描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122334886丛书名: “中国制造2025”出版工程
本书在介绍了海洋装备液压传动的发展现状、趋势以及液压流体力学等基础知识上，详细地阐述了海洋装备液压泵及液压马达、海洋装备液压缸、海洋装备液压控制阀、海洋装备液压辅助装置、海洋装备液压基本回路、海洋装备典型液压系统、海洋装备液压系统的设计与计算及液压伺服系统。本书结合应用实例系统全面地介绍了海洋装备液压传动各部分的工作原理、特点及设计过程，内容实用，对海洋工程、石油勘探开发相关技术人员、科研人员及师生具有很强的指导意义和参考性。
本书主要介绍应用于海洋装备中的液压传动技术。全书将传统的液压技术基本知识与近年来其在海洋装备中的实际应用相结合, 全面介绍了液压流体力学基础、主要元器件(包括液压泵、液压马达、液压缸、液压控制阀、液压辅助装置等)、基本回路、典型液压系统、伺服系统及其在海洋中的应用, 同时, 介绍了海洋装备液压系统的设计与计算。本书中的许多实例是作者近三十年在液压技术和海洋工程交叉领域科研方面所做的工作。书中元件的图形符号、回路以及系统原理图全部采用国家*图形符号绘制, 并在附录一中列出; 附录二列出了常见液压元件、回路、系统常见的故障与排除措施。
本书可供从事海洋工程与装备技术工作者参阅使用, 也可作为工科专业相关研究方向的教学参考书。
第1章 绪论 / 1
1.1 海洋装备液压传动的发展概况 / 1
1.2 液压传动的工作原理及其组成部分 / 2
1.2.1 液压传动的工作原理 / 2
1.2.2 液压传动系统的组成与图形符号 / 2
1.3 海洋装备液压传动的优缺点 / 4
1.3.1 海洋装备液压传动的优点 / 4
1.3.2 海洋装备液压传动的缺点 / 6
1.4 液压传动在海洋装备中的应用 / 7
1.4.1 液压传动与海洋油气资源开发装备 / 7
1.4.2 液压传动与海洋新能源利用装备 / 8
1.4.3 液压传动与水下航行器 / 8
第2章 海洋液压流体力学基础 / 10
2.1 海洋装备液压油 / 10
2.1.1 海洋装备液压油的种类 / 10
2.1.2 海水液压油的优缺点 / 10
2.1.3 液压油的性质 / 11
2.1.4 对海洋装备液压油的要求 / 15
2.1.5 海洋装备液压油的选择 / 15
2.1.6 海洋装备液压油的污染与防治 / 16
2.2 液体静力学 / 17
2.2.1 静压力及其特性 / 17
2.2.2 重力作用下静止液体中的压力分布（静力学基本方程） / 18
2.2.3 压力的表示方法和单位 / 19
2.2.4 静止液体中压力的传递（帕斯卡原理） / 20
2.2.5 液体静压力作用在固体壁面上的力 / 21
2.3 液体动力学 / 22
2.3.1 基本概念 / 22
2.3.2 连续性方程 / 25
2.3.3 伯努利方程 / 26
2.3.4 动量方程 / 32
2.4 流动阻力和能量损失（压力损失） / 34
2.4.1 流动阻力及能量损失（压力损失）的两种形式 /
34
2.4.2 流体的两种流动状态 / 35
2.4.3 圆管层流 / 38
2.4.4 圆管紊流 / 39
2.4.5 沿程阻力系数λ / 41
2.4.6 局部阻力系数ξ / 43
2.5 孔口和缝隙流量 / 45
2.5.1 孔口流量 / 45
2.5.2 缝隙流量 / 47
2.6 空穴现象和液压冲击 / 49
2.6.1 空穴现象 / 49
2.6.2 液压冲击 / 50
第3章 液压泵及液压马达 / 53
3.1 液压泵概述 / 53
3.1.1 液压泵的基本工作原理 / 53
3.1.2 液压泵的分类 / 54
3.1.3 液压泵的图形符号 / 54
3.1.4 液压泵的主要性能参数 / 54
3.1.5 液压泵特性及检测 / 56
3.2 齿轮泵 / 58
3.2.1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理 / 58
3.2.2 外啮合齿轮泵的流量计算 / 59
3.2.3 齿轮泵结构中存在的问题及解决措施 / 59
3.2.4 内啮合齿轮泵 / 61
3.2.5 齿轮泵的优缺点 / 61
3.3 叶片泵 / 62
3.3.1 双作用式叶片泵 / 62
3.3.2 单作用式叶片泵 / 65
3.3.3 双联叶片泵 / 68
3.3.4 叶片泵的优缺点 / 69
3.4 柱塞泵 / 69
3.4.1 径向柱塞泵 / 70
3.4.2 轴向柱塞泵 / 71
3.4.3 柱塞泵的优缺点 / 73
3.4.4 柱塞泵在海洋中的应用 / 73
3.5 螺杆泵 / 74
3.6 液压马达简介 / 75
3.6.1 液压马达的分类 / 75
3.6.2 液压马达的工作原理 / 75
