气动元件与系统从入门到提高

第1章气动元件与系统概论  1
1.1气动系统原理、组成及表示  1
1.1.1气动系统的基本原理  1
1.1.2气动系统的组成  1
1.1.3气动系统的表示：图形符号及其含义  2
1.1.4气动系统原理图的绘制与分析识读  4
1.2气动系统的分类  5
1.3气动技术的优缺点  5
1.4气动技术的应用  6
1.5气动技术的发展  8

第2章气动介质及其力学基础  10
2.1气动介质的功用与性质  10
2.1.1空气的功用及组成  10
2.1.2空气的主要物理性质  10
2.2压缩空气的使用管理要点  11
2.3气体力学基础  12
2.3.1气体压力及其表示方法与单位  12
2.3.2气体状态及其变化  13
2.3.3气体的定常管流  14
2.3.4收缩喷嘴气流特性  17
2.3.5气动元件和系统的有效截面积  17
2.4气动系统压力和流量的测量  18
2.4.1压力的测量（压力表及压力传感器）  18
2.4.2流量的测量（流量计及流量传感器）  21
2.5气动系统中的充气与放气过程  24
2.5.1充气温度与时间  24
2.5.2排气温度与时间  25
2.6气阻和气容及其特性  26
2.6.1气阻及其特性  26
2.6.2气容及其特性  27

第3章气源及辅件  28
3.1气源  28
3.1.1气源的组成  28
3.1.2空压机  29
3.1.3真空泵  34
3.1.4真空发生器  38
3.2气源处理元件  43
3.2.1空压站及其配置  43
3.2.2后冷却器  45
3.2.3主管道油水分离器  47
3.2.4储气罐  48
3.2.5主管道过滤器  50
3.2.6干燥器  52
3.2.7自动排水器  56
3.3其他辅件  58
3.3.1空气过滤器（滤气器）  58
3.3.2油雾器  61
3.3.3消声器（消音器）  64
3.3.4气电转换器和电气转换器  66
3.3.5气液转换器  69
3.3.6外部液压缓冲器  70
3.3.7管件及管道布置  73
3.3.8密封件  78

第4章气动执行元件  81
4.1功用类型  81
4.2气缸  81
4.2.1类型原理  81
4.2.2性能参数  84
4.2.3一般组成  85
4.2.4典型结构  86
4.2.5产品概览  98
4.3摆动气缸及摆台  101
4.3.1类型原理  101
4.3.2性能参数  101
4.3.3典型结构  102
4.3.4产品概览  107
4.4直线摆动组合气缸  108
4.5气缸的使用维护  109
4.5.1使用要点  109
4.5.2故障诊断  110
4.6气爪（气动手指）  112
4.6.1特点类型  112
4.6.2组成原理  112
4.6.3性能参数  113
4.6.4图形符号  113
4.6.5典型结构  113
4.6.6产品概览  120
4.6.7使用维护  122
4.7气马达  125
4.7.1类型特点  125
4.7.2结构原理  125
4.7.3性能参数  127
4.7.4产品概览  127
4.7.5使用维护  127
4.7.6故障诊断  128
4.8真空吸盘  128
4.8.1结构原理  128
4.8.2类型特点  129
4.8.3性能参数  130
4.8.4典型结构  130
4.8.5产品概览  134
4.8.6使用维护  136
4.8.7故障诊断  145
4.9柔触气爪  145
4.9.1功用特点  145
4.9.2原理组成  147
4.9.3性能参数  148
4.9.4典型结构及产品  148
4.9.5使用维护  158
4.10气动肌肉（气动肌腱）  159
4.10.1原理特性  159
4.10.2类型特点  160
4.10.3技术参数  160
4.10.4产品概览  161
4.10.5应用选型  161
4.10.6使用维护  164
4.10.7故障诊断  166
4.11磁性开关  166
4.11.1功用类型  166
4.11.2结构原理  167
4.11.3性能特点  169
4.11.4规格性能  169
4.11.5产品概览  170
4.11.6应用选型  174
4.11.7使用维护  175

