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第23篇 气压传动与控制3

第1章 常用气动基础标准3

1 国内气动标准目录3

2 气动元件图形符号应用实例4

3 常用气动相关标准8

3.1 流体传动系统及元件 公称压力系列8

3.2 液压气动系统及元件 气缸内径及活塞杆外径9

3.2.1 液压缸、气缸内径尺寸系列9

3.2.2 液压缸、气缸活塞杆尺寸系列9

3.3 液压气动系统及元件 气缸活塞行程系列9

3.4 液压气动系统及元件 活塞杆螺纹型式和尺寸系列10

3.5 液压气动系统用硬管外径和软管内径10

3.6 气动连接气口和螺柱端10

3.7 气动元件及系统用空气介质质量等级10

3.7.1 表示方法11

3.7.2 质量等级11

3.7.3 常用气动元件用空气介质的质量等级11

3.7.4 一般系统用空气介质的质量等级11

4 常用气动术语11

第2章 气压传动的特点和气体力学基础17

1 气压传动的特点17

1.1 气压传动的优点17

1.2 气压传动的缺点17

1.3 气动系统的组成17

1.4 气动系统各类元件的主要用途18

1.5 气动技术的应用19

1.6 气压传动和控制与其他传动与控制方式的比较19

2 空气的物理性质19

2.1 空气的组成19

2.2 空气的密度20

2.3 空气的粘性20

2.4 空气的压缩性与膨胀性20

3 理想气体状态方程21

3.1 基准状态和标准状态21

3.2 空气的热力过程21

3.2.1 等容过程21

3.2.2 等压过程21

3.2.3 等温过程21

3.2.4 绝热过程21

3.2.5 多变过程21

4 湿空气22

4.1 湿度22

4.1.1 绝对湿度22

4.1.2 相对湿度22

4.2 含湿量22

4.2.1 重量含湿量22

4.2.2 容积含湿量22

5 自由空气流量、标准额定流量及析水量22

5.1 自由空气流量、标准额定流量22

5.1.1 自由空气流量22

5.1.2 标准额定流量22

5.2 析水量23

6 气体流动的基本方程23

6.1 连续性方程23

6.2 能量方程23

6.2.1 不可压缩流体的伯努利方程23

6.2.2 可压缩气体绝热流动的伯努利方程24

6.2.3 有机械功的压缩性气体能量方程24

7 声速及气体在管道中的流动特性24

7.1 声速、马赫数24

7.2 气体在管道中的流动特性24

8 气动元件的流通能力25

8.1 流通能力Kv值、Cv值25

8.1.1 流通能力Kv值25

8.1.2 流通能力Cv值25

8.2 有效截面积S25

8.2.1 定义及简化计算25

8.2.2 有效截面积的测试方法26

8.2.3 系统中多个元件合成的S值27

8.3 理想气体在收缩喷管中绝热流动的流量27

8.4 可压缩性气体通过节流小孔的流量27

8.5 流通能力Kv值、Cv值、S值的关系28

9 充气、放气温度与时间的计算28

9.1 充气温度与时间的计算28

9.2 放气温度与时间的计算28

第3章 气源装置及气动辅助元件30

1 气源装置30

1.1 容积式压缩机的分类和工作原理30

1.2 滑片式压缩机30

1.3 活塞式压缩机33

2 气动辅助元件35

2.1 分水滤气器（二次过滤器）35

2.1.1 QL系列分水滤气器35

2.1.2 QGL系列精密分水滤气器36

2.1.3 QSLa系列高压分水滤气器37

2.2 油雾器38

2.3 气源调节装置39

2.3.1 QLPY系列气源调节装置（三联件）39

2.3.2 QFLJWB系列气源调节装置（三联件）40

2.3.3 QAC/AC系列气源调节装置（三联件）41

2.4 日本SMC公司气源处理元件42

2.4.1 AFF系列主路过滤器42

2.4.2 AM系列油雾分离器45

2.4.3 AMD系列微雾分离器47

2.4.4 AD系列自动排水器49

2.4.5 AC新系列空气组合元件51

2.4.6 AF新系列空气过滤器53

2.4.7 AL新系列油雾器55

2.4.8 AW新系列过滤减压阀57

2.4.9 AFM新系列油雾分离器60

2.4.10 AFD新系列微雾分离器62

2.5 德国FESTO气源处理单元（D系列）63

