泵控液壓缸系統(tǒng)即由電動機驅(qū)動液壓泵，再由液壓泵直接驅(qū)動液壓缸的系統(tǒng)，液壓泵輸出流量和壓力，并以容積調(diào)速方式控制液壓缸運動。除緒論外，本書分為3篇11章。緒論部分介紹了泵控液壓缸系統(tǒng)的基本原理、組成及分類。第1篇為泵控液壓缸系統(tǒng)關(guān)鍵元部件，包括第1～5章，分別為液壓泵類型及工作原理、電動機變轉(zhuǎn)速控制原理及類型、電液動力源控制特性、補油系統(tǒng)回路類型及性能分析、液壓缸類型與設(shè)計；第2篇為典型泵控液壓缸系統(tǒng)，包括第6～10章，分別為單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)、單泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)、雙泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)、分腔容積直驅(qū)單出桿液壓缸系統(tǒng)、非對稱泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)；第3篇為泵控液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用，包括第11章，為泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用。本書內(nèi)容全面，取材新穎，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，圖文并茂，并附有思考題，引導(dǎo)讀者深入思考液壓傳動技術(shù)的發(fā)展方向。
本書適合作為機械電子工程、機器人工程、智能制造工程等專業(yè)高年級本科生及低年級研究生的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書內(nèi)容全面，取材新穎，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，圖文并茂，并附有思考題，引導(dǎo)讀者深入思考液壓傳動技術(shù)的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)多采用閥控液壓缸技術(shù)，雖然該技術(shù)具有力或功率密度大、動態(tài)響應(yīng)速度快、控制精度高、便于實現(xiàn)無級調(diào)速和調(diào)壓、堅固耐用等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、航空航天、航海等領(lǐng)域，是實現(xiàn)自動控制和智能化的關(guān)鍵核心技術(shù)，但致命不足是節(jié)流損失大、能量效率低，而且閥控系統(tǒng)都是開式回路，油液使用量大，廢油處理會造成環(huán)境污染。
隨著國際上對液壓系統(tǒng)能源效率、環(huán)境污染問題的日益關(guān)注，以及對即插即用的安裝便利性、結(jié)構(gòu)緊湊性、使用靈活性要求的日益提高，泵控液壓缸技術(shù)逐漸受到人們的重視并成為目前國際研究的熱點。泵控液壓缸系統(tǒng)通過改變液壓泵的排量或轉(zhuǎn)速，使泵輸出流量與壓力、負載需求完全匹配，從而消除節(jié)流損失，極大提升液壓缸系統(tǒng)的能源利用效率。
圍繞裝備的高效、綠色和智能化發(fā)展，作為重載裝備首選的流體傳動與控制系統(tǒng)也發(fā)生很大變化。得益于低節(jié)流損失、電液互聯(lián)、便于一體化集成和模塊化設(shè)計等優(yōu)點, 電液融合的泵控液壓缸技術(shù)已成為高效液壓傳動技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究熱點。編者團隊將近30年來的研究成果和國際前沿技術(shù)引入到本書中來，以便更好地反映流體傳動與控制的最新進展。
本書為了更好地開展教與學(xué)，貫徹理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的原則，從元部件、系統(tǒng)到應(yīng)用都進行了介紹，并給出了理論與數(shù)據(jù)相結(jié)合的元部件及系統(tǒng)實例，不僅便于教師授課，也有利于提高學(xué)生理論用于實踐以及解決實際工程問題的能力。
除緒論外，本書分為3篇11章。緒論部分介紹了泵控液壓缸系統(tǒng)的基本原理、組成及分類。第1篇為泵控液壓缸系統(tǒng)關(guān)鍵元部件，包括第1～5章，分別為液壓泵類型及工作原理、電動機變轉(zhuǎn)速控制原理及類型、電液動力源控制特性、補油系統(tǒng)回路類型及性能分析、液壓缸類型與設(shè)計；第2篇為典型泵控液壓缸系統(tǒng)，包括第6～10章，分別為單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)、單泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)、雙泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)、分腔容積直驅(qū)單出桿液壓缸系統(tǒng)、非對稱泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)；第3篇為泵控液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用，包括第11章，為泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用。
