.2目前可选液压系统仿真

软件的功能与特点192

3.2.3液压系统仿真软件应用

示例196

3.3实用液压传动系统设计过程200

3.3.1明确主机设计要求,制定基本

方案200

3.3.2执行机构负载分析200

3.3.3确定执行机构主要参数202

3.3.4拟定液压系统原理图204

3.3.5选定液压油及与之兼容的

密封材料209

3.3.6确定液压元件连接方式与选择

液压元件214

3.3.7选择液压附件219

3.3.8电控装置设计222

3.3.9液压系统性能验算226

3.3.10绘制正式工作图,编制技术

文件231

3.4液压系统施工设计与计算232

3.4.1泵装置与油箱的施工

设计232

3.4.2液压阀阀块233

3.4.3管路及其布置239

3.4.4电缆线路应采用总线技术

提高可靠性242

3.4.5降低噪声的防护罩242

3.5电液比例控制系统设计流程243

3.6实用电液闭环控制系统设计

过程244

3.6.1明确主机设计要求,制定

基本方案244

3.6.2电液闭环控制系统静态设计

方法247

3.6.3电液闭环控制系统的动态

分析252

3.6.4电液闭环控制系统的误差

分析260

3.6.5电液闭环控制系统的液压

能源选择262

3.6.6闭环位置比例控制系统动态

性能计算与仿真实例263

第4章液压数智技术发展与

应用实例272

4.1概述272

4.2机器人液压系统及其应用273

4.2.1液压驱动型负重外骨骼机器人

液压系统273

4.2.2基于液压驱动的四足步行

机器人设计与仿真278

4.2.3液压四足机器人驱动器CAN

总线通信284

4.2.4Big Dog四足机器人液压

系统286

4.3工程机械无人驾驶与智能液压

系统开发288

4.3.1无人驾驶液压轮式挖掘机

智能控制系统设计288

4.3.2挖掘机液压智能控制

系统292

4.4智能数字液压装置应用293

4.4.1智能液压假肢膝关节293

4.4.2液压高速开关阀控制的高速

数字控制系统298

4.5电静液作动器(EHA)在飞机制动

系统中的应用302

4.5.1电静液作动器的优势与发展

趋势302

4.5.2新型电静液作动器在飞机制动

系统中的应用303

4.5.3电静液作动器性能仿真304

4.6典型工业液压系统应用简介305

4.6.1注塑机305

4.6.2200t液压机307

4.6.3快速锻造液压机液压

系统308

4.6.4铝箔轧机电液伺服系统310

4.7典型工程机械液压系统应用

简介314

4.7.1HBT40混凝土泵液压

系统314

4.7.2农用拖拉机的行走装置317

4.7.3线型绞车液压系统319

4.7.4飞机起落架电液伺服加载

系统322

第5章伺服电动机泵泵控系统设计

应用实例325

5.1伺服电动机泵泵控系统组成

及控制原理326

5.2液压伺服电动机泵泵控液压

系统的设计327

5.3液压伺服电动机泵泵控系统

与动力站设计330

5.4液压伺服电动机泵泵控系统的

调试实例331

5.5参数调整说明334

5.6故障诊断与排除335

第6章液压系统安装与调试336

6.1液压系统安装要点336

6.1.1液压系统安装流程与注意

事项336

6.1.2液压系统安装的污染

控制 338

6.2液压系统调试341

6.2.1调试的一般步骤341

6.2.2调试的主要内容342

6.3液压分布式系统的安装

与调试344

第7章液压系统现场诊断与

维护346

7.1液压系统的现场检测347

7.1.1直接感官检测法347

7.1.2液压系统仪器仪表检

测法351

7.1.3液压系统在线监测法356

7.2液压系统现场故障判断358

7.2.1“故障树”诊断法358

7.2.2液压故障列表分析法360

7.2.3现场故障判断易失误的典型

实例364

7.3工业4.0下液压故障诊断与健康

管理372

7.3.1液压故障预测与健康管理

技术的发展372

7.3.2液压智能故障诊断373

7.3.3液压智能性能健康管理375

