海洋智能裝備液壓技術

第1章　緒論　/ 1
　1.1　海洋裝備液壓傳動的發(fā)展概況　/ 1
　1.2　液壓傳動的工作原理及其組成部分　/ 2
　　1.2.1　液壓傳動的工作原理　/ 2
　　1.2.2　液壓傳動系統(tǒng)的組成與圖形符號　/ 2
　1.3　海洋裝備液壓傳動的優(yōu)缺點　/ 4
　　1.3.1　海洋裝備液壓傳動的優(yōu)點　/ 4
　　1.3.2　海洋裝備液壓傳動的缺點　/ 6
　1.4　液壓傳動在海洋裝備中的應用　/ 7
　　1.4.1　液壓傳動與海洋油氣資源開發(fā)裝備　/ 7
　　1.4.2　液壓傳動與海洋新能源利用裝備　/ 8
　　1.4.3　液壓傳動與水下航行器　/ 8

第2章　海洋液壓流體力學基礎　/ 10
　2.1　海洋裝備液壓油　/ 10
　　2.1.1　海洋裝備液壓油的種類　/ 10
　　2.1.2　海水液壓油的優(yōu)缺點　/ 10
　　2.1.3　液壓油的性質　/ 11
　　2.1.4　對海洋裝備液壓油的要求　/ 15
　　2.1.5　海洋裝備液壓油的選擇　/ 15
　　2.1.6　海洋裝備液壓油的污染與防治　/ 16
　2.2　液體靜力學　/ 17
　　2.2.1　靜壓力及其特性　/ 17
　　2.2.2　重力作用下靜止液體中的壓力分布（靜力學基本方程）　/ 18
　　2.2.3　壓力的表示方法和單位　/ 19
　　2.2.4　靜止液體中壓力的傳遞（帕斯卡原理）　/ 20
　　2.2.5　液體靜壓力作用在固體壁面上的力　/ 21
　2.3　液體動力學　/ 22
　　2.3.1　基本概念　/ 22
　　2.3.2　連續(xù)性方程　/ 25
　　2.3.3　伯努利方程　/ 26
　　2.3.4　動量方程　/ 32
　2.4　流動阻力和能量損失（壓力損失）　/ 34
　　2.4.1　流動阻力及能量損失（壓力損失）的兩種形式　/ 34
　　2.4.2　流體的兩種流動狀態(tài)　/ 35
　　2.4.3　圓管層流　/ 38
　　2.4.4　圓管紊流　/ 39
　　2.4.5　沿程阻力系數(shù)λ　/ 41
　　2.4.6　局部阻力系數(shù)ξ　/ 43
　2.5　孔口和縫隙流量　/ 45
　　2.5.1　孔口流量　/ 45
　　2.5.2　縫隙流量　/ 47
　2.6　空穴現(xiàn)象和液壓沖擊　/ 49
　　2.6.1　空穴現(xiàn)象　/ 49
　　2.6.2　液壓沖擊　/ 50

第3章　液壓泵及液壓馬達　/ 53
　3.1　液壓泵概述　/ 53
　　3.1.1　液壓泵的基本工作原理　/ 53
　　3.1.2　液壓泵的分類　/ 54
　　3.1.3　液壓泵的圖形符號　/ 54
　　3.1.4　液壓泵的主要性能參數(shù)　/ 54
　　3.1.5　液壓泵特性及檢測　/ 56
　3.2　齒輪泵　/ 58
　　3.2.1　外嚙合齒輪泵的結構及工作原理　/ 58
　　3.2.2　外嚙合齒輪泵的流量計算　/ 59
　　3.2.3　齒輪泵結構中存在的問題及解決措施　/ 59
　　3.2.4　內嚙合齒輪泵　/ 61
　　3.2.5　齒輪泵的優(yōu)缺點　/ 61
　3.3　葉片泵　/ 62
　　3.3.1　雙作用式葉片泵　/ 62
　　3.3.2　單作用式葉片泵　/ 65
　　3.3.3　雙聯(lián)葉片泵　/ 68
　　3.3.4　葉片泵的優(yōu)缺點　/ 69
　3.4　柱塞泵　/ 69
　　3.4.1　徑向柱塞泵　/ 70
　　3.4.2　軸向柱塞泵　/ 71
　　3.4.3　柱塞泵的優(yōu)缺點　/ 73
　　3.4.4　柱塞泵在海洋中的應用　/ 73
　3.5　螺桿泵　/ 74
　3.6　液壓馬達簡介　/ 75
　　3.6.1　液壓馬達的分類　/ 75
　　3.6.2　液壓馬達的工作原理　/ 75
　　3.6.3　液壓馬達的主要性能參數(shù)　/ 76
　　3.6.4　液壓馬達的圖形和符號　/ 77
　3.7　液壓泵的性能比較及應用　/ 78