通過對泵控液壓缸系統(tǒng)關(guān)鍵元部件、系統(tǒng)及應(yīng)用的全面介紹與分析，本書力求使讀者充分了解泵控液壓缸系統(tǒng)工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握泵控液壓缸系統(tǒng)設(shè)計、分析和控制方法，為我國工業(yè)自動化、航空航天、航海等領(lǐng)域培養(yǎng)液壓方面的專業(yè)技術(shù)人才。
本書由權(quán)龍教授任主編，葛磊、郝云曉任副主編，夏連鵬、黃偉男、王翔宇、李澤鵬參與編寫。其中，權(quán)龍編寫了緒論，夏連鵬編寫了第1章和第11章，李澤鵬編寫了第2章和第10章，葛磊編寫了第3章，王翔宇編寫了第4章和第7章，郝云曉編寫了第5章和第6章，黃偉男編寫了第8章和第9章。全書由權(quán)龍負責(zé)統(tǒng)稿。
本書編寫參考了大量同仁發(fā)表的高水平成果，并將其列于參考文獻中，在此謹向各位作者表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中難免有不足和錯誤，敬請廣大讀者批評指正。
編者
前言
第0章緒論/1
第1篇泵控液壓缸系統(tǒng)關(guān)鍵元部件
第1章液壓泵類型及工作原理/4
11液壓泵概述/4
12軸向柱塞泵/5
13徑向柱塞泵/6
14外嚙合齒輪泵/7
15內(nèi)嚙合齒輪泵/8
16葉片泵/9
17新型非對稱柱塞泵/10
18新型液壓泵及其發(fā)展趨勢/12
思考題/15
第2章電動機變轉(zhuǎn)速控制原理及類型/16
21交流電動機轉(zhuǎn)速控制的基本原理/16
211電動機分類/16
212交流電動機基本原理/17
213變頻器/17
22變頻調(diào)速控制/20
221異步電動機調(diào)速方法/20
222U/f恒定控制/23
223恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速/25
224恒功率調(diào)速/25
225矢量控制/26
23轉(zhuǎn)差頻率控制/28
231基本原理/28
232系統(tǒng)構(gòu)成/28
233控制性能/29
24直接轉(zhuǎn)矩控制/32
241基本原理/32
242控制特點/33
243發(fā)展趨勢/33
25變轉(zhuǎn)速電動機類型/34
251變頻電動機/34
252伺服電動機/36
253高功率密度電動機/40
思考題/42
第3章電液動力源控制特性/43
31電液動力源基本工作原理/43
311電液動力源基本構(gòu)型/43
312不同構(gòu)型電液動力源的工作原理/44
313電液動力源連接型式/46
32變轉(zhuǎn)速定排量控制特性/48
321流量控制特性/48
322壓力控制特性/50
33變轉(zhuǎn)速變排量控制特性/54
331流量控制特性/54
332壓力控制特性/56
34新型電液動力源/57
341開式電液動力源/57
342閉式電液動力源/60
思考題/61
第4章補油系統(tǒng)回路類型及性能分析/62
41補油系統(tǒng)功能及回路類型/62
411補油系統(tǒng)的功能/62
412補油系統(tǒng)回路類型/63
413補油系統(tǒng)對系統(tǒng)運行特性的影響/64
42液控單向閥流量平衡回路性能分析/65
421液控單向閥工作狀態(tài)分析/65
422液控單向閥流量平衡回路仿真分析/66
423液控單向閥流量平衡回路性能特點及改進/69
43液控換向閥流量平衡回路性能分析/70
431液控換向閥流量平衡回路工作狀態(tài)分析/70
432液控換向閥流量平衡回路仿真分析/72
433液控換向閥流量平衡回路性能特點及改進/74
434輔助閥流量平衡回路振蕩現(xiàn)象分析及改進方向/74
44電控換向閥流量平衡回路性能分析/75
441輔助閥流量平衡回路工作狀態(tài)分析/75
442電控換向閥流量平衡回路仿真分析/76
45補油系統(tǒng)的油箱/77
451補油系統(tǒng)油箱類型及作用/77
452補油系統(tǒng)油箱設(shè)計/78
453補油系統(tǒng)油箱熱平衡特性/78
思考題/80
第5章液壓缸類型與設(shè)計/81
51液壓缸類型/81
511單出桿液壓缸/81
512雙出桿液壓缸/82
513對稱單出桿液壓缸/83
514多腔液壓缸/84
515擺動液壓缸/85
52液壓缸設(shè)計/87
521基本參數(shù)設(shè)計/87
522液壓缸強度校核/88
523液壓缸緩沖設(shè)計/90
53液壓缸密封/92
531液壓缸密封原理/93
532常用密封件分類及特點/94
533特殊密封技術(shù)/97
54液壓缸技術(shù)發(fā)展趨勢/103
541液壓缸位移感知技術(shù)/103
542液壓缸輕量化/108
思考題/109
第2篇典型泵控液壓缸系統(tǒng)
第6章單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)/112