第5章气动控制元件及其应用回路  178
5.1功用类型  178
5.2参数特点  179
5.3方向阀及其应用回路  180
5.3.1功用种类  180
5.3.2单向型方向阀及其应用回路  182
5.3.3换向型方向阀及其应用回路  189
5.3.4其他方向阀及其应用回路  205
5.3.5方向阀的应用选型  210
5.3.6方向阀的使用维护  214
5.3.7方向阀的故障诊断  216
5.4压力阀及其应用回路  217
5.4.1功用种类  217
5.4.2安全阀（溢流阀）及其应用回路  217
5.4.3减压阀及其应用回路  219
5.4.4增压阀及其应用回路  226
5.4.5顺序阀及其应用回路  231
5.5流量阀及其应用回路  234
5.5.1功用类型  234
5.5.2结构原理  234
5.5.3性能参数  235
5.5.4产品概览  236
5.5.5应用回路  238
5.5.6选型配置  240
5.5.7安装配管  240
5.5.8使用维护  241
5.6普通气动阀的其他回路  241
5.6.1差动快速回路（增速回路）  241
5.6.2多缸动作控制回路  241
5.6.3安全保护与操作回路  243
5.6.4计数回路  243
5.7真空控制阀及其应用回路  244
5.7.1真空调压阀及其应用回路  244
5.7.2真空辅助阀（逻辑阀、高效阀或安全阀）及其应用回路  247
5.7.3真空切换阀（真空供给破坏阀）及其应用回路  250
5.7.4真空、吹气两用阀  252
5.7.5其他真空吸附回路  252
5.8气动逻辑控制阀及其应用回路  253
5.8.1功用类型  253
5.8.2组成表示  253
5.8.3原理特点  254
5.8.4参数产品  256
5.8.5使用要点  256
5.8.6基本回路  256
5.9气动比例阀与气动伺服阀  257
5.9.1气动比例阀  257
5.9.2气动伺服阀  264
5.10气动阀岛  265
5.10.1阀岛的由来  265
5.10.2特点意义  265
5.10.3类型特点  266
5.10.4性能参数与产品概览  267
5.10.5选用安装  268

第6章气动系统典型应用实例  270
6.1气动系统典型应用实例分析要点  270
6.2能源机械气动系统  270
6.2.1矿用连接器双工位自动注胶机气动系统  270
6.2.2电缆剥皮机气动系统  272
6.2.3ZJ70/4500DB 钻机阀岛集成气控系统  273
6.3冶金机械气动系统  275
6.3.1采用负压气动传感器的带材纠偏系统（气液伺服导向器）  275
6.3.2烧结矿自动打散与卸料装置气动系统  276
6.4现代装备制造业中的气动系统  278
6.4.1铸造车间水平分型覆膜砂制芯机气动系统  278
6.4.2板料折弯机气动系统  282
6.4.3VMC1000加工中心气动系统  283
6.4.4数控车床真空夹具系统  285
6.4.5气动肌腱驱动的形封闭偏心轮机构和杠杆式压板夹具  286
6.5化工机械气动系统  288
6.5.1膏体产品连续灌装机气动系统  288
6.5.2丁腈橡胶目标靶布料器气动系统  289
6.6轻工包装机械气动系统  290
6.6.1胶印机全自动换版装置气动控制系统  291
6.6.2晴雨伞试验机气动系统  293
6.6.3纸箱包装机气动系统  295
6.6.4彩珠筒烟花全自动包装机气动系统  298
6.7电子信息、机械手及机器人气动系统  300
6.7.1超大超薄柔性液晶玻璃面板测量机气动系统  300
6.7.2全气控通用机械手系统  304
6.7.3采用PLC 和触摸屏的生产线工件搬运机械手气动系统  305
6.7.4连续行进式缆索维护机器人气动系统  307
6.8车辆与工程机械气动系统  311
6.8.1机车整体卫生间气动冲洗系统  311
6.8.2挖掘机气控系统  312
6.9河海航空（天）设备气动系统  314
6.9.1气控式水下滑翔机气动系统  314
6.9.2垂直起降火箭运载器着陆支架收放气动系统  316
6.10医疗及公共事业装备气动系统  318
6.10.1气动人工肌肉驱动踝关节矫正器系统  318
6.10.2反应式腹部触诊模拟装置气动系统  319
6.10.3场地自行车起跑器气动系统  321