7.3.4智能性能修复375

参考文献377第3篇数字与数智一体化液压控制元件

第8章液压电磁铁结构、性能与

分析381

8.1开关电磁铁381

8.1.1直流湿式开关电磁铁381

8.1.2交流湿式开关电磁铁390

8.1.3交流本整型电磁铁基本

特性393

8.1.4影响电磁铁性能的因素396

8.2比例电磁铁401

8.2.1单向比例电磁铁的结构与工作

原理401

8.2.2比例电磁铁的主要技术参数

及其要求 405

8.2.3比例电磁铁的分类

与应用408

8.2.4影响比例电磁铁输出力的

几个重要因素417

8.2.5比例电磁铁滞环的主要成因

及解决办法418

8.2.6比例电磁铁的使用与维护

要点423

8.3螺纹插装阀用电磁铁423

8.3.1螺纹插装阀电磁铁导

磁套 424

8.3.2螺纹插装阀电磁铁线圈426

8.4高速开关电磁铁427

8.4.1概述427

8.4.2在高速运行时电磁铁中的

涡流428

8.4.3高速电磁铁吸合时的时间

特性 430

第9章电液比例阀与比例

放大器434

9.1比例阀名称及特征434

9.2比例阀分类436

9.3比例阀基本性能438

9.3.1比例压力控制阀基本

性能438

9.3.2比例方向控制阀基本

性能446

9.3.3比例流量控制阀基本

性能461

9.4比例压力控制阀463

9.4.1比例压力控制阀的分类463

9.4.2直动式比例溢流阀464

9.4.3先导式比例溢流阀479

9.4.4直动式比例减压阀484

9.4.5先导式比例减压阀489

9.5比例方向控制阀498

9.5.1比例方向控制阀的分类498

9.5.2直动式比例方向控制阀499

9.5.3先导式比例方向控制阀510

9.5.4选择比例方向控制阀的

注意事项517

9.6比例流量控制阀519

9.6.1比例流量控制阀的工作

原理与分类519

9.6.2直动式比例节流阀520

9.6.3先导式比例节流阀523

9.6.4比例节流阀的性能分析与

选用方法525

9.6.5比例调速阀526

9.6.6比例调速阀的基本性能与

应用530

9.7比例放大器536

9.7.1比例放大器的概念536

9.7.2比例放大器的分类537

9.7.3电液比例控制元件对比例

放大器的技术要求537

9.7.4模拟式比例放大器538

9.7.5模拟式比例放大器的使用与

调整方法541

9.7.6比例放大器的使用注意

事项546

9.7.7数字式比例放大器546

第10章电液伺服比例阀552

10.1伺服比例阀的特征与分类552

10.1.1伺服比例阀的特征552

10.1.2伺服比例阀的分类552

10.2伺服比例阀的中位与安全位553

10.2.1直动式伺服比例阀的

中位553

10.2.2先导式伺服比例阀的

中位556

10.2.3伺服比例阀的安全位机能

及其表达方式556

10.3单级伺服比例阀557

10.3.1采用单比例电磁铁的直动式伺服比例阀557

10.3.2采用双比例电磁铁的直动式伺服比例阀561

10.3.3轴控级直动式伺服比

例阀563

10.3.4单级伺服比例阀的应用565

10.4二级伺服比例阀567

10.4.1滑阀式二级伺服比例阀568

10.4.2插装式二级伺服比例阀578

10.5三级伺服比例阀581

10.5.1滑阀式三级伺服比例阀的

结构与工作原理581

10.5.2插装式三级伺服比例阀584

10.6伺服比例阀使用要点588

10.6.1伺服比例阀的传递函数588

10.6.2提取合理的固有频率588

第11章液压多路阀589

11.1液压比例多路阀概况589

11.2液压比例多路阀技术发展的市场

动力与产品代级592

11.3六通手动液压多路阀(液压早期

技术)594

11.4液压先导多路阀及其操控(液

压2.0技术)597

11.5液压多路阀的传感化与比例先

导多路阀(液压3.0技术)600

11.5.1负载传感阀的技术发展

路线600

11.5.2六通阀为基础的“负流量

控制”与“正流量控制”

