了得網醫學_現代機械設計手冊氣壓傳動與控制設計第2版單行本吳曉明編

●第21篇氣壓傳動與控制設計
章氣壓傳動技術基礎
1.1氣動繫統的特點及構成21-3
1.2空氣的性質21-6
1.2.1空氣在不同壓力和溫度下的密度21-6
1.2.2干空氣的物理特性參數21-9
1.2.3加在十次方倍數前面的序數21-10
1.2.4不同應用技術所使用的壓力（物理、氣像、氣動、真空）21-11
1.2.5氣動常用單位之間的換算關繫21-11
1.2.6不同海撥高度氣體的壓力和溫度21-12
1.2.7空氣含濕量、溫度與密度的關繫21-13
1.2.8空氣中水飽和值——露點21-15
1.3氣體的基本熱力學與動力學規律21-19
1.3.1氣體的狀態變化及其熱力學過程21-19
1.3.2氣體的基本動力學規律21-20
1.3.3氣體通過收縮噴嘴或小孔的流動21-20
1.3.4容器的充氣和放氣特性21-21
1.3.5氣阻和氣容的特性及計算21-23
1.3.6管路的壓力損失21-24
1.3.7由於管路配件引起的壓力損失21-26
1.3.8由於管道摩擦引起的壓力損失21-26
1.3.9通過孔口的流量21-26
1.3.1件的簡化計算模型21-27
1.3.11測定b和C值21-28
1.3.12氣動組件的連接21-29
1.3.13日本管道JIS和美國管道NPT尺寸的轉換21-30
1.4氣動技術常用術語及圖形符號21-31
1.4.1氣動技術常用術語21-31
1.4.2氣動技術圖形符號21-31
1.5氣動技術基礎事項21-52
1.5.件及繫統公稱壓力繫列21-52
1.5.件的流通能力的表示方法21-52
1.5.2.件流量特性的測定21-52
1.5.2.件流通能力的其他表示方法21-55
1.5.3空氣的品質21-56
1.5.3.1壓縮空氣的品質分級與應用場合21-56
1.5.3.2各種應用場合對空氣品質的要求21-57
1.5.3.3空氣中的雜質件的影響21-57
1.5.3.4ISO 8573-1：2010空氣質量標準21-58
1.5.4密封21-58
1.5.件氣口螺紋21-60
1.6氣動技術常用計算公式和圖表21-65
第2章氣動繫統
2.1氣動基本回路21-67
2.1.1換向回路21-67
2.1.2速度控制回路21-69
2.1.3壓力與力控制回路21-70
2.1.4位置控制回路21-73
2.2典型應用回路21-75
2.2.1同步回路21-75
2.2.2延時回路21-76
2.2.3自動往復回路21-76
2.2.4防止啟動飛出回路21-77
2.2.5防止落下回路21-78
2.2.6緩衝回路21-78
2.2.7真空回路21-79
2.2.8基本邏輯回路21-80
2.2.9其他回路21-84
2.2.10應用舉例21-90
2.3氣動繫統的控制21-103
2.3.1DIN 19226標準給出的控制繫統類型21-103
2.3.2根據信息的表示形式和信號處理形式的不同來分類的控制繫統21-103
2.3.3根據信號處理形式的不同來分類的控制繫統21-103
2.3.4根據有否反饋來分類的控制繫統21-103
2.3.5監控21-104
2.3.6氣動順序控制繫統21-105
2.3.7繼電器控制繫統21-106
2.3.7.1常用繼電器控制電路21-106
2.3.7.2典型的繼電器控制氣動回路21-108
2.3.8可編程控制器控制繫統21-112
2.3.8.1可編程控制器的組成21-112
2.3.8.2可編程控制器工作原理21-113
2.3.8.3可編程控制器常用編程指令21-114
2.3.8.4控制繫統設計步驟21-116
2.3.8.5控制繫統設計舉例21-117
2.3.9全氣動控制繫統21-118
2.3.9.1梯形圖符號集21-118
2.3.9.2設計流程21-120
2.3.9.3基本回路21-121
2.3.9.4應用回路21-121
2.3.9.5應用實例21-129
2.3.10計算機數字控制繫統CNC21-129
2.3.11機器人控制繫統RC21-129
2.3.12氣動非時序邏輯繫統設計21-129
2.3.13設計舉例21-130
2.3.13.1用公式法化簡邏輯函數21-130
2.3.13.2應用卡諾圖化簡邏輯函數21-131
2.4氣動繫統自動化21-132
