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编者依据40年从业冶金设备液压传动与控制教学科研的实际体会，历时7年编著了本书。本书在编著过程中，选录了编者相关的论文和教材，参考了相关的科技文献，对数千页的冶金设备技术资料进行了取舍和改写，还依据现行国标重新绘制了400余幅附图，书中列举的冶金设备液压传动与控制案例均来自具有国际先进水平的冶金生产线。
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本书结合现代冶金设备，介绍了液压传动与伺服控制技术，其中所附液压原理图全部按最新国标GBT 786.1—2009绘制。书中第1章~第6章讲解了液压传动的基本理论和知识（液压流体力学、液压泵、液压马达与液压缸、液压控制阀、液压辅件和液压基本回路）；第7章~第11章结合国内各大型冶金企业的最新设备实例，介绍了主要冶金设备（包括冶炼设备、连铸设备、热连轧线、酸洗线、冷连轧线）液压传动系统和带钢连轧液压伺服控制系统；第12章液压伺服系统的设计与校正和第13章冶金设备液压系统的故障处理是前11章知识的综合应用。考虑到初学读者和高等学校教师的需求，第14章列出了液压传动理论的知识要点、例题及习题。本书可供冶金设备领域的工程技术人员和其他行业从事液压传动与控制技术的工程师作为技术参考书，也可用作高等院校机械自动化类专业本科生、研究生的教材和教学参考书。
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前言第1章液压传动基本知识11.1液压传动概述11.1.1液压传动的工作原理11.1.2液压传动系统的组成21.1.3液压原理图的图形符号21.1.4液压传动的优缺点31.1.5液压技术的应用41.1.6液压传动工作介质的物理性质51.1.7液压传动工作介质的污染及其控制101.2液压流体力学基础111.2.1液体静力学111.2.2液体动力学121.2.3管道流动181.2.4小孔及间隙流动241.2.5液压冲击及空穴现象29第2章液压泵322.1液压泵概述322.1.1液压泵的工作原理及特点322.1.2液压泵的主要性能参数332.2齿轮泵362.2.1齿轮泵的工作原理和结构372.2.2齿轮泵的困油问题382.2.3齿轮泵的径向不平衡力392.2.4齿轮泵的流量计算392.2.5高压齿轮泵的结构特点402.2.6内啮合齿轮泵412.3叶片泵422.3.1单作用叶片泵432.3.2双作用叶片泵442.3.3限压式变量叶片泵452.4柱塞泵472.4.1径向柱塞泵482.4.2轴向柱塞泵49第3章液压马达与液压缸563.1液压马达563.1.1液压马达的特点及分类563.1.2液压马达的性能参数573.1.3几种常用的液压马达593.2液压缸623.2.1液压缸的分类623.2.2液压缸的安装形式663.2.3液压缸末端缓冲68第4章液压控制阀704.1单向阀与方向控制阀704.1.1单向阀704.1.2方向控制阀（换向阀）714.2压力控制阀754.2.1溢流阀754.2.2减压阀824.2.3顺序阀864.2.4压力继电器884.3流量控制阀914.3.1流量控制原理及节流口形式914.3.2普通节流阀924.3.3节流阀的压力和温度补偿944.3.4同步阀994.4液压阀的安装连接方式1034.4.1管式连接1034.4.2板式连接1034.4.3油路集成块连接1044.4.4叠加式连接1054.4.5插装式连接1064.5二通插装阀1084.5.1二通插装阀基本元件和工作原理1094.5.2方向控制插装阀1124.5.3压力控制插装阀1164.5.4流量控制插装阀1164.5.5复合控制插装阀1174.6电液伺服阀1184.6.1电液伺服阀概述1194.6.2伺服阀中液压放大器的结构形式1204.6.3电液伺服阀的工作原理1234.6.4电液伺服阀的特性分析1254.7电液比例阀1304.7.1比例电磁铁的结构原理1304.7.2电液比例压力阀1314.7.3电液比例方向（流量）阀1364.7.4伺服比例阀141第5章液压辅件1435.1蓄能器1435.1.1蓄能器功用和分类1435.1.2蓄能器的使用和安装1445.2过滤器1455.2.1过滤器的功用和类型1455.2.2过滤器选用和安装1455.3油箱1475.3.1功用和结构1475