2.5.1 LF系列过滤器63

2.5.2 LOE系列油雾器63

2.5.3 LFR系列过滤减压阀63

2.5.4 FRC系列气源调节装置（二联件）63

2.6 其他气动辅件70

2.6.1 ZPS-15、ZPSA系列自动排水器70

2.6.2 ZPW系列卧式自动排水器70

2.6.3 消声器70

2.6.4 TK型压力继电器72

2.6.5 气液转换器72

2.7 气动管接头73

2.7.1 气动管接头的类型73

2.7.2 有色金属管接头74

2.7.3 棉线编织胶管接头78

2.7.4 PU管、尼龙管用接头80

2.7.5 快换管接头87

2.7.6 组合式管接头88

第4章 气动执行元件90

1 气缸90

1.1 气缸的分类及工作原理90

1.1.1 气缸的分类90

1.1.2 气缸的工作原理92

1.2 气缸的设计与计算100

1.2.1 气缸的设计步骤100

1.2.2 气缸的基本参数100

1.2.3 气缸有关计算100

1.3 气缸主要零部件的结构、材料及技术要求107

1.3.1 气缸筒107

1.3.2 气缸盖107

1.3.3 缸筒与缸盖的连接108

1.3.4 活塞109

1.3.5 活塞杆109

1.3.6 气缸的密封110

1.4 气缸的选择112

1.4.1 气缸的选择要点112

1.4.2 气缸使用注意事项112

1.5 气缸的性能和试验112

1.5.1 空载性能和试验112

1.5.2 载荷性能和试验112

1.5.3 耐压性及试验113

1.5.4 泄漏及试验113

1.5.5 缓冲性能及试验113

1.5.6 耐久性及试验113

1.6 国产气缸产品113

1.6.1 国产气缸产品概览113

1.6.2 普通单活塞杆气缸114

1.6.3 普通双活塞气缸134

1.6.4 薄型气缸138

1.6.5 摆动气缸143

1.6.6 其他特殊气缸149

1.7 FESTO公司气缸产品161

1.7.1 ESNU、DSNU系列单、双作用小型气缸163

1.7.2 DNC系列ISO标准双作用中型气缸166

1.7.3 DNG ISO标准15552/DIS双作用中、大型气缸170

1.7.4 ADVU、AEVU系列紧凑型单、双作用短行程气缸176

1.7.5 DZF系列双作用扁平气缸180

1.7.6 DGP、DGPL系列滑块型无杆气缸与带导轨的无杆气缸184

1.7.7 ADVUT系列双作用倍力气缸192

1.7.8 ADVUP系列双作用多位气缸193

1.7.9 DPZ、SPZ系列双活塞气缸、滑台195

1.7.10 DRQ齿轮齿条式摆动气缸200

1.7.11 DRQD双活塞齿轮齿条式摆动气缸204

1.8 SMC公司气缸产品207

1.8.1 标准型气缸207

1.8.2 薄型气缸221

1.8.3 气爪（2爪、3爪、4爪）227

1.8.4 无活塞杆气缸228

1.8.5 带导杆型气缸233

1.8.6 磁性开关234

1.8.7 摆动气缸237

2 气马达242

2.1 气马达的分类、工作原理及特点242

2.1.1 气马达的分类242

2.1.2 气马达的工作原理242

2.1.3 气马达的特点244

2.2 气马达的选择、应用与润滑245

2.2.1 气马达的选择245

2.2.2 气马达的应用与润滑245

2.3 气马达的典型产品246

2.3.1 叶片式气马达246

2.3.2 活塞式气马达250

2.3.3 摆动式气马达257

第5章 气动控制阀268

1 国产气动控制阀268

1.1 压力控制阀268

1.1.1 减压阀268

1.1.2 过滤减压阀272

1.1.3 单向压力顺序阀275

1.1.4 安全阀276

1.2 方向控制阀278

1.2.1 电磁换向阀278

1.2.2 气控阀321

1.2.3 多种流体、多用途换向阀324

1.2.4 人力控制换向阀341

1.2.5 机械控制换向阀354

1.2.6 时间控制换向阀357

1.2.7 单向型控制阀358

1.3 流量控制阀363

1.3.1 KLJ系列节流阀363

1.3.2 KLA系列单向节流阀364

1.3.3 QLA系列单向节流阀365

1.3.4 QLA（J）系列接头式单向节流阀366