第4章　液壓缸　/ 79
　4.1　液壓缸種類和特點　/ 79
　　4.1.1　活塞缸　/ 79
　　4.1.2　柱塞缸　/ 82
　　4.1.3　擺動缸　/ 83
　　4.1.4　其他形式的液壓缸　/ 84
　4.2　海洋液壓缸結構　/ 85
　　4.2.1　缸筒及缸蓋組件　/ 85
　　4.2.2　活塞與活塞桿組件　/ 87
　　4.2.3　緩沖裝置　/ 93
　　4.2.4　排氣裝置　/ 94
　4.3　液壓缸的設計與計算　/ 94
　　4.3.1　液壓缸的設計依據與步驟　/ 95
　　4.3.2　液壓缸的主要尺寸確定　/ 95
　　4.3.3　強度及穩(wěn)定性校核　/ 97
　　4.3.4　緩沖計算　/ 99

第5章　液壓控制閥　/ 101
　5.1　液壓控制閥概述　/ 101
　　5.1.1　液壓閥的分類　/ 101
　　5.1.2　海洋裝備對液壓閥的基本要求　/ 102
　　5.1.3　液壓閥在海洋環(huán)境中的應用方法　/ 102
　5.2　方向控制閥　/ 103
　　5.2.1　單向閥　/ 103
　　5.2.2　換向閥　/ 104
　5.3　壓力控制閥　/ 110
　　5.3.1　溢流閥　/ 110
　　5.3.2　減壓閥　/ 115
　　5.3.3　順序閥　/ 117
　　5.3.4　壓力繼電器　/ 118
　5.4　流量控制閥　/ 119
　　5.4.1　節(jié)流口的流量特性　/ 120
　　5.4.2　節(jié)流閥　/ 121
　　5.4.3　調速閥　/ 124
　　5.4.4　溫度補償調速閥　/ 125
　　5.4.5　溢流節(jié)流閥　/ 126
　　5.4.6　分流集流閥　/ 127
　5.5　其他類型的控制閥　/ 129
　　5.5.1　比例控制閥　/ 129
　　5.5.2　插裝閥（邏輯閥）　/ 133
　　5.5.3　疊加閥　/ 136

第6章　液壓輔助裝置　/ 137
　6.1　蓄能器　/ 137
　　6.1.1　蓄能器的功用　/ 137
　　6.1.2　蓄能器的分類　/ 138
　　6.1.3　蓄能器的容量計算　/ 140
　　6.1.4　蓄能器的安裝和使用　/ 141
　6.2　油箱及熱交換器　/ 141
　　6.2.1　油箱的作用和結構　/ 141
　　6.2.2　油箱的設計要點　/ 142
　　6.2.3　油箱容積的確定　/ 143
　　6.2.4　熱交換器　/ 143
　6.3　過濾器　/ 145
　　6.3.1　過濾器的功用　/ 145
　　6.3.2　過濾器的性能指標　/ 145
　　6.3.3　過濾器的典型結構　/ 146
　　6.3.4　過濾器的選用　/ 149
　　6.3.5　過濾器的安裝　/ 149
　6.4　連接件　/ 150
　　6.4.1　油管　/ 150
　　6.4.2　管接頭　/ 152
　6.5　密封裝置　/ 153
　　6.5.1　O形圈密封　/ 154
　　6.5.2　間隙密封　/ 154
　　6.5.3　壓力補償器　/ 156

第7章　海洋液壓基本回路　/ 158
　7.1　海洋壓力控制回路　/ 159
　　7.1.1　海洋調壓回路　/ 159
　　7.1.2　海洋減壓回路　/ 160
　　7.1.3　海洋增壓回路　/ 160
　　7.1.4　海洋保壓回路　/ 161
　　7.1.5　海洋卸荷回路　/ 163
　　7.1.6　海洋平衡回路　/ 163
　　7.1.7　海洋鎖緊回路　/ 164
　7.2　海洋速度控制回路　/ 164
　　7.2.1　海洋調速回路　/ 164
　　7.2.2　海洋快速運動回路　/ 177
　　7.2.3　海洋速度換接回路　/ 179
　　7.2.4　海洋工程裝備實例　/ 180
　7.3　方向控制回路　/ 186
　　7.3.1　簡單方向控制回路　/ 186
　　7.3.2　復雜方向控制回路　/ 186
　7.4　多執(zhí)行元件控制回路　/ 188
　　7.4.1　順序動作回路　/ 188
　　7.4.2　同步回路　/ 192
　　7.4.3　多缸工作運動互不干擾回路　/ 194
　7.5　深海壓力補償技術　/ 195
　　7.5.1　壓力補償技術　/ 196
　　7.5.2　深海油箱設計實例　/ 196
　　7.5.3　壓力補償技術的應用　/ 198

