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S 25
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