2.4.1快速步進器21-132
2.4.1.1雙手控制模塊21-132
2.4.1.2氣動計數器21-134
2.4.1.3氣動定時器21-134
2.4.1.4電氣計數器21-135
2.4.1.5差壓調節器21-135
2.4.1.6氣動繼電器21-135
2.4.1.7單噴嘴擋板放大器21-136
2.4.2伺服定位繫統21-136
2.4.2.1帶有位移傳感器的驅動器21-136
2.4.2.2軸控制器21-136
2.4.3抓取繫統21-136
2.4.3.1抓取模塊21-136
2.4.3.2笛卡兒繫統21-137
2.4.3.3平行運動繫統21-137
2.4.3.4控制器21-137
2.4.4氣動自動化輔件21-138
第3件的選型及計算
3.1氣源設備21-144
3.1.1空氣壓縮機21-144
3.1.2後冷卻器21-150
3.1.3主管道過濾器21-150
3.1.4儲氣罐21-151
3.1.5干燥器21-152
3.1.6自動排水器21-154
3.2氣件21-155
3.2.1氣件的分類21-155
3.2.2氣缸21-157
3.2.2.1氣缸的分類21-157
3.2.2.2氣缸的常用安裝方式21-161
3.2.2.3氣缸的結構21-162
3.2.2.4氣缸特性21-178
3.2.2.5理論出力表21-180
3.2.2.6無杆氣缸的轉矩限制21-183
3.2.2.7負載比（工作壓力5bar，摩擦因數0.01、0.2）21-183
3.2.2.8氣缸質量（工作壓力5bar，負載比85%，氣缸直徑25～100mm）21-184
3.2.2.9每100mm行程雙作用氣缸的空氣消耗量（修正了絕熱過程的損失）21-184
3.2.2.10雙作用氣缸從20～100mm缸徑的理論耗氣量(100mm行程時)21-185
3.2.2.11雙作用氣缸20～100mm缸徑時的實際流量21-185
3.2.2.12氣缸的壓杆穩定計算21-185
3.2.2.13氣缸相關標準選摘21-187
3.2.2.14氣缸的選擇21-190
3.2.3氣馬達21-190
3.2.3.1氣馬達與液壓馬達和電動機的比較21-190
3.2.3.2氣馬達、液壓馬達和電機的功率質量比與功率體積比21-193
3.2.3.3各種形狀物體的轉動慣量計算公式21-193
3.2.3.4計算換算到馬達軸的負載轉矩21-195
3.2.3.5氣馬達的結構原理及特性21-195
3.2.3.6氣馬達的特點21-198
3.2.3.7氣馬達的選擇和特性21-198
3.2.3.8氣馬達回路21-200
3.2.4擺動氣缸21-202
3.2.5氣爪21-202
3.2.5.1氣爪分類21-203
3.2.5.2氣爪受力計算21-204
3.2.5.3氣爪使用注意事項21-205
3.2.5.4SMC公司氣爪的選定21-208
3.2.6氣動人工肌肉21-212
3.2.6.1氣動人工肌肉的分類21-212
3.2.6.2氣動人工肌肉的特性21-218
3.2.6.3氣動人工肌肉的研究方向與應用21-218
3.2.7氣動機構21-219
3.2.7.1滑動機構21-219
3.2.7.2滾動機構21-219
3.2.7.3連杆機構21-221
3.2.7.4阻擋機構21-231
3.2.7.5連杆增力機構21-231
3.2.7.6氣動擴力機構21-234
3.2.7.7升降臺21-235
3.2.7.8用氣動缸驅動的繩索機構21-237
3.2.7.9使用齒輪齒條的直線運動機構21-242
3.2.7.10使用回轉式執行機構的擺動運動機構21-242
3.2.7.11使用回轉式執行機構的回轉運動機構21-243
3.2.7.12使用擺動或回轉馬達的直線運動機構21-243
3.2.7.13使用直線式氣動缸的回轉運動機構21-244
3.3氣件21-244
3.3.1方向控制閥21-244
3.3.1.1換向閥21-244
3.3.1.2其他方向控制閥21-253
3.3.1.3閥島21-254
3.3.2壓力控制閥21-258
3.3.2.1減壓閥21-258
3.3.2.2安全閥21-264
3.3.2.3增壓閥21-265
3.3.3流量控制閥（節流閥）21-265
3.3.3.1流量控制閥的分類、結構和工作原理21-266
