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第2篇 气压传动与控制 3

第1章 气动技术概述 3

1 气压传动工作原理和组成 3

2 气压传动的优缺点 3

2.1 气压传动的优点 3

2.2 气压传动的缺点 4

2.3 气动技术与其他传动（及控制）技术的性能比较 4

3 气压传动技术的应用和发展 4

3.1 气压传动技术的应用 4

3.2 气压传动技术发展趋势 5

第2章 气压传动理论基础 7

1 空气的物理性质 7

1.1 空气的组成 7

1.2 气体的压力 7

1.3 空气的密度及比容（质量体积） 8

1.4 空气的黏性 8

1.5 空气的压缩性和膨胀性 8

1.6 空气的湿度和含湿量 8

2 空气的热力学性质 12

2.1 空气热力学的几个基本概念 12

2.2 热力学第一定律 17

2.3 气体状态变化的热力学过程 19

3 气体在管道中的流动特性 23

3.1 声速和马赫数 23

3.2 气体流动的基本方程 24

3.3 气体经过变截面管的等熵流动 25

4 气动元件及回路的流量特性 29

4.1 气动元件的流量特性 29

4.2 气动回路的流量特性 34

5 充、放气过程的热力学特性 36

5.1 充、放气现象的基本方程 36

5.2 固定容器的充气特性和放气特性 38

第3章 气源系统及空气净化处理装置 44

1 气压发生装置 44

1.1 空气压缩机 44

1.2 真空发生装置 52

2 压缩空气的品质及净化处理装置 58

2.1 压缩空气的品质 58

2.2 压缩空气的净化处理装置 59

3 空气压缩机站的设计 75

3.1 空气压缩机站的设计依据 75

3.2 空气压缩机站的设计步骤 76

第4章 气动执行组件 77

1 概述 77

1.1 气动执行组件的分类 77

1.2 气动执行组件的特点 77

2 气马达 77

2.1 概述 77

2.2 叶（滑）片式气马达 77

2.3 活塞式气马达 80

2.4 齿轮式气马达 81

2.5 气马达的选择 82

3 气缸 83

3.1 气缸的分类 83

3.2 直线运动气缸 85

3.3 摆动气缸 126

3.4 气动手指 132

4 其他执行元件 134

第5章 气动控制元件 137

1 气动控制阀的分类及特性 137

1.1 气动控制阀的分类 137

1.2 控制阀的结构特性 137

2 压力控制阀 144

2.1 概述 144

2.2 减压阀 144

2.3 溢流阀（安全阀） 152

2.4 顺序阀 155

2.5 增压阀 156

3 流量控制阀 158

3.1 节流阀的节流特性 158

3.2 节流阀的结构和种类 159

3.3 流量控制阀的性能参数 162

3.4 流量控制阀的选择与使用 162

4 方向控制阀 163

4.1 方向控制阀的分类 163

4.2 常用换向控制阀的结构及工作原理 168

4.3 单向型控制阀的结构及工作原理 184

4.4 方向控制阀的主要性能参数 186

4.5 方向控制阀的选用 188

4.6 常用换向阀的性能指标 190

5 气动比例、伺服控制阀 195

5.1 概述 195

5.2 气动比例／伺服阀的主要组成及分类 195

5.3 电气—机械转换器的主要结构及工作原理 196

5.4 气动放大器 200

5.5 典型气压比例控制阀、气动伺服阀的结构及工作原理 203

5.6 比例控制阀／气动伺服阀的使用注意事项 209

第6章 气动辅助元件 210

1 油雾器 210

1.1 概述 210

1.2 油雾器的分类 210

1.3 油雾器的工作原理 210

1.4 典型油雾器的结构、原理及特性 211

1.5 油雾器的特性参数 215

1.6 油雾器的选用、安装与维护 215

2 气源处理二联件和三联件 216

2.1 概述 216

2.2 工作原理 217

3 自动排水器 217

3.1 浮子式自动排水器 217

3.2 弹簧式自动排水器 218

3.3 压差式自动排水器 218

3.4 电动式自动排水器 218

3.5 外部信号控制的自动排水器 219

4 气液转换器 220

4.1 气液转换器的结构 220

4.2 气液转换器的选择使用 220

5 消声器 220

5.1 概述 220

5.2 消声器的工作原理及分类 222

5.3 消声器的结构和特性 223

5.4 消声器的选择使用 225

6 外部缓冲器 225

6.1 外部缓冲器的作用 225

6.2 液压缓冲器的结构及工作原理 225

6.3 主要性能参数 225

6.4 缓冲器的选择使用 225

7 真空吸盘及其他真空元件 226

7.1 真空吸盘 226

7.2 真空系统用阀件 228

7.3 真空发生器及真空切换阀的选定 229