3.6.3 液压马达的主要性能参数 / 76
3.6.4 液压马达的图形和符号 / 77
3.7 液压泵的性能比较及应用 / 78
第4章 液压缸 / 79
4.1 液压缸种类和特点 / 79
4.1.1 活塞缸 / 79
4.1.2 柱塞缸 / 82
4.1.3 摆动缸 / 83
4.1.4 其他形式的液压缸 / 84
4.2 海洋液压缸结构 / 85
4.2.1 缸筒及缸盖组件 / 85
4.2.2 活塞与活塞杆组件 / 87
4.2.3 缓冲装置 / 93
4.2.4 排气装置 / 94
4.3 液压缸的设计与计算 / 94
4.3.1 液压缸的设计依据与步骤 / 95
4.3.2 液压缸的主要尺寸确定 / 95
4.3.3 强度及稳定性校核 / 97
4.3.4 缓冲计算 / 99
第5章 液压控制阀 / 101
5.1 液压控制阀概述 / 101
5.1.1 液压阀的分类 / 101
5.1.2 海洋装备对液压阀的基本要求 / 102
5.1.3 液压阀在海洋环境中的应用方法 / 102
5.2 方向控制阀 / 103
5.2.1 单向阀 / 103
5.2.2 换向阀 / 104
5.3 压力控制阀 / 110
5.3.1 溢流阀 / 110
5.3.2 减压阀 / 115
5.3.3 顺序阀 / 117
5.3.4 压力继电器 / 118
5.4 流量控制阀 / 119
5.4.1 节流口的流量特性 / 120
5.4.2 节流阀 / 121
5.4.3 调速阀 / 124
5.4.4 温度补偿调速阀 / 125
5.4.5 溢流节流阀 / 126
5.4.6 分流集流阀 / 127
5.5 其他类型的控制阀 / 129
5.5.1 比例控制阀 / 129
5.5.2 插装阀（逻辑阀） / 133
5.5.3 叠加阀 / 136
第6章 液压辅助装置 / 137
6.1 蓄能器 / 137
6.1.1 蓄能器的功用 / 137
6.1.2 蓄能器的分类 / 138
6.1.3 蓄能器的容量计算 / 140
6.1.4 蓄能器的安装和使用 / 141
6.2 油箱及热交换器 / 141
6.2.1 油箱的作用和结构 / 141
6.2.2 油箱的设计要点 / 142
6.2.3 油箱容积的确定 / 143
6.2.4 热交换器 / 143
6.3 过滤器 / 145
6.3.1 过滤器的功用 / 145
6.3.2 过滤器的性能指标 / 145
6.3.3 过滤器的典型结构 / 146
6.3.4 过滤器的选用 / 149
6.3.5 过滤器的安装 / 149
6.4 连接件 / 150
6.4.1 油管 / 150
6.4.2 管接头 / 152
6.5 密封装置 / 153
6.5.1 O形圈密封 / 154
6.5.2 间隙密封 / 154
6.5.3 压力补偿器 / 156
第7章 海洋液压基本回路 / 158
7.1 海洋压力控制回路 / 159
7.1.1 海洋调压回路 / 159
7.1.2 海洋减压回路 / 160
7.1.3 海洋增压回路 / 160
7.1.4 海洋保压回路 / 161
7.1.5 海洋卸荷回路 / 163
7.1.6 海洋平衡回路 / 163
7.1.7 海洋锁紧回路 / 164
7.2 海洋速度控制回路 / 164
7.2.1 海洋调速回路 / 164
7.2.2 海洋快速运动回路 / 177
7.2.3 海洋速度换接回路 / 179
7.2.4 海洋工程装备实例 / 180
7.3 方向控制回路 / 186
7.3.1 简单方向控制回路 / 186
7.3.2 复杂方向控制回路 / 186
7.4 多执行元件控制回路 / 188
7.4.1 顺序动作回路 / 188
7.4.2 同步回路 / 192
7.4.3 多缸工作运动互不干扰回路 / 194
7.5 深海压力补偿技术 / 195
7.5.1 压力补偿技术 / 196
7.5.2 深海油箱设计实例 / 196
7.5.3 压力补偿技术的应用 / 198
第8章 海洋装备典型液压系统 / 200
8.1 液压系统图的阅读和分析方法 / 200
8.1.1 液压系统图的阅读 / 200
8.1.2 液压系统图的分析 / 201
8.2 120kW漂浮式液压海浪发电站 / 201
8.2.1 概述 / 201
8.2.2 120kW漂浮式液压海浪发电站液压系统工作原理 / 202
8.3 “蛟龙号”液压系统 / 203
8.3.1 概述 / 203
8.3.2 “蛟龙号”液压系统的工作原理 / 204
8.3.3 “蛟龙号”液压系统的特点 / 204
8.4 海底底质声学现场探测设备液压系统 / 206
8.4.1 概述 / 206
8.4.2 海底底质声学现场探测设备液压系统的工作原理 /
206
8.5 海水泵架液压油缸升降系统 / 207
8.5.1 概述 / 207