负载传感多路阀602

11.5.3四通阀为基础的“前补偿

控制”与“后补偿控制”

负载传感多路阀603

11.6液压比例先导多路阀的数智化

(液压4.0技术)607

11.6.1具有嵌入式先导数字电子

控制装置的多路阀与计算机

辅助操控系统608

11.6.2高速开关阀为先导的液压

数字比例多路阀609

11.6.3总线控制高速开关阀为

先导的液压数字比例多

路阀610

11.6.4以软件定义流量饱和功能的

初步智能性液压数智比例

多路阀613

11.6.5虚拟仿真设计与故障诊断

数字孪生技术615

11.6.6提高负载能力和可靠性616

11.7电液比例多路阀采用不同负载

传感技术的产品应用状态617

11.8数字液压比例多路阀典型

产品620

11.8.1丹佛斯采用高速开关阀为

先导的液压比例多路阀620

11.8.2派克高速开关数字阀为先

导的比例多路阀626

11.8.3用于工程机械控制的赫斯

可(HUSCO)液压数字

比例阀627

11.8.4成都阀智宝防爆总线型数

字开关式负载传感比例

多路阀628

11.9数智液压比例多路阀典型

产品630

11.9.1CMA初级智能阀的工作

原理630

11.9.2CMA数智液压比例多路阀

的初步智能性分析632

11.9.3CMA比例多路阀的技术

特点635

11.9.4从数字液压PVG到初始智

能液压CMA的全面比较638

第12章电液伺服阀642

12.1电液伺服阀的发展历程642

12.2电液伺服阀的分类643

12.3电液伺服阀的组成644

12.4直动式力马达电液伺服阀648

12.4.1DDV结构与工作原理648

12.4.2DDV的应用649

12.4.3DDV的特点650

12.5双喷嘴挡板式电液伺服阀651

12.5.1力矩(力)马达651

12.5.2位移-力反馈双喷嘴挡板

电液伺服阀653

12.5.3电反馈双喷嘴挡板电液伺

服阀656

12.6偏转板射流式电液伺服阀658

12.6.1偏转板射流式电液伺服阀

结构与工作原理658

12.6.2偏转板射流式电液伺服阀

的优点659

12.7射流管电液伺服阀660

12.7.1力反馈射流管电液

伺服阀660

12.7.2电反馈射流管电液

伺服阀661

12.7.3集成数字电路和现场总线

接口的电反馈射流管电液

伺服阀665

12.8三级电液流量伺服阀666

12.8.1三级电液流量伺服阀结构

与工作原理666

12.8.2三级电液流量伺服阀的

特点666

12.9电液压力伺服阀667

12.9.1阀芯力综合式电液压力

伺服阀667

12.9.2反馈喷嘴式电液压力

伺服阀668

12.9.3电液压力伺服阀的特点669

12.10旋转直驱伺服阀670

12.10.1旋转直驱伺服阀结构与

工作原理670

12.10.2旋转直驱伺服阀产品

性能671

12.11电液伺服阀应用领域及

选择673

12.11.1电液伺服阀的应用

领域673

12.11.2电液伺服阀的选型674

12.12电液伺服阀的使用676

12.12.1伺服阀的安装与拆卸676

12.12.2伺服阀的使用注意

事项677

12.12.3伺服阀管路安装要求678

12.12.4伺服阀工作介质污染度及

过滤679

12.13电液伺服阀的维护要点与常见

故障分析680

12.13.1伺服阀的维护要点680

12.13.2伺服阀常见故障分析681

12.14国内外常用电液伺服阀产品及

其主要性能682

第13章液压数字阀与液压数

智阀695

13.1“数字液压”元件到“数智

液压”元件697

13.1.1数字液压与模拟液压的

比较697

13.1.2电液数字液压元件产品的

产生698

13.1.3轴控数字液压的产生701

13.1.4数智液压是轴控数字液压

的发展702

13.2液压数字元件的分类704