7.4 真空系统元件的选择使用 230

8 传感、检测及转换元件 230

8.1 磁性开关 230

8.2 气—电转换器 233

8.3 气动位置传感器 236

8.4 气缸位置检测器 239

第7章 管件及气动密封 240

1 管件 240

1.1 管道 240

1.2 接头 242

1.3 软管 244

1.4 软管接头 245

1.5 管路系统及其布置原则 247

2 密封 249

2.1 密封的分类和密封原理 249

2.2 密封材料 250

2.3 密封的设计和使用 252

第8章 气动基本回路 256

1 气源处理回路 256

1.1 一次气源处理回路 256

1.2 二次气源处理回路 256

1.3 气源压力稳定回路 256

2 压力与力（力矩）控制回路 257

2.1 压力控制回路 257

2.2 力（或力矩）控制回路 258

3 方向控制回路 261

3.1 换向回路 261

3.2 往复换向（振荡）回路 263

4 速度控制回路 263

4.1 进、排气节流回路 263

4.2 速度换接回路 264

4.3 气、液转换调速回路 265

5 位置控制回路 267

5.1 阀控多位置控制回路 267

5.2 采用三位阀的位置控制回路 267

5.3 机械挡块控制的位置控制回路 268

5.4 气液转换器控制的位置控制回路 268

5.5 采用制动汽缸的位置控制回路 268

5.6 利用磁性开关（或行程开关）、机控阀等的位置控制回路 269

5.7 利用气动位置传感器的位置控制回路 270

5.8 利用压力信号的位置控制回路 270

5.9 采用比例阀、伺服阀的位置控制回路 270

5.10 采用高速开关（数字）阀的位置控制回路 270

6 往复及程序运动回路 271

6.1 往复动作回路 271

6.2 程序动作回路 273

7 同步控制回路 273

7.1 机械刚性连接同步控制回路 274

7.2 采用气液联动缸的同步控制回路 274

7.3 利用气液阻尼缸的同步控制回路 274

7.4 闭环同步控制回路 275

8 真空吸附回路 275

8.1 真空泵真空吸附回路 275

8.2 真空发生器真空吸附回路 275

8.3 配有真空保护阀的多个吸盘真空回路 276

9 安全保护回路 276

9.1 双手操作安全回路 276

9.2 过载保护回路 277

9.3 互锁回路 277

9.4 缓冲回路 277

9.5 气缸始动冲出防止回路 278

9.6 防止落下回路 279

9.7 残压排出回路 279

10 其他常用回路 280

10.1 手动和自动并用回路 280

10.2 计数回路 280

10.3 延时回路 280

10.4 冲压与冲击回路 281

10.5 液体流量控制回路 281

第9章 气动系统设计 282

1 概述 282

1.1 程序控制系统定义 282

1.2 气动程序控制系统组成 282

1.3 气动程序控制系统的分类 283

1.4 气动程序控制回路设计方法 284

2 全气动程序控制系统设计 285

2.1 常用逻辑控制回路 285

2.2 基本单元 288

2.3 工作程序的表示方法 289

2.4 障碍信号及其类型 290

2.5 障碍信号的判别方法 291

2.6 障碍信号的消除方法 294

2.7 单往复气动程序控制系统设计 301

2.8 多往复气动程序控制系统设计 305

3 继电器控制气动程序控制系统设计 307

3.1 常用继电器逻辑控制电路 307

3.2 典型的继电器控制气动回路 309

3.3 继电器控制气动程序控制系统设计 311

4 PLC控制气动程序控制系统设计 315

4.1 可编程控制器（PLC）的组成 315

4.2 可编程控制器（PLC）的工作原理 317

4.3 可编程控制器（PLC）的编程指令 317

4.4 PLC控制气动程序控制系统设计 322

5 气动系统设计程序 324

5.1 明确设计依据和工作要求 324

5.2 设计气动回路 328

5.3 气动元件及配管尺寸的确定 330

5.4 空气净化水平的确定 335

5.5 气源站的设计 335

第10章 气动系统应用实例 336

1 气动检测类应用实例 336

1.1 气桥法测量尺寸及分选 336

1.2 气动泄漏检测 337

1.3 气动式工件探测机构 339

1.4 自动喷雾罐的重量检查 340

1.5 气动逻辑式铸件检漏装置 341

1.6 气动尺寸自动分选机 342

2 气动搬运输送类应用实例 342

2.1 气垫搬运 342

2.2 注射成型机工件的自动送进、取出装置 343

2.3 纯气动式工件传送回路 344

2.4 冲床用电磁阀式传送装置 345

2.5 使用真空吸盘的搬送回路 346

3 自动生产线气动应用实例 347

3.1 自动装配线上的定位机构 347