8.5.2 海水泵架液压油缸升降系统的工作原理 / 208
8.5.3 海水泵架液压油缸升降系统的特点 / 209
8.6 深水水平连接器的液压系统 / 209
8.6.1 概述 / 209
8.6.2 深水水平连接器的液压系统的工作原理 / 211
8.7 海洋固定平台模块钻机转盘的液压系统 / 213
8.7.1 概述 / 213
8.7.2 海洋固定平台模块钻机转盘液压系统的工作原理 /
214
8.7.3 海洋固定平台模块钻机转盘液压系统的特点 /
215
第9章 海洋装备液压系统的设计与计算 / 216
9.1 概述 / 216
9.2 明确系统的设计要求 / 216
9.3 分析工况编制负载图 / 217
9.4 确定系统的主要参数 / 219
9.5 拟订系统原理图 / 221
9.6 选取液压元件 / 224
9.7 系统性能的验算 / 232
9.8 绘制工作图、编制技术文件 / 235
第10章 液压伺服系统 / 237
10.1 概述 / 237
10.1.1 液压伺服系统的工作原理 / 237
10.1.2 液压伺服系统的构成 / 238
10.1.3 液压伺服系统的分类 / 240
10.2 典型的液压伺服控制元件 / 240
10.2.1 滑阀 / 240
10.2.2 射流管阀 / 243
10.2.3 喷嘴挡板阀 / 243
10.3 电液伺服阀在海洋装备液压系统中的应用 / 245
10.3.1 喷嘴挡板式电液伺服阀的组成 / 246
10.3.2 电液伺服阀的特性 / 246
10.3.3 电液伺服阀的选用 / 248
10.3.4 电液伺服阀的研究现状和在海洋装备中的应用 /
250
附录 / 254
附录1 常用液压与气动元（辅）件图形符号（摘自GB/T
786.1—2009） / 254
附录2 常见液压元件、回路、系统故障与排除措施 / 260
参考文献 / 276
索引 / 277
液压技术的应用已有200余年的历史。1795年，世界上第一台水压机问世。然而，直到20世纪30年代，液压传动才真正得到推广应用。液压传动具有刚性好、结构紧凑、承载能力强、功率重量比大、响应速度快、远距离控制灵活等特点，十分适合在海洋装备中进行应用。液压技术在海洋方面最开始应用于舰载火炮的回转、俯仰以及操舵装置。第二次世界大战后，液压技术开始应用到渔船的绞车等装置上。随着海洋活动的增加和液压产品性能的提升，液压技术逐渐应用到各种船舶、海洋钻井平台、深海探测器以及新能源开发装置等海洋装备中。
海洋环境的特殊性给液压技术带来了新的技术问题，如远距离控制、密封与润滑、压力补偿、防腐蚀、失效与故障诊断等。这些问题的解决对液压技术在海洋装备中的应用有重要意义。
笔者近年来一直从事液压系统的比例与伺服控制（流体动力控制）、海洋可再生能源、深海装备开发利用技术、机械系统智能控制与动态检测技术的研究工作，在海洋工程和液压传动交叉技术领域积累了大量的科研成果和工程经验，对液压系统在海洋装备中的应用有较为深入和全面的了解。因此，为了推动我国海洋工程装备的发展，普及液压技术的相关知识，促进其在海洋中的可靠广泛应用，基于笔者的专业积累，编著此书。
本书全面介绍了液压流体力学基础、主要液压元器件、液压基本回路、液压伺服系统及其在海洋中的应用，总共分为10章。第1章为绪论，主要介绍了海洋装备液压传动的发展概况、液压传动的工作原理及其组成部分，海洋装备液压传动的特点及应用概况。第2章主要介绍了海洋装备中液压系统的流体力学基础知识，包括液压油、静力学、动力学、流动阻力和能量损失、孔口和缝隙流量、空穴现象和液压冲击等。第3～6章分别介绍了液压泵和液压马达、液压缸、液压控制阀及液压辅助装置的分类、特点、计算和应用等。第7章介绍了几种液压基本回路，并补充了深海压力补偿技术。第8章介绍了几种典型的海洋装备液压系统，
是笔者近三十年在液压技术和海洋工程交叉领域科研、设计、制造、调试方面所做的相关工作，如120kW漂浮式液压海浪发电站、“蛟龙号”液压系统、海底底质声学现场探测设备液压系统等，这些实例旨在提高读者对海洋装备液压技术的认识，启发我们探索更多更可靠更先进的技术。第9章给出了海洋装备液压系统的设计和计算步骤及实例。第10章介绍了液压伺服系统及其在海洋装备中的应用。
本书由山东大学机械工程学院、高效净机械制造教育部重点实验室、海洋研究院刘延俊、薛钢编著。在编写工程中张伟、张健、刘科显、丁洪鹏、武爽、孙景余、杨晓玮、颜飞、丁梁锋、刘婧文、漆焱做了大量的文献查阅、资料整理等工作。
感谢本书编写过程中给予大力支持的单位和个人。由于笔者学识水平有限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者和从事相关研究的专家及同行们批评指正。
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