13.2.1液压数字控制分为功率级

与先导级704

13.2.2液压数字元件的图形符号

建议704

13.2.3数控比例阀归入液压数字

元件705

13.3高速开关阀为先导阀的液压

数字阀706

13.3.1高速开关阀的定义与

名词术语707

13.3.2高速开关阀结构与外形708

13.3.3高速开关阀的功能与动静态

性能710

13.3.4高速开关阀的流量调节721

13.3.5液压高速开关阀电控驱动

工作原理722

13.3.6实用双段电压与多电压源

驱动电路733

13.3.7高速开关阀控制器硬件

电路设计与软件设计740

13.3.8高速开关阀产品742

13.3.9液压高速开关数字元件

应用746

13.4增量式液压数字控制阀759

13.4.1增量式液压数字控制阀

工作原理760

13.4.2增量式液压数字元件

输入信号763

13.4.3数字二通插装比例

多能阀766

13.4.4数控旋芯转阀式比例阀768

13.4.51D液压数字转阀778

13.5液压数智元件的开端786

13.5.1数智液压即液压数字

元件的“芯片嵌入化+

软件功能化”786

13.5.2数字液压是数智液压

的先驱788

13.5.3液压智能元件雏形——液压

比例多路阀CMA788

13.5.4液压数智元件前期创新

产品789

13.6液压数智元件中的液压功能793

13.6.1液压智能元件的组成793

13.6.2智能控制元件工作原理794

13.6.3一种智能节流元件可以

原理性实现流量、压力与

方向控制795

13.7液压数智化数控模拟比例

元件795

13.7.1数控模拟液压比例元件795

13.7.2AxisPro伺服比例阀放大器

具有数智功能797

第14章二维(2D)液压气动数字

元件812

14.1二维液压气动数字元件基本

概念与产品体系812

14.2二维数字伺服阀813

14.2.1二维数字伺服阀的工作

原理813

14.2.2二维数字伺服阀的结构814

14.2.3二维数字伺服阀的性能816

14.3二维电液阀817

14.4二维高速开关阀819

14.4.1二维高速开关阀工作

原理819

14.4.2提高二维高速开关阀频响的

措施820

14.5二维电液比例阀821

14.5.1二维电液比例阀的工作

原理与优点821

14.5.2压扭联轴器的结构原理822

14.5.3二维比例阀控制器硬软件

系统框架823

14.5.4二维比例阀性能曲线824

14.6二维液压活塞泵(马达)825

14.6.1二维液压活塞泵工作

原理825

14.6.2二维液压活塞泵产品828

14.7二维阀控液压激振器831

14.7.1二维阀控液压激振器的

工作原理831

14.7.2二维阀控液压激振器的

应用实例832

14.8二维数字伺服阀关键技术833

14.8.1电液转换数字控制技术833

14.8.2二维数字伺服阀用步进

电动机的特点833

14.8.3减小非线性与滞环的分级

控制与闭环控制技术836

14.8.4提高动态响应的相位补偿

技术841

14.8.5二维数字伺服阀芯动态特性

及其颤振补偿技术849

14.8.6感应子同步电动机同步

跟踪控制算法859

14.9二维数字伺服阀嵌入式

数字控制器864

14.9.1电-机械转换器嵌入式

控制器硬件设计865

14.9.2控制器的软件设计871

14.9.3二维数字伺服阀数字控制

器的应用效果874

第15章网络化全液压数字

转向器876

15.1全液压转向器结构与工作

原理876

15.1.1全液压转向器基本结构876

15.1.2摆线针轮啮合副工作

原理878

15.2国内外全液压转向器产品

生产情况879

15.3数字网络化全液压转向器

发展880

15.4丹佛斯数字网络化电液全液压

转向器产品883

15.4.1OSP+EHA一体式电液