3.2 自动生产线上的元件压入装置 347

3.3 装配线上的打印装置 348

3.4 气动微振压实造型机 348

4 机床气动应用实例 350

4.1 数控车床用真空卡盘 350

4.2 凸轮操纵式气控压蜡机 351

4.3 气—液传动在硬质合金刀片磨床中的应用 351

4.4 铣床夹持器 352

4.5 转塔式六角车床气动控制 352

4.6 槽形弯板机 353

5 气动工具应用实例 355

5.1 变压器铁心切断机 355

5.2 采用摆动气缸的变力矩扳手 356

5.3 外壳工件清洗机 356

6 气动供液与灌装应用实例 358

6.1 液体自动定量灌装系统 358

6.2 灌装系统 359

6.3 燧石的充填装置 359

6.4 喷涂机器人中的供液系统 361

6.5 用于制造胶带的黏着剂供给装置 362

6.6 人工心脏用气动源 363

7 造纸与印刷气动应用实例 364

7.1 气动自动打印机 364

7.2 带材跑偏控制 365

7.3 胶印轮转机气动张力控制系统 366

8 其他应用实例 367

8.1 锻造轧辊用机械手 367

8.2 手动阀门操作的自动开闭装置 368

8.3 罐体浸涂用升降机构 369

8.4 船舶前进与倒车的转换装置 370

8.5 重物转台 370

8.6 用微机控制的纸壳箱贮放系统 371

8.7 包装机气动系统 372

参考文献 374

第3篇 液力传动与液黏传动 377

第1章 概述 377

1 液力传动的基本概念 377

2 液力传动的特点和主要用途 377

2.1 液力传动的特点 377

2.2 液力传动的主要用途 378

3 液力元件图形符号 378

4 液力传动术语 380

5 液力元件的工作原理 383

5.1 速度的分解及速度三角形 384

5.2 液力元件的基本方程式 385

5.3 液力偶合器的工作原理 385

5.4 液力变矩器的工作原理 387

6 液力元件的特性 389

6.1 特性参数 389

6.2 特性曲线 391

7 液力元件的类比设计 393

7.1 相似理论在液力元件中的应用 393

7.2 相似准则 393

7.3 类比设计的步骤 394

8 液力传动的工作液体 394

8.1 液力传动对传动用油的基本要求 394

8.2 液力传动常用油的种类 395

8.3 水基难燃液的种类 396

第2章 液力元件试验 398

1 液力元件清洁度的检测方法 398

2 液力偶合器噪声检测规范 398

3 液力元件试验 400

3.1 液力偶合器试验 400

3.2 液力变矩器试验 402

第3章 液力偶合器 406

1 液力偶合器的分类 406

1.1 按功能分类 406

1.2 按叶片形状分类 422

1.3 按工作腔数量分类 423

2 液力偶合器基本参数 424

2.1 基本性能参数 424

2.2 规格尺寸 424

3 液力偶合器的设计计算 424

3.1 工作腔模型（腔型）及选择 424

3.2 工作腔有效直径的确定 424

3.3 叶片数目和叶片厚度 426

3.4 轴向力计算和轴承选择 427

3.5 叶轮及旋转壳体的设计 427

3.6 其他问题 428

3.7 辅助系统 429

4 液力偶合器的发热与冷却 430

5 液力偶合器的选型与应用 432

5.1 液力偶合器的应用 432

5.2 液力偶合器功率图谱 433

5.3 限矩型液力偶合器的选型与应用 433

5.4 调速型液力偶合器的选型与应用 434

5.5 调速型液力偶合器的辅助系统与设备成套 436

6 液力偶合器辅助系统及配套件 437

6.1 供油泵 437

6.2 电动执行器及电动操作器 439

6.3 测速系统 442

6.4 微机综合参数测试仪 443

6.5 可变函数发生器 444

7 液力偶合器调速与节能 445

7.1 我国风机、水泵运行中存在的问题 445

7.2 风机、水泵调速运行的必要性 445

7.3 风机、水泵变速调节的节能原理 446

7.4 各类调速方式的比较 448

7.5 调速型液力偶合器的调速节能 449

7.6 调速型液力偶合器的相对效率 450

7.7 限矩型液力偶合器的传动节能 450

8 液力偶合器运行特点 451

9 液力偶合器在典型设备上的应用及其匹配设计要点 452

9.1 大惯量设备 452

9.2 间歇供风、供水的风机、水泵 456

9.3 连续运行的风机、水泵 457

10 液力偶合器可靠性与故障分析 458

10.1 基本概念 458

10.2 限矩型液力偶合器的故障分析 459

10.3 调速型液力偶合器的故障分析 460

11 典型液力偶合器的产品型号 463

11.1 普通型液力偶合器与液力减速器 463

11.2 限矩型液力偶合器 463

11.3 调速型液力偶合器与液力偶合器传动装置 463

