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前言1

1气动技术的特点及其基础1

1.1气动技术的应用1

1.2气动技术的特点1

1.2.1优点1

1.2.2缺点1

1.3理论基础2

1.3.1大气的组成和压力2

1.3.2空气压力表示方法3

1.3.3空气的质量3

1.3.4空气的黏度4

1.3.5湿空气4

1.3.6空气的状态方程5

1.3.7空气的状态变化6

1.3.8连续性方程8

1.3.9伯努利方程8

1.3.10能量方程9

1.3.11临界压力10

1.3.12气体通过喷嘴时的流动11

1.3.13气容的充气和放气12

1.3.14管路的压力损失16

1.3.15气动元件流量特性的表示方法18

1.3.16气动元件流量的计算20

1.3.17气阻20

1.3.18气容22

1.3.19阻容环节22

2气动系统计算式及常用图表24

2.1由压缩空气求与其相应的自由空气体积24

2.2绝热变化时压力与温度的关系24

2.3绝热变化时压力与体积的关系25

2.4绝热变化时体积与温度的关系26

2.5管道的压力降与流量及管径的关系27

2.6管道直径与管内流量及流速的关系29

2.7气缸输出力与气缸内径（D ＝ 0.01～0.1 m时）及工作压力的关系29

2.8气缸输出力与气缸内径（D＝0.1～0.5 m时）及工作压力的关系30

2.9气缸耗气量30

2.10空气流过小孔或阀时的空气流量32

2.11储气罐容积33

2.12气阀的有效截面积34

2.13求合成有效截面积35

2.14气动元件的漏气量36

3压缩机及气源处理38

3.1气源概述38

3.1.1空气压缩机38

3.1.2后冷却器44

3.1.3气罐45

3.2气源处理47

3.2.1压缩空气净化处理系统47

3.2.2压缩空气质量等级要求47

3.2.3由应用行业和所用气动元件选定气源质量等级48

3.2.4压缩空气净化处理系统的元件配置48

3.2.5干燥器50

3.2.6主管过滤器54

4气动执行元件56

4.1气缸56

4.1.1分类56

4.1.2普通气缸57

4.1.3标准气缸72

4.1.4其他各类气缸73

4.1.5膜片气缸89

4.1.6气缸的选择与使用91

4.2气动马达94

4.2.1摆动式气动马达94

4.2.2连续回转式气动马达97

5气动控制阀100

5.1概述100

5.1.1分类100

5.1.2和液压阀的比较100

5.1.3阀的结构特性101

5.2压力控制阀106

5.2.1减压阀106

5.2.2溢流阀（安全阀）112

5.2.3顺序阀115

5.3流量控制阀116

5.3.1流量控制原理116

5.3.2节流阀116

5.3.3选择与使用121

5.4方向控制阀121

5.4.1分类121

5.4.2电磁阀125

5.4.3气控阀136

5.4.4 ISO阀139

5.4.5人控阀141

5.4.6机控阀143

5.4.7单向型控制阀145

5.4.8换向阀的主要性能参数146

5.4.9方向控制阀的选用方法150

5.5阀岛151

5.5.1带多针接口的阀岛（第一代阀岛）151

5.5.2带现场总线的阀岛（第二代阀岛）152

5.5.3阀岛技术的进一步发展152

5.6气动比例阀155

5.6.1气动比例阀的分类155

5.6.2喷嘴—挡板式比例控制阀155

5.6.3电磁铁驱动的比例阀158

5.6.4 PWM调制高速控制阀159

5.7气动伺服阀160

5.7.1气动伺服阀的分类160

5.7.2气动伺服阀结构及性能161

5.8气动逻辑元件162

5.8.1分类162

5.8.2结构及性能163

6气动辅件166

6.1传感器166

6.1.1气动位置传感器166

6.1.2光电式传感器172

6.1.3光纤式传感器173

6.1.4电感式传感器174

6.2转换器174

6.2.1气—电转换器174

6.2.2压力开关175

6.3气—液元件177

6.3.1气—液转换器177

6.3.2气—液阻尼缸178

6.3.3气—液增压缸180

6.3.4缓冲器181

6.4真空元件184

6.4.1概述184

6.4.2真空发生器185

6.4.3真空吸盘187

6.4.4其他真空元件188

6.5过滤器190

6.5.1概述190

6.5.2分水过滤器191

6.5.3油雾过滤器192

6.6自动排水器193

6.6.1概述193

6.6.2浮子式自动排水器193

6.6.3弹簧式自动排水器194

6.6.4压差式自动排水器194

6.6.5电动式自动排水器194

6.7油雾器195

6.7.1油雾器的工作原理196

6.7.2油雾器的分类196

6.7.3油雾器的结构197

6.7.4油雾器的性能及选用201

6.8消声器202

6.8.1概述202

6.8.2分类203

6.8.3结构和特性205

6.9管件207

6.9.1概述207

6.9.2管道207

6.9.3使用注意事项208

6.9.4接头209

6.9.5软管210

6.9.6软管接头211

6.10密封212

6.10.1概述212

6.10.2材料213

6.10.3密封的设计和使用215

7高压气动技术和气力输送220

7.1高压气动技术220

7.1.1概述220

7.1.2高压压缩空气的主要来源220

7.1.3高压气动截止阀221

7.1.4高压气动系统中的减压阀221

7.1.5高压气动系统的连接管道、管件222

7.1.6高压空气过滤器222

7.1.7二位二通电磁阀222

7.1.8二位三通阀226

7.1.9气动管形阀227

7.1.10高压气动执行元件227

7.1.11高压伺服压力控制装置228

7.1.12使用高压气动时注意问题229

7.1.13高压气动技术的应用229

7.2气力输送233

7.2.1气力输送的特点233