转向器883

15.4.2OSPE高集成度一体式

电液转向器884

15.4.3EHPS先导控制系列

电液产品886

15.4.4EHi电液转向阀891

15.4.5电子转向盘e-

Wheel 100894

15.4.6OSP EFU先导控制系列

电液产品896

15.4.7丹佛斯(伊顿)电液转向

产品896

15.5派克汉尼汾线控液压

转向阀899

15.6我国公司的全液压转向器900

15.6.1镇江液压电控系列全

液压转向器产品900

15.6.2我国其他公司电液转向器

产品901

ⅩⅦ第16章电静液作动器

(EHA)904

16.1电静液作动器的由来与定义904

16.1.1电静液作动器的由来904

16.1.2电静液作动器的发展906

16.1.3电静液作动器的定义906

16.2电静液作动系统的组成与

工作原理908

16.3电静液作动系统理论与设计

研究912

16.3.1电静液作动器多目标结构

优化设计方法912

16.3.2电静液作动器设计理论914

16.3.3EHA驱动控制器及控制

算法设计919

16.4EHA与其他形式作动器的融合

与比较921

16.4.1电液伺服系统、机电作动器

与电静液作动器的比较921

16.4.2EHA与SHA和EMA的

融合922

16.5电静液作动器关键技术及其

发展925

16.5.1电静液作动器控制回路

的改进925

16.5.2寻求提高控制性能的

算法927

16.5.3采用高度集成一体化结构设计提高功重比929

16.5.4采用更高压力更高转速的

液压泵930

16.5.5电静液作动器发热及

散热933

16.5.6向大功率方向发展934

16.6国内外电静液作动器产品及

其发展935

16.6.1国外电静液作动器产品

及其发展935

16.6.2我国EHA产品及发展939

16.6.3我国EHA产品简介945

16.6.4液压泵高压高转速产品947

16.7电静液作动器的工程应用948

16.7.1在航空航天的应用948

16.7.2飞机二级发动机摆动伺服

控制949

16.7.3外骨骼机器人液压伺服驱动

装置950

16.7.4博世力士乐应用电静

液作动器场景950

16.7.5液压促动器应用于国家500m

口径球面射电望远镜

(FAST)951

16.7.6汽车电静液作动器可控悬架

系统951

16.7.7电静液作动器在工程机械挖掘

机方面的发展952

参考文献953ⅩⅧ第4篇液压建模、仿真与数字孪生

第17章液气建模与仿真技术及

软件介绍961

17.1液气系统的分析研究方法962

17.1.1系统的试验研究方法962

17.1.2仿真技术分类963

17.1.3仿真技术定位964

17.2液压系统的建模与仿真966

17.2.1液压系统分析的特点966

17.2.2数学建模要点968

17.2.3数学模型形式970

17.3功率键合图建模方法972

17.3.1功率键合图理论概述973

17.3.2功率键合图常用变量974

17.3.3功率键合图的构成元素976

17.3.4功率流向与因果关系983

17.3.5控制关系986

17.3.6功率键合图的建立986

17.3.7液压系统功率键合图

举例987

17.3.8由键合图推导系统状态

方程988

17.4基于Modelica多领域物理系统

建模992

17.4.1多领域物理系统建模技术

概述993

17.4.2Modelica语言的发展994

17.4.3Modelica语言基础996

17.4.4Modelica语言特点1000

17.4.5液压系统的Modelica语言

建模1005

17.5数值计算方法1008

17.5.1数值积分法的基本原理与

概念1008

17.5.2常规仿真方法简介1011

17.5.3刚性系统的数字仿真

方法1014

