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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
序
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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