61單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)分類/112
611變排量泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)/112
612變轉(zhuǎn)速泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)/115
62單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)基礎(chǔ)理論/119
621基本方程/119
622傳遞函數(shù)/120
623參數(shù)匹配/121
63單泵控雙出桿液壓缸系統(tǒng)特性/123
631系統(tǒng)壓力增益改善方法/123
632系統(tǒng)負載特性/127
64航空航天用電靜液執(zhí)行器/129
641電靜液執(zhí)行器概述/129
642電備份液壓伺服執(zhí)行器/132
643電靜液執(zhí)行器設(shè)計流程/133
644電靜液執(zhí)行器發(fā)展趨勢/135
思考題/136
第7章單泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/137
71單泵控單出桿液壓缸類型/137
711變轉(zhuǎn)速定排量泵控單出桿液壓缸/137
712定轉(zhuǎn)速變排量泵控單出桿液壓缸/138
713變轉(zhuǎn)速變排量泵控單出桿液壓缸/138
714閉式泵控單出桿液壓缸四象限運行工況分析/140
715典型單泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/141
72單泵控單出桿液壓缸工作與能耗特性/143
721單泵控單出桿液壓缸工作特性/143
722單泵控單出桿液壓缸能耗特性/146
73單泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)流量匹配方法/149
731基于液壓變壓器的流量匹配/150
732基于不同補油壓力的流量匹配/150
733基于平衡閥的流量匹配/151
734基于工況信號處理回路的流量匹配/151
735基于電磁換向閥主動控制的流量匹配/152
736基于液壓缸容腔設(shè)計的流量匹配/154
74單泵控單出桿液壓缸多執(zhí)行器系統(tǒng)/155
思考題/157
第8章雙泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/158
81系統(tǒng)構(gòu)型/158
811單動力源定轉(zhuǎn)速電動機驅(qū)動雙變量泵系統(tǒng)/159
812單動力源變轉(zhuǎn)速電動機驅(qū)動雙定量泵系統(tǒng)/160
813雙動力源變轉(zhuǎn)速電動機驅(qū)動雙定量泵系統(tǒng)/161
82系統(tǒng)控制原理/162
821總壓力控制原理/162
822轉(zhuǎn)速偏置控制/163
823腔壓控制/164
83系統(tǒng)運行特性分析/166
831回路靜態(tài)特性理論分析/166
832回路動態(tài)特性理論分析/168
思考題/172
第9章分腔容積直驅(qū)單出桿液壓缸系統(tǒng)/173
91系統(tǒng)原理/173
911基本原理/173
912變轉(zhuǎn)速泵與蓄能器復(fù)合控制原理/175
913液電混合儲能原理/177
92分腔容積直驅(qū)多執(zhí)行器系統(tǒng)/178
思考題/179
第10章非對稱泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/180
101傳統(tǒng)柱塞泵配流系統(tǒng)/180
102串聯(lián)型非對稱軸向柱塞泵/181
1021系統(tǒng)原理/181
1022結(jié)構(gòu)設(shè)計/183
1023串聯(lián)型非對稱軸向柱塞泵特性/186
103并聯(lián)型非對稱軸向柱塞泵/189
1031系統(tǒng)原理/189
1032結(jié)構(gòu)設(shè)計/191
1033并聯(lián)型非對稱軸向柱塞泵特性/193
104變轉(zhuǎn)速非對稱泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/196
1041系統(tǒng)控制原理/196
1042系統(tǒng)測試原理及方法/196
1043系統(tǒng)特性/198
105變排量非對稱泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)/202
1051系統(tǒng)原理/202
1052系統(tǒng)特性/202
思考題/206
第3篇泵控液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用
第11章泵控單出桿液壓缸系統(tǒng)典型應(yīng)用/208
111工業(yè)裝備/208
1111注塑機/208
1112壓力機/210
1113球磨機/211
112非道路移動裝備/212
1121裝載機/212
1122挖掘機/215
113其他應(yīng)用領(lǐng)域/219
思考題/223
參考文獻/224
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