3.3.3.2節流閥的典型流量特性21-268
3.3.3.3節流閥的選擇21-268
3.4氣動管路設備及氣動附件21-268
3.4.1過濾器21-268
3.4.2油霧器21-271
3.4.3氣源處理三聯件和二聯件21-271
3.4.4管接頭21-272
3.4.5氣動視覺指示器21-273
3.4.6二位二通螺紋插裝閥（單向閥）21-273
3.4.7鎖定閥21-273
3.4.8儲氣罐充氣閥21-275
3.4.9呼吸器21-275
3.4.10自動排水器21-275
3.4.11快速排氣閥21-275
3.4.12典型的梭閥21-276
3.4.13自動電氣排水閥21-277
3.4.14氣管21-277
3.4.14.1氣動管道的尺寸21-277
3.4.14.2氣動管道允許的最高工作壓力和最小彎曲半徑21-278
3.4.14.3壓力與溫度轉換繫數21-278
3.4.15消聲器21-279
3.4.16油壓緩衝器21-279
3.件及真空繫統21-283
3.5.1空壓機和真空泵的分類21-283
3.5.2壓力等級和術語21-284
3.5.3真空繫統的構成、分類及應用21-284
3.5.3.1真空範圍與應用21-284
3.5.3.2通過孔口的真空流量21-285
3.5.3.3常用的真空度量單位21-285
3.5.3.4壓力繫統和真空繫統原理對照21-287
3.5.3.5可用的組合式壓縮機/真空泵繫統21-287
3.5.3.6真空泵與真空發生器的特點21-287
3.5.3.7真空泵的分類21-288
3.5.3.8真空泵的性能21-288
3.5.3.9真空泵的選擇21-290
3.5.3.10真空泵的正確使用與保養要點21-293
3.5.4真空繫統的構成、分類及應用21-293
3.5.5真空發生器21-295
3.5.6真空吸盤21-298
3.5.7真空輔件和真空繫統21-301
3.6氣動比例（伺服件21-306
3.6.1氣動比例（伺服）控制繫統21-306
3.6.2氣動比例（伺服）閥21-308
3.6.2.1氣動比例（伺服）閥的分類21-308
3.6.2.2氣動比例（伺服）閥的主要構成部件及其工作原理21-309
3.6.2.3典型電-氣比例閥21-314
3.6.3氣動比例（伺服）繫統應用舉例21-319
3.6.4電氣比例閥用控制器21-320
3.6.5電氣比例定位器21-322
3.6.6電氣比例變換器21-323
3.6.7終端定位模塊與電子末端定位軟停止控制器21-325
3.7安全氣動件21-326
3.7.1軟啟動洩氣閥21-326
3.7.2接頭型截止閥21-326
3.7.3氣動保險絲21-326
3.7.4自卸空安全快速接頭21-328
3.7.5雙手控制裝置21-328
3.7.6鎖定閥21-330
3.7.7速度控制閥（帶殘壓釋放閥）21-331
3.7.8緩慢啟動電磁閥減速閥（外部先導式電磁閥）21-331
3.8氣件21-332
3.8.1基本邏輯門21-332
3.8.2的性能、結構和工作原理21-332
3.8.3常件21-338
3.8.3.1截止件21-338
3.8.3.2膜片件21-344
3.8.3.3滑閥件21-346
3.8.3.4順序21-349
3.8.3.5氣件的性能及使用21-350
3.8.3.6氣動邏輯控制的選擇21-352
3.8.3.7氣件產品（park公司）21-354
第4章信號轉換裝置
4.1氣-電轉換器21-356
4.1.1干簧管式氣-電轉換器21-356
4.1.2膜片式氣-電轉換器21-356
4.1.3壓力開關21-357
4.1.3.1高低壓控制器21-357
4.1.3.2可調壓力開關21-358
4.1.3.3多用途壓力開關21-358
4.2電-氣轉換器21-359
4.3氣-液轉換器21-359
4.3.1工作原理21-359
4.3.2選用21-361
4.3.3使用注意事項21-362
4.4件21-364
4.4.1氣-液阻尼缸21-364
4.4.2氣-液增壓缸21-367
第5章高壓氣動技術和氣力輸送
5.1高壓氣動技術21-369
5.1.1高壓壓縮空氣的主要來源21-369
5.1.2高件和輔件21-370
5.1.3使用高壓氣動時注意問題21-376