.3.2设计时的注意事项1475.4热交换器1485.4.1冷却器1485.4.2加热器1485.5管件1485.5.1油管1485.5.2管接头1495.6密封装置1495.6.1液压系统对密封装置的要求1505.6.2液压用密封材料1505.6.3液压系统中常用密封件的结构形式151第6章液压基本回路1546.1压力控制回路1546.1.1调压回路1546.1.2减压回路1566.1.3增压回路1566.1.4卸荷回路1576.1.5保压回路1586.1.6平衡回路1596.1.7制动缓冲回路1606.2方向控制回路1626.2.1换向回路1626.2.2锁紧回路1646.3速度控制回路1646.3.1调速回路1656.3.2快速运动回路1726.3.3速度换接回路1736.4多缸工作控制回路1756.4.1顺序动作回路1756.4.2同步回路1766.4.3多缸快慢速互不干扰回路177第7章冶炼设备液压系统1797.1高炉液压系统介绍与分析1797.1.1550m3高炉炉顶料钟液压传动系统1797.1.2液压泥炮1827.1.3高炉开铁口机液压系统1907.1.4无料钟炉顶的液压传动1957.2液压系统在炼钢设备中的应用1977.2.120t电弧炼钢炉液压系统1977.2.2中频无芯感应熔炼炉液压系统2007.2.3150t电弧炉炉体倾动电液比例控制系统203第8章连铸设备液压控制系统2078.1连铸机工艺及设备介绍2078.2连铸机台上设备液压控制回路2098.2.1大包回转台液压系统2108.2.2大包包盖控制液压系统2158.2.3大包滑动水口控制2168.2.4中包车行走控制2188.2.5中包升降控制2218.3铸流设备液压控制系统2248.3.1结晶器液压控制回路2258.3.2振动台液压控制回路2318.3.3扇形段辊缝调整液压控制回路2328.3.4驱动辊压下控制液压系统2368.4连铸机台下设备液压控制系统238第9章带钢热连轧液压传动系统2409.1热轧钢板及轧制工艺简介2409.2步进式加热炉液压传动系统2429.2.1步进梁式加热炉简介2429.2.2步进梁升降液压传动系统2439.2.3步进梁进退液压传动系统2439.2.4装出钢机液压传动系统2449.2.5装出料炉门液压传动系统2489.3定宽压力机液压系统2499.3.1定宽压力机作用与原理2499.3.2定宽压力机的结构组成2509.3.3定宽压力机入口夹送辊控制液压回路2529.3.4压力机定宽的优点2529.4热轧机典型液压传动系统2539.4.1粗轧机液压辊缝调整（AGC）的结构2539.4.2粗轧机带钢宽度AWC控制液压阀台2549.4.3精轧机液压系统2559.5卷取机液压系统2599.5.1卷取机导卫液压控制2599.5.2卷取机夹送辊液压控制2619.5.3卷取机助卷辊控制液压回路2629.5.4卷取机卷筒控制液压回路264第10章带钢酸洗及冷连轧机组液压系统26610.1热轧酸洗线液压回路26610.1.1热轧酸洗线机组概述26610.1.2入口步进梁液压回路26710.1.3钢卷上料小车液压回路26810.1.4开卷机抗折弯辊液压回路27010.1.5启卷器典型液压回路27110.1.6双层剪液压回路27410.2冷连轧轧机液压回路27510.2.1传动带助卷器回路27510.2.2卸卷小车液压回路27710.2.3中间辊窜辊液压回路27910.2.4轧辊平衡及弯辊液压回路28210.3钢带连轧跑偏控制系统介绍与分析28410.3.1带钢纠偏系统的作用及功能28410.3.2带钢纠偏系统的设备介绍285第11章带钢轧机液压伺服系统应用案例29011.1轧机带钢厚度控制（AGC）系统29011.1.1AGC系统概述29011.1.2带钢厚差控制原理29211.2轧机的辊缝调节液压压下系统29411.2.1五机架冷连轧机辊缝控制液压系统29411.2.2森吉米尔可逆式冷轧机压下装置液压系统29911.3轧机的辊缝调节液压推上系统30311.3.1双机架平整机组液压辊缝调节液压系统30311.3.2UCM六辊轧机的压上系统31111.3.3某1700mm热轧厂热平整作业线平整机液压推上系统31411.4各类AGC系统特点综述31711.4.1辊缝调节系统的控制方式31711.4.2辊缝调节系统使用的检测元件31911.4.3辊缝调节系统的辊缝调整缸31911.4.4辊缝调节液压系统的组成与