1.3.5 KLP、KLPX系列排气节流阀与排气消声节流阀367

2 国外气动控制阀368

2.1 德国FESTO公司气动阀368

2.1.1 FESTO压力控制阀368

2.1.2 FESTO方向控制阀371

2.1.3 FEST0流量控制阀400

2.2 日本SMC公司气动阀404

2.2.1 SMC压力控制阀404

2.2.2 SMC方向控制阀407

2.2.3 SMC流量控制阀424

第6章 气动控制系统429

1 气动控制系统设计计算429

1.1 气动控制系统的设计步骤429

1.2 气动伺服机构举例——波纹管滑阀式气动伺服系统分析429

2 气动比例控制元件431

2.1 SMC系列气动比例控制元件431

2.1.1 IP6000/IP6100系列电-气比例定位器431

2.1.2 IT1000、2000、4000系列电-气比例压力阀433

2.1.3 VY1系列电-气比例减压阀435

2.2 FESTO系列气动比例控制元件439

2.2.1 MPPE系列气动比例减压阀439

2.2.2 MPYE系列气动比例方向控制阀440

2.3 气动伺服控制元件442

2.3.1 气动伺服阀的结构原理442

2.3.2 气动伺服定位气缸442

第7章 气动真空元件444

1 气动真空系统444

1.1 真空系统概述444

1.2 典型气动真空系统445

1.2.1 真空抓取系统445

1.2.2 真空输送系统445

2 真空产生装置445

2.1 真空发生器及原理445

2.2 真空发生器的技术特性446

2.3 真空发生器的选择步骤447

2.4 真空发生器的典型产品447

2.4.1 ZHF-Ⅱ系列真空发生器447

2.4.2 ZKF系列真空发生器448

2.4.3 FESTO的VADM/VADMI真空发生器449

2.4.4 FESTO的VAD/VAK真空发生器452

2.4.5 FESTO的VN管线型真空发生器454

2.4.6 SMC的ZH系列真空发生器456

2.4.7 SMC的ZU系列管道型真空发生器458

3 真空吸盘458

3.1 真空吸盘的分类及应用458

3.2 真空吸盘的典型产品459

3.2.1 ZHP系列真空吸盘459

3.2.2 XP系列真空吸盘461

3.2.3 XPI系列真空小吸盘462

3.2.4 FESTO的VAS/VASB真空吸盘466

3.2.5 SMC的ZP系列真空吸盘468

4 真空辅件469

4.1 真空压力开关469

4.1.1 FESTO的VPVE机械式真空开关469

4.1.2 FESTO的SED5真空开关470

4.1.3 FESTO的SDE1带显示压力传感器472

4.2 真空压力表474

5 真空元件选用注意事项475

5.1 气源475

5.2 系统475

5.3 工件475

5.4 维护475

第8章 气动系统的设计计算476

1 气动回路476

1.1 气动基本回路476

1.1.1 压力与力控制回路476

1.1.2 换向回路477

1.1.3 速度控制回路478

1.1.4 位置控制回路479

1.1.5 真空回路481

1.2 应用回路482

1.2.1 安全保护回路482

1.2.2 往复动作回路483

1.2.3 程序动作控制回路483

1.2.4 同步动作控制回路483

2 气动系统设计的主要内容及设计程序484

2.1 明确工作要求484

2.2 设计气控回路484

2.3 选择、设计执行元件484

2.4 选择控制元件484

2.5 选择气动辅件484

2.6 确定管道直径、计算压力损失484

2.7 快速估算气动阀类元件、气源调节装置（三联件）、管道等通径的方法485

2.8 选择空气压缩机（空压机）486

2.8.1 计算空压机的供气量486

2.8.2 计算空压机的供气压力486

第9章 气动系统的维护与故障处理490

1 气动系统的维护和保养490

1.1 维护的任务及管理490

1.2 维护的原则490

2 维护工作内容490

2.1 日常性维护工作内容490

2.2 定期维护工作内容490

3 故障诊断与处理491

3.1 故障的种类与故障诊断方法491

3.2 气动系统元件的故障与处理493

参考文献498