第7章智能气动元件与系统  323
7.1智能气动元件与系统的特征  323
7.2气动微流控芯片及系统  323
7.2.1微流控技术、微流控芯片及微流体的操控  323
7.2.2气动硅流体芯片与双芯片气动比例压力阀及其应用  324
7.2.3PDMS微流控芯片与PDMS微阀及其应用  325
7.3气动数字控制阀及其应用  332
7.3.1步进电机式气动数字阀  332
7.3.2高速开关式气动数字阀  333
7.3.3压电驱动器式气动数字阀  338
7.4智能气动阀岛  340
7.5智能真空吸盘  341
7.5.1功能结构  341
7.5.2气动回路原理  342
7.5.3控制电路和控制程序  342
7.5.4技术特点  342
7.6智能化气动设备及系统实例  344
7.6.1高速铁路动车组智能气动门控系统  344
7.6.2碾米机精度智能气动控制系统  345
7.6.3气动内墙智能抹灰机及系统  346

第8章气动系统设计要点及实例  349
8.1气动系统设计流程  349
8.2设计计算实例：鼓风炉钟罩式加料装置气动系统设计  349
8.2.1技术要求  349
8.2.2执行元件的选择配置及动力和运动分析  350
8.2.3确定执行元件主要参数  350
8.2.4选择控制方式  351
8.2.5设计与拟定气动系统原理图  351
8.2.6选择气动元件  352
8.2.7气动系统施工设计  355
8.3真空吸附系统设计简介  355
8.3.1真空吸附系统的一般组成  355
8.3.2真空吸附系统的设计要点  355

第9章气动系统的安装调试与运转维护  358
9.1气动系统的安装  358
9.1.1安装内容及准备工作  358
9.1.2气动元件和管道的安装  358
9.2气动系统的调试  360
9.2.1调试准备  360
9.2.2气密性试验  361
9.2.3总体调试  361
9.3气动系统的运转维护及管理  361
9.3.1气动系统运转维护的一般注意事项  361
9.3.2运转要点  361
9.3.3维护保养及检修  361
9.4气动系统的故障诊断  363
9.4.1气动故障及其诊断概述  363
9.4.2做好气动故障诊断及排除应具备的条件  363
9.4.3气动系统的常见故障类型  364
9.4.4气动系统故障特点  365
9.4.5气动系统的故障诊断策略及一般步骤  365
9.4.6气动系统故障诊断常用方法  366
9.4.7气动系统共性故障诊断排除方法  367
9.5气动系统故障诊断排除典型案例  368
9.5.1HT6350 卧式加工中心主轴换刀慢及空气污染故障诊断排除  368
9.5.2挤压机接料小车气动系统换向故障诊断排除  368
9.5.3膨化硝铵炸药膨化过程气动系统气源故障诊断排除  370
9.5.4烟草样品制作机气动系统压力故障诊断排除  370
9.5.5连铸连轧设备气动系统故障排除  371
9.5.6通过式磨革机气动系统漏气故障诊断排除  374
9.5.7祖克浆纱机气动系统泄漏故障排除  375
9.5.8挖掘机气动系统空压机常见故障诊断排除  376
9.5.9FCC7KCi-C型60Co治疗机气动系统常见故障诊断排除  377

附录常用气动图形符号（GB/T 786.1—2009摘录）  379

参考文献  385