17.5.4计算方法的选择1015

17.5.5计算步长的确定1016

17.5.6变步长方法1018

17.6液气系统仿真软件介绍1019

17.6.1Amesim1020

17.6.2Dymola1030

17.6.3基于Web Service的气动

智能选型与仿真软件

xProPneu1037

第18章液压数字孪生建模与

HyPneu仿真软件1038

18.1数字孪生与液压数字孪生1038

18.1.1数字孪生技术的产生及对

液压技术的影响1038

18.1.2数字孪生与网络技术结合的

技术体系架构1040

18.1.3 国内外数字孪生发展现状与

研究的核心问题之一——设备

健康管理与故障预测1044

18.2用液压数字孪生技术解决液压

运动控制中的健康管理

问题1046

18.2.1 液压运动控制元件健康管理尚

无简易解决途径1046

18.2.2液压数字孪生技术工程

软件解决方案1047

18.2.3面向液压系统原理图建模方

法可以适用于仿真软件框架

向数字孪生方向发展1049

18.3面向液压系统原理图建模与

仿真软件的形成1050

18.3.1面向液压系统原理图

建模方法1050

18.3.2面向液压系统原理图

建模基础1054

18.3.3液压系统原理图生成过程与

建模过程同步的方法 1057

 18.4面向液压系统原理图建模理论

与应用 1063

18.4.1面向液压调速系统原理图

建模应用实例1063

18.4.2面向溢流阀等价系统原理图

建模应用实例1067

18.4.3面向液压系统原理图建模中

元件拓扑值的作用1071

18.4.4面向液压系统原理图建模的

非标准状态方程——隐式

状态方程之解1073

18.4.5面向液压系统原理图

建模的规则1076

18.5面向液压系统原理图建模方法

应用的扩展1079

18.5.1面向液压系统原理图建模

理论可以作为液压智能

元件的研发基础1079

18.5.2面向液压系统原理图建模理

论可以作为液压数字孪生

工业软件的研发基础1084

18.6HyPneu液压气动仿真软件介绍与

液压健康管理软件系统 1087

18.6.1HyPneu液压气动仿真软件的

形成1088

18.6.2集成系统健康管理(ISHM)

V形孪生建模流程1090

18.7HyPneu软件在数字孪生仿真领

域的实践1093

18.7.1塑料注射成型机液压控制

系统1093

18.7.2转子泵集成设计样机1094

18.7.3伺服阀污染卡滞仿真1098

18.7.4饮料铝罐回收自动处理机

由软件虚拟成实体1101

18.7.5伺服阀控马达健康管理软件

系统上实施数字孪生

实体管理1102

参考文献1104



前言/序言

前  言

液压气动技术在自动化、数字化、智能化中占有非常重要的地位,尤其在当今工业4.0 的时代,液压气动技术的作用更加突出。为此组织了国内外专家、学者和企业家60 余人,历时五年,编撰了本手册。

根据《中国制造2025》的指导精神,本手册力求反映工业4.0 时代液压气动行业技术与产品的新趋势、新发展、新思维、新成果,以使本手册体现下列五个特点:

1)发展是要素(前景)—前瞻性(未来视野)、前沿性(热点思路)、前行性(结合中国实际发展途径)。

2)产品是核心(产业)—产业(发展模式)、产品[数字芯片与智能软件(简称数芯智软)换代]、生产(智能制造)。

3)思变是根本(变革)—变思维(更换液压八大传统思维)、变向4.0 产品(即液压4.0“数芯智软”产品)、变手册作用(即创新工具书)。

4)创新是内容(创新)—产品创新(技术产品双结合)、技术全新(数字互联智能)、应用新方向(供创新发展与适合大众查阅)。

5)实在是风格(实际)—技术实用(供工程技术人员采纳)、行业发展实际(供企业家寻求方向)、产业投资实况(供行业投资者了解实情)。

为此,通过本手册的阐述,可以归纳出行业“弃仿兴创”与产品“更新换代”的八大要点:

第一要改变传统纯液压技术思维,建立液气元件的换代新形态是使机电液软“融合”,即机械、电气、芯片、软件融合液压。

第二要改变传统液压性能提高仅靠液压硬件的思路,建立发展液压性能要靠软件编程的认识,即通过液压元件软件定义元件功能与性能。

第三要改变传统液压系统集中式管路连接形态,建立液压分布式系统总线连接形态,即电静液压作动器(EHA)。

第四要改变传统液压故障诊断依靠经验或仪器的观念,建立依靠互联网闭环技术的液压元件健康管理体系,即液压数字孪生工业软件。

第五要改变传统液压技术标准仅限于液压元件的做法,建立具有液压生态(芯片/互联/ 软件)技术在内的标准,即液压具有生态技术的元件标准体系。

第六要改变传统液压企业的孤岛生产模式,建立云地合一、产用合一全生命周期管理的互联智能模式,即“云化”下的液压智能制造企业。

第七要改变传统液压创业自身循环发展的生态,建立创新企业总部,依靠市场整合框架发展经济,即建立总部企业经济平台模式。

第八要改变传统液压回路碎片化分类体系,建立性能参数控制回路分类体系,即液压性能参数控制回路分类法。

本手册首次提出我国在液压“根技术”上的贡献:液压球形工艺制造、2D 液压数字伺服阀与3D 微型液压球形泵,特别是“2D 液压数字伺服阀”与“3D 微型液压球形泵”。同时也比较全面地展示了当今液压气动领域的跨国企业,如博世力士乐(BoschRexroth)、丹佛斯(Danfoss)、费斯托(FESTO)、SUN、BarDyne、SMC 等的技术与产品,阐述了这些企业已经达到的技术高度与产品高度。对我国江苏恒立液压股份有限公司等企业的技术和产品进行了介绍。

本手册不再过多列出通过各企业网站可以方便获得的产品样本性内容,而主要展现出“数智液压气动技术的产品化”与“液压气动数智产品的市化”,并且给出了这些技术与产品所展现的优势与应用价值。因此本手册可为产业人员在以下方面的需求提供参考:

1)为产品开发、系统应用、生产制造、检测维护等工程技术人员提供新方向、新技术、新产品与新应用。

2)为液压气动行业与有关主机行业的工程技术设计人员、管理技术人员、企业研发人员与企业产品技术服务人员提供具体创新的涉足领域。

3)为产业企业家、行业投资者提供企业未来布局与定位,驱动企业发展;也可以供行业政策制定者了解实际情况。

4)为液压气动专业与主机应用方面的本科生、研究生的就业与研究提供市场需求与方向。

5)可供液压技术相关行业(工程机械、冶金、塑料机械、船舶、军工、航空航天、医疗器械、机床等)的系统设计者、选用者、装置使用者与系统维修者了解产品应用的发展阶段,并为今后选用产品提供方向。

本手册共有12 篇:液压技术基础,现代液压系统设计方法与应用,数字与数智一体化液压控制元件,液压建模、仿真与数字孪生,液压4.0 生态技术与产品,液压元件新型分类方法及新型产品,水液压传动与控制,现代气动技术,现代气动元件,液压气动技术标准,液压工业4.0 发展与展望,以及液压工业智能制造。

本手册的顺利出版得益于全体作者的精诚合作与辛勤付出,在此对参与本手册编写工作的全体作者表示衷心感谢!此外,上海工程技术大学的研究生赵佳伟、韩博、马思群、张娇、陆阳钧、侯现昭、高伟、孙令涛、董壮壮等参与了液压元件与系统以及气动元件与系统相关章节前期的资料收编整理工作,在此一并致谢。

本手册的内容难免会有“偏颇”与“挂一漏万”的局限,还望广大读者与专家批评指正。

主编 许仰曾

上海万源城

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现代液压气动手册 第1卷

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