12 国外液力偶合器在中国的应用 467

12.1 KPT/KSL型液力偶合器 467

12.2 KX型液力偶合器 467

12.3 SVTL型液力偶合器 469

12.4 TPKL阀控调速型液力偶合器 469

12.5 R16K550前置齿轮式增速型液力偶合器传动装置 469

13 国内国外标准情况和对照 471

第4章 液力变矩器 472

1 液力变矩器的分类、性能和特点 472

1.1 单相液力变矩器 474

1.2 多相液力变矩器 475

1.3 可调液力变矩器 477

2 液力变矩器系列型谱 478

2.1 液力变矩器型号 478

2.2 向心涡轮液力变矩器系列型谱 478

2.3 单级向心涡轮液力变矩器形式和基本参数 479

2.4 双涡轮液力变矩器主要参数 479

2.5 轴流涡轮液力变矩器系列型谱 480

3 液力变矩器的结构 481

3.1 单相单级液力变矩器 481

3.2 二相单级液力变矩器 482

3.3 闭锁液力变矩器 482

3.4 导轮叶片可转动的可调液力变矩器 483

4 液力变矩器的辅助系统 483

4.1 液力变矩器的辅助系统 484

4.2 可调液力变矩器的辅助系统 485

4.3 液力变矩器辅助系统的辅件参数 485

5 液力变矩器的选型 486

5.1 液力变矩器的型式和参数选择 486

5.2 液力变矩器与动力机的共同工作 487

5.3 液力变矩器与动力机的匹配 489

5.4 液力变矩器与动力机匹配的优化 491

6 液力变矩器的产品型号与规格 492

6.1 单相单级向心涡轮液力变矩器 492

6.2 多相单级和闭锁液力变矩器 492

6.3 可调液力变矩器 492

6.4 液力传动装置 492

7 液力变矩器的应用及标准状况 546

7.1 液力变矩器的应用 546

7.2 国内国外标准情况和对照 546

第5章 液力机械变矩器 548

1 液力机械变矩器的分类 548

1.1 内分流液力机械变矩器 548

1.2 外分流液力机械变矩器 550

2 液力机械变矩器的应用 553

2.1 内分流液力机械变矩器的应用 553

2.2 外分流液力机械变矩器的应用 555

3 液力机械变矩器的产品型号与规格 558

3.1 双涡轮液力机械变矩器 558

3.2 外分流液力机械变矩器 558

3.3 液力机械传动装置 558

第6章 液黏传动 574

1 液黏传动及其分类 574

2 液黏传动的基本原理 574

2.1 硅油风扇离合器的工作原理 575

2.2 液黏调速离合器的工作原理 575

2.3 液黏传动的特点 575

3 液黏传动常用术语、型式和基本参数 575

3.1 液黏传动常用术语 575

3.2 型式 576

3.3 基本参数 576

4 液黏传动的工作液体 577

5 液黏调速离合器 578

5.1 集成式液黏调速离合器 578

5.2 分离式液黏调速离合器 578

5.3 液黏调速离合器运行特性 580

5.4 应用与节能 583

5.5 性能特点 584

5.6 常见故障与排除方法 584

6 液黏调速装置 585

6.1 平行轴传动液黏调速装置 585

6.2 带差动轮系的CST液黏调速装置 585

7 硅油风扇离合器 588

7.1 工作腔 588

7.2 储油腔 589

7.3 温控自动调速系统 589

8 硅油离合器 590

8.1 产品规格型号 590

8.2 性能曲线 590

8.3 产品特点 590

8.4 应用实例 591

9 液黏测功机 591

10 其他液黏传动元件 591

10.1 液黏制动器 591

10.2 液黏联轴器 592

11 国内国外标准情况和对照 593

参考文献 594

附录 597

A 国际单位制与其他单位制的换算 597

1 国际单位制与法定计量单位 597

1.1 国际单位制 597

1.2 法定计量单位 597

2 常用单位的换算表 599

B 液压气动图形符号（GB/T 786.1—2001） 603

1 名词术语 603

2 符号构成 603

3 管路、管路连接口和接头 605

4 控制机构和控制方法 605

5 旋转式能量转换元件——液压泵和马达 608

6 缸和特殊能量转换器 610

7 能量贮存器 610

8 动力源 610

9 能量控制和调节元件 610

10 油液贮存和调节元件 616

11 图例对照 617

C 我国现行的液压与气动国家标准和行业标准目录 619

D 油液黏度换算 624

1 条件黏度的定义及其相互间的换算关系 624

2 运动黏度与部分条件黏度值之间的换算表 624

E 液力偶合器传动装置技术参数及应用领域 628

1 国内外液力偶合器传动装置技术参数对照表 628

2 调速型液力偶合器与液力偶合器传动装置的应用领域与设备 628