5.1.4高壓氣動技術的應用21-376
5.2氣力輸送21-379
5.2.1氣力輸送的特點21-379
5.2.2氣力輸送裝置的型式21-379
5.2.3氣力輸送裝置的主要設備21-383
5.2.3.1供料器21-383
5.2.3.2輸料管道、管件21-385
5.2.3.3分離器（卸料器）21-386
5.2.3.4閉風器21-388
5.2.3.5除塵器21-388
5.2.3.6氣源機械21-388
5.2.3.7消聲器21-388
5.2.4氣力輸送的應用21-388
第6章氣動繫統的維護及故障處理
6.1維護保養21-390
6.2維護工作內容21-392
6.3故障診斷與對策21-393
6.4常見故障及其對策21-395
6.5氣動繫統的噪聲控制21-400
6.5.1往復壓縮機的噪聲對策21-400
6.5.1.1整機噪聲組成21-400
6.5.1.2壓縮機的噪聲控制21-400
6.5.1.3低噪聲壓縮機站的設計21-401
6.5.2回轉式壓縮機的噪聲對策21-401
6.6壓縮空氣洩漏損失及其對策21-404
6.7壓縮空氣繫統的節能21-404
6.7.1壓縮空氣繫統能耗評價體繫及節能診斷方法21-404
6.7.2空壓機群運行優化管理21-404
6.7.3供氣環節節能監控管理21-405
6.7.4末端節能用氣設備21-406
第7件產品
7.1氣動執行器21-407
7.1.1普通單活塞杆氣缸21-407
7.1.1.1PB繫列單活塞杆氣缸（φ4～16）21-407
7.1.1.2QCJ2繫列微型單活塞杆氣缸（φ6～16）21-412
7.1.1.310Y-1繫列小型單活塞杆氣缸（φ8～50）21-417
7.1.1.4QGP繫列單活塞杆氣缸（φ10，φ16）21-421
7.1.1.5QC85繫列標準小型單活塞杆氣缸（ISO 6432）（φ10～25）21-425
7.1.1.6MA繫列單活塞杆氣缸（φ16～63）21-427
7.1.1.7QGBX小型單活塞杆氣缸（ISO 6432）（φ20～32）21-433
7.1.1.8QGX小型單活塞杆氣缸（φ20～40）21-435
7.1.1.9QCM2繫列小型單活塞杆氣缸（日本規格）（φ20～40）21-441
7.1.1.10QC75繫列小型單活塞杆氣缸（歐洲規格）（φ32～40）21-444
7.1.1.11QDNC繫列標準方型單活塞杆氣缸（ISO 6431）（φ32～100）21-446
7.1.1.12QSC繫列標準單活塞杆氣缸（ISO 6430）（φ32～100）21-449
7.1.1.13QGBZ中型單活塞杆氣缸（ISO 15552）（φ32～125）21-452
7.1.1.14QC95繫列單活塞杆標準氣缸（ISO 6431）（φ32～200）21-458
7.1.1.1510B-5繫列無拉杆氣缸（φ32～200）21-461
7.1.1.16QGZ中型單活塞杆氣缸（φ40～100）21-464
7.1.1.17QGC繫列重載單活塞杆氣缸（φ80～160）21-469
7.1.1.18JB繫列緩衝單活塞杆氣缸（φ80～400）21-470
7.1.1.19QGD大型單活塞杆氣缸（φ125～350）21-473
7.1.2普通雙活塞杆氣缸21-481
7.1.2.1XQGAX2繫列小型雙活塞杆氣缸（φ12～32）21-481
7.1.2.2QGY（EW）繫列雙活塞杆薄型氣缸（φ20～125）21-481
7.1.2.3QGEW-2繫列無給油潤滑雙活塞杆氣缸（φ32～160）21-482
7.1.2.410A-3ST繫列雙活塞杆緩衝氣缸（φ32～400）21-484
7.1.2.5XQGAy2（By2）繫列輕型雙活塞杆氣缸（φ40～63）21-485
7.1.2.6QGEW-3繫列無給油潤滑雙活塞杆氣缸（φ125～250）21-485
7.1.3薄型氣缸21-486
7.1.3.1QCQS繫列薄型氣缸（日本規格）（φ12～25） 21-486
7.1.3.2ACP繫列薄型氣缸（φ12～100）21-488
7.1.3.3ACQ繫列超薄型氣缸（φ12～100）21-492
7.1.3.4SDA繫列超薄型氣缸（φ12～100）21-500
7.1.3.5QCQ2繫列薄型氣缸（日本規格）（φ12～100)21-507