7.2.2气力输送装置的型式234

7.2.3气力输送装置的主要设备237

7.2.4气力输送的应用244

8气动控制回路及回路设计246

8.1基本回路246

8.1.1压力控制回路246

8.1.2换向回路247

8.1.3速度控制回路247

8.1.4逻辑回路248

8.2应用回路249

8.2.1增压回路249

8.2.2单缸往复回路250

8.2.3顺序动作回路251

8.2.4冲击回路252

8.2.5缓冲回路252

8.2.6同步回路253

8.2.7张力控制回路254

8.2.8振荡回路255

8.2.9防止启动飞出的安全回路255

8.3气动顺序控制回路的设计255

8.3.1概述255

8.3.2信号-动作线图设计法（X-D线图法）255

8.3.3气动通用顺序控制装置262

8.3.4电-气控制回路270

8.3.5可编程控制器（PLC）电子-气动控制装置274

9气动系统的设计280

9.1明确设计依据和工作要求281

9.1.1装置规格型式的掌握281

9.1.2执行器机能的选定283

9.1.3回路压力的确定285

9.1.4循环时间的决定286

9.1.5系统的安全要求286

9.2设计气动回路287

9.2.1决定回路的控制方式287

9.2.2设计控制回路287

9.3气动元件及配管尺寸的确定289

9.3.1确定气动执行元件的使用工作条件290

9.3.2确定气压传动回路290

9.3.3执行元件的尺寸计算和型号选择291

9.3.4检查气缸的缓冲性能292

9.3.5计算控制元件的合成流通能力（有效截面积）293

9.3.6选择控制元件293

9.3.7检查气缸动作时间296

9.3.8选择气动三联件296

9.3.9选择压缩机296

9.4空气净化水平的确定300

9.5气源站的设计300

9.5.1计算工厂压缩空气消费量300

9.5.2计算缓冲储气罐的容积300

9.5.3决定压缩机的排气量301

9.5.4决定空气压缩机的台数301

9.5.5气源站配套设备的尺寸规格301

9.6系统的噪声控制301

9.6.1.噪声源的种类301

9.6.2往复压缩机的噪声对策301

9.6.3回转式压缩机的噪声对策301

9.6.4用消声器降低排气噪声301

9.6.5冲击噪声302

9.7其他注意事项302

9.7.1气源处理元件和管道安装302

9.7.2控制箱303

9.7.3气动系统设计图纸绘制303

9.7.4特殊情况的处理303

10气动技术应用举例305

10.1气垫搬运305

10.2气桥法测量尺寸及分选306

10.3气动检测漏泄307

10.3.1桶罐漏泄湿法检测装置307

10.3.2工件的干法漏泄检查装置308

10.4凸轮操纵式气控压蜡机309

10.5带材跑偏控制310

10.6胶印轮转机张力控制系统311

10.6.1工作要求311

10.6.2基本工作原理311

10.6.3走纸张力气控系统312

10.6.4系统特点312

10.7注射成型机工件的自动送进、取出装置313

10.8气-液传动在硬质合金刀片磨床中的应用314

10.8.1气动马达供气回路314

10.8.2气缸控制回路314

10.8.3气-液增压缸及液压缸控制回路315

10.8.4磨头快进缸和工作进给缸控制回路315

10.9气动微振压实造型机315

10.9.1造型机气动控制回路图315

10.9.2动作说明315

10.9.3障碍信号及其排除317

10.10转塔式六角车床气动控制317

10.10.1工作顺序317

10.10.2气动控制回路317

10.10.3动作说明317

10.10.4障碍信号及其排除317

10.11气控复合材料牙膏软管成型机318

10.11.1工作顺序318

10.11.2气动控制回路318

10.11.3动作说明318

10.11.4障碍信号及其排除320

11维修管理和故障处理321

11.1维修管理321

11.1.1维修管理概述321

11.1.2冷凝液的产生原因及处理323

11.1.3流量不足324

11.1.4冻结处理方法326

11.1.5润滑管理和无给油系统327

11.1.6配管施工时的注意点328

11.1.7预防维修330

11.2故障处理331

11.2.1压缩机的故障处理对策331

11.2.2冷冻式干燥器的故障处理对策332

11.2.3过滤器的故障原因及处理对策333

11.2.4油雾器的故障原因及处理对策333

11.2.5减压阀的故障原因及处理对策334

11.2.6单向节流阀的故障原因及处理对策334

11.2.7电磁换向阀的故障原因及处理对策335

11.2.8气缸的故障原因及处理对策335

11.2.9摆动马达的故障原因及处理对策336

11.2.10气动马达的故障原因及处理对策336

11.2.11气-液元件的故障原因及处理对策337

12气动常用术语及图形符号338

12.1气动常用术语338

12.2气动液压图形符号及新旧符号对照344

12.2.1符号要素和功能要素344

12.2.2管路、管路连接口和接头348

12.2.3控制机构和控制方法349

12.2.4旋转式能量转换元件——泵和马达353

12.2.5缸和特殊能量转换器355

12.2.6能量储存器357

12.2.7动力源35

12.2.8能量控制和调节元件358

12.2.9流体储存和调节元件366

附录 气动技术标准370

附录1 气动行业现行有效标准目录370

附录2 气动系统通用技术条件（GB／T7932—2003）373

附录3 气动气缸技术条件（JB／T5923—1997）401

附录4 气动换向阀技术条件（JB／T6378—1992）406

附录5 气动空气过滤器技术条件（JB／T7374—1994）416

附录6 气动油雾器技术条件（JB／T7375—1994）422

附录7 气动空气减压阀技术条件（JB／T7376—1994）428

参考文献436