第8章　海洋裝備典型液壓系統(tǒng)　/ 200
　8.1　液壓系統(tǒng)圖的閱讀和分析方法　/ 200
　　8.1.1　液壓系統(tǒng)圖的閱讀　/ 200
　　8.1.2　液壓系統(tǒng)圖的分析　/ 201
　8.2　120kW漂浮式液壓海浪發(fā)電站　/ 201
　　8.2.1　概述　/ 201
　　8.2.2　120kW漂浮式液壓海浪發(fā)電站液壓系統(tǒng)工作原理　/ 202
　8.3　“蛟龍?zhí)枴币簤合到y(tǒng)　/ 203
　　8.3.1　概述　/ 203
　　8.3.2　“蛟龍?zhí)枴币簤合到y(tǒng)的工作原理　/ 204
　　8.3.3　“蛟龍?zhí)枴币簤合到y(tǒng)的特點　/ 204
　8.4　海底底質聲學現(xiàn)場探測設備液壓系統(tǒng)　/ 206
　　8.4.1　概述　/ 206
　　8.4.2　海底底質聲學現(xiàn)場探測設備液壓系統(tǒng)的工作原理　/ 206
　8.5　海水泵架液壓油缸升降系統(tǒng)　/ 207
　　8.5.1　概述　/ 207
　　8.5.2　海水泵架液壓油缸升降系統(tǒng)的工作原理　/ 208
　　8.5.3　海水泵架液壓油缸升降系統(tǒng)的特點　/ 209
　8.6　深水水平連接器的液壓系統(tǒng)　/ 209
　　8.6.1　概述　/ 209
　　8.6.2　深水水平連接器的液壓系統(tǒng)的工作原理　/ 211
　8.7　海洋固定平臺模塊鉆機轉盤的液壓系統(tǒng)　/ 213
　　8.7.1　概述　/ 213
　　8.7.2　海洋固定平臺模塊鉆機轉盤液壓系統(tǒng)的工作原理　/ 214
　　8.7.3　海洋固定平臺模塊鉆機轉盤液壓系統(tǒng)的特點　/ 215

第9章　海洋裝備液壓系統(tǒng)的設計與計算　/ 216
　9.1　概述　/ 216
　9.2　明確系統(tǒng)的設計要求　/ 216
　9.3　分析工況編制負載圖　/ 217
　9.4　確定系統(tǒng)的主要參數(shù)　/ 219
　9.5　擬訂系統(tǒng)原理圖　/ 221
　9.6　選取液壓元件　/ 224
　9.7　系統(tǒng)性能的驗算　/ 232
　9.8　繪制工作圖、編制技術文件　/ 235

第10章　液壓伺服系統(tǒng)　/ 237
　10.1　概述　/ 237
　　10.1.1　液壓伺服系統(tǒng)的工作原理　/ 237
　　10.1.2　液壓伺服系統(tǒng)的構成　/ 238
　　10.1.3　液壓伺服系統(tǒng)的分類　/ 240
　10.2　典型的液壓伺服控制元件　/ 240
　　10.2.1　滑閥　/ 240
　　10.2.2　射流管閥　/ 243
　　10.2.3　噴嘴擋板閥　/ 243
　10.3　電液伺服閥在海洋裝備液壓系統(tǒng)中的應用　/ 245
　　10.3.1　噴嘴擋板式電液伺服閥的組成　/ 246
　　10.3.2　電液伺服閥的特性　/ 246
　　10.3.3　電液伺服閥的選用　/ 248
　　10.3.4　電液伺服閥的研究現(xiàn)狀和在海洋裝備中的應用　/ 250

附錄　/ 254
　附錄1　常用液壓與氣動元（輔）件圖形符號（摘自GB/T 786.1—2009）　/ 254
　附錄2　常見液壓元件、回路、系統(tǒng)故障與排除措施　/ 260

參考文獻　/ 276

索引　/ 277