7.1.3.6QGDG繫列薄型帶導杆氣缸（φ12～100）21-510
7.1.3.7QCN繫列薄型氣缸（歐洲規格）（φ16～100）21-512
7.1.3.8QADVU繫列緊湊型薄型氣缸（φ16～100）21-515
7.1.3.9QGY繫列無給油潤滑薄型氣缸（φ20～125）21-519
7.1.3.10QGY-M繫列杆端外螺紋薄型氣缸（φ20～125）21-520
7.1.3.11QGS短行程/緊湊型薄型氣缸（φ32～100） 21-521
7.1.3.12QGY（Z）繫列帶導杆防轉薄型氣缸（φ32～100）21-523
7.1.4擺動氣缸21-524
7.1.4.1ACK繫列擺動氣缸（φ25～63）21-524
7.1.4.2QGHJ繫列回轉夾緊氣缸（φ25～63）21-525
7.1.4.3QGK繫列無給油潤滑齒輪齒條擺動氣缸（φ20～125）21-526
7.1.4.4QRC繫列擺動氣缸（φ40～125）21-529
7.1.4.5QGH擺動（回轉）氣缸（φ50～100）21-530
7.1.5其他特殊氣缸21-531
7.1.5.1無活塞杆氣缸21-531
7.1.5.2行程可調氣缸21-537
7.1.5.3增力氣缸21-539
7.1.5.4步進氣缸21-540
7.1.5.5帶導杆氣缸21-544
7.1.5.6衝擊氣缸21-556
7.1.5.7氣-液缸21-557
7.1.5.8膜片氣缸21-559
7.2方向控制閥21-560
7.2.1四通、五通電磁換向閥21-560
7.2.1.13KA2繫列電磁換向閥（Rc1/8）21-560
7.2.1.2M3KA2繫列電磁換向閥（Rc1/8～Rc1/4）21-562
7.2.1.33KA3繫列換向閥（Rc1/4）21-563
7.2.1.4M3KA3集裝型電磁換向閥（Rc1/4，Rc3/8）21-565
7.2.1.5QDI繫列電控換向閥（DN6～DN25）21-566
7.2.1.64V100繫列電磁換向閥（M5～Rc1/8）21-567
7.2.1.74M100～300繫列電磁換向閥（Rc1/8～Rc3/8）21-569
7.2.1.8XQ繫列二位五通電控換向閥（G1/8～G1/2）21-572
7.2.1.9XQ繫列三位五通電控換向閥（G1/8～G1/4）21-573
7.2.2二通、三通電磁換向閥21-574
7.2.2.1Q23DI型電磁先導閥（DN1.2～DN3）21-574
7.2.2.23V100繫列電磁換向閥（M5～Rc1/8）21-575
7.2.3氣控換向閥21-577
7.2.3.13A100繫列氣控換向閥（M5～Rc1/8）21-577
7.2.3.24A100繫列氣控換向閥（M5～Rc1/8）21-579
7.2.3.33KA2繫列5通氣控閥（M5～Rc1/8）21-580
7.2.3.43KA3繫列5通氣控閥（Rc1/8～Rc1/4）21-581
7.2.3.53KA4繫列5通氣控閥（Rc1/8～Rc3/8）21-582
7.2.4手控、機控換向閥21-584
7.2.4.1234R8繫列四通手動轉閥（G1/8～G3/4）21-584
7.2.4.2S3繫列機械閥（M5～Rc1/4）21-586
7.2.5單向閥21-588
7.2.5.1KA繫列單向閥（DN3～DN25）21-588
7.2.5.2KAB繫列可控型單向閥（DN8～DN25）21-589
7.2.6其他方向控制閥21-590
7.2.6.1QS繫列梭閥（DN3～DN25）21-590
7.2.6.2KP繫列快速排氣閥（DN3～DN25）21-591
7.2.6.3KSY繫列雙壓閥（DN3～DN15）21-591
7.2.6.4XQ繫列二位三通、二位五通氣控延時換向閥（G1/8～G1/4）21-592
7.3流量控制閥21-593
7.3.1QLA繫列單向節流閥（DN3～DN25）21-593
7.3.2ASC繫列單向節流閥（Rc1/8～Rc1/2）21-595
7.4壓力控制閥21-596
7.4.1減壓閥21-596
7.4.1.1QAR1000～5000繫列空氣減壓閥（M5～G1）21-596
7.4.1.2QTYA繫列空氣減壓閥（DN3～DN15）21-599
7.4.1.3QPJM2000繫列精密減壓閥（G1/4）21-600
7.4.2順序閥21-601
7.5氣動管路設備21-601
7