要求32011.5CVC连续可变辊缝控制技术及其液压系统32011.5.1CVC技术功能原理32011.5.2CVC液压系统32111.6轧机的液压弯辊系统32311.6.1弯辊系统概述32311.6.2双机架平整机150MPa液压弯辊系统32411.6.31700mm热轧精轧机弯辊系统32911.6.4森言米尔轧机轧辊凸度调整33111.6.5液压弯辊系统的特点33311.6.6液压弯辊系统今后的发展方向33511.7轧机带钢液压跑偏控制33511.7.1带钢液压跑偏控制概述33511.7.2光电液跑偏控制系统类型和组成33611.7.31700mm冷轧带钢厂光电液跑偏控制系统337第12章液压伺服系统的设计与校正34012.1液压伺服系统的方案设计和负载计算34112.1.1明确实际工况对伺服系统的设计要求34112.1.2拟定控制方案并绘制系统框图34112.1.3计算负载力并绘制负载-速度曲线34212.1.4选择供油压力（伺服阀的进口压力）34212.2液压伺服系统动力元件的选择34312.2.1按效率最高原则选择动力元件34312.2.2按最大负载选择动力元件34612.2.3按固有频率选择动力元件34612.2.4选择执行元件（含惯性负载）34712.2.5选择或设计液压能源34912.2.6传感器的选择35012.3液压伺服系统设计的校验35012.3.1确定系统的开环放大系数k35012.3.2选择伺服放大器及确定其增益系数ka35212.3.3校验系统的稳定性35212.3.4校验系统的稳态误差35212.3.5校验系统的动态品质35312.4液压伺服系统的校正35412.4.1积分校正（滞后环节）35512.4.2微分（超前）校正35612.4.3滞后-超前校正35712.4.4反馈校正36112.5液压伺服系统设计案例36112.5.1EPC系统简介36112.5.2液压缸负载环节的传递函数Ghs36312.5.3EPC系统的动特性分析36412.5.4CP机组改造后EPC系统的动特性预测36612.5.5CP机组改造后卷取精度预测36712.5.6CW机组EPC系统的性能指标分析36912.5.7系统性能分析结论371第13章冶金设备液压系统的故障处理37313.1冶炼设备液压系统的故障分析与诊断37313.1.1SGXP-240泥炮液压控制系统的故障分析37313.1.2炼钢连铸液压传动系统故障分析37513.1.3钢包提升装置液压系统故障分析及改进措施37613.1.4薄板坯连铸机液压振动台故障的诊断37813.2板带热轧机液压系统故障的诊断与排除38013.2.1轧机AGC系统故障诊断38013.2.2轧机CVC（变凸度控制）系统故障分析38313.3卷取机液压系统故障诊断与排除38513.3.1卷取机侧导板液压系统故障分析及排除38513.3.2卸卷小车失压事故分析及处理38913.4钢卷运输设备液压故障诊断与排除38913.4.1钢卷升降运输小车液压系统故障分析38913.4.2热轧厂运输线液压升降台故障分析与排除39213.5现代测试仪器在液压系统故障诊断中的应用39513.5.1设备运行记录仪信号用于连轧线活套液压系统故障诊断39513.5.2FFT分析仪在轧机液压压下伺服控制系统故障诊断中的应用39613.5.3HMG2020型测试仪测试系统动态压力用于故障诊断39813.6液压系统泄漏故障及处理40013.6.1液压系统泄漏故障概述40013.6.2密封失效分析40113.6.3连铸机大包回转台托臂液压缸密封改进实例403第14章液压传动知识导读40514.1液压传动知识各章要点40514.1.1第1章液压传动基本知识要点40514.1.2第2章、第3章液压泵、液压马达和液压缸内容要点40514.1.3第4章液压阀内容要点40614.1.4第5章液压辅件内容要点40614.1.5第6章液压基本回路内容要点40614.2液压传动例题解答40614.3液压传动思考题与习题41214.3.1第1章液压传动基本知识思考题与习题41214.3.2第2章、第3章液压泵、液压马达和液压缸思考题与习题41414.3.3第4章液压阀思考题与习题41714.3.4第5章液压辅助装置思考题与习题41714.3.5第6章液压基本回路思考题与习题418参考文献421后记422
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融合了电气和计算机控制的液压传动与控制技术是现代制造工程的基础技术。液压传动可在较大的散布区域内向各方位输送被精准调控的较大动力，这是现有机械传动无法实现的，同时，液压传动的功率密度比又大得令电力传动相形见绌。这些液压传动的优点正好适应了现代冶金设备对传动的需求，所以，现代冶金设备广泛应用了液压传动与控制技术，可以说，离开了液压传动与控制，就没有现代冶金设备。从20世纪七八十年代的武钢1700工程、上海宝钢工程开始，国内冶金设备中液压传动与控制技术的大规模成套应用已经走过了40年左右的历程。目前，国内的各大型冶金企业，从冶炼到轧制，从输送到成型，在冶金生产的全流程中，液压传动与控制系统已无处不在。液压传动与控制技术已成为冶金行业工程技术人员不可或缺的知识。为了给在职或正在院校学习准备入职冶金设备行业的工程技术人员提供包含最新冶金设备液压传动与控制知识的技术参考书和教材，受中国机械工程学会流体传动与控制分会委托，我们历时7年编著了本书。本书在编著过程中，选录了编者相关的论文和教材，参考了相关的科技文献（编者对引用的参考文献的作者深切致谢），对数千页的冶金设备技术资料进行了取舍和改写，还依据现行国标重新绘制了400余幅附图。书中列举的冶金设备液压传动与控制案例均来自具有国际先进水平的冶金生产线。本书提及的液压传动理论知识，是为了说明冶金设备液压传动与控制系统的原理，也是编者依据40年从业冶金设备液压传动与控制教学科研的实际体会择需选入的，并且在选入时，精简了对通用元件的介绍，强化了冶金设备液压系统中常用的二通插装阀、伺服阀和比例阀的说明，所选内容既适合初学者掌握，又能满足专业技术人员的需求。本书的最大特点是：紧密结合先进的冶金工艺流程和最新的冶金设备来介绍液压传动与控制技术，将液压传动与控制的基本理论融入主机设备和工艺流程之中。脱离主机和具体工况，就液压论液压，把液压知识局限在流量和压力的计算上，这是不可取的。液压传动与控制不是传动的万能钥匙，离开了主机和工况，液压传动与控制就是空中楼阁，不可实用。从这一观点出发，编者向冶金设备行业的工程技术人员和大学学生特推荐本书。本书的另一特点是：传动与控制并重、液压与电控结合。离开了电控（含传感器技术和计算机控制）就没有现代液压传动与控制技术。书中第1章~第6章讲解了液压传动的基本理论和知识（液压流体力学、液压泵、液压马达与液压缸、液压控制阀、液压辅件和液压基本回路）；第7章~第11章结合国内各大型冶金企业的设备实例，介绍了主要冶金设备（包括冶炼设备、连铸设备、热连轧线、酸洗线、冷连轧线）液压传动系统和带钢连轧液压伺服控制系统；第12章液压伺服系统的设计与校正和第13章冶金设备液压系统的故障处理是前11章内容和知识的综合应用，有助于提高读者对冶金设备液压传动与控制系统的综合分析能力。考虑到初学读者和高等学校教师的需求，第14章中列出了液压传动理论的知识要点、例题及习题。本书的编写得到了华冶液压专业（原冶金部所属华东冶金学院流体传动与控制专业，现安徽工业大学机械自动化系）教师和校友的大力支持与帮助。工作在宝钢集团有限公司（以下简称宝钢）、马鞍山钢铁股份有限公司（以下简称马钢）、武汉钢铁集团公司（以下简称武钢）等各大钢铁公司的华冶液压校友，为本书的编写提供了丰富的资料和图片，参与编写的作者也都是华冶液压的教师和校友。本书的出版是华冶液压校友团结努力的成果，也是对华冶流体传动与控制专业设立30周年的纪念和庆祝。本书的第1、2、7、11、12、13章由安徽工业大学方庆琯编写，第3、4、5、6、14章由安徽工业大学方庆琯、邓克、王刚、叶小华编写，第8、9、10章由马钢钱有明、朱培显、姚威、郑圆编写。全书由方庆琯统稿。参与本书策划及编写工作的还有安徽工业大学包家汉、黄建中和马钢戴本俊。肖红涛、朱立勇、方皓、胡勇、程伟、张超参与了本书电子文档的整理和附图绘制。为本书出版提供帮助的还有安徽工业大学在宝钢、上海宝冶集团有限公司（以下简称宝冶）、武钢、中国重型机械研究院的校友曾兵、何波、徐笑、解通护等。承蒙燕山大学副校长、中国机械工程学会流体传动与控制分会主任委员、博士生导师孔祥东教授主审了本书。孔教授及权凌霄老师、艾超老师认真审阅了书稿，对本书的章节规划、内容取舍、公式推导、图文规范都提出了严谨的修改意见。编者在此对孔祥东教授及权凌霄、艾超两位老师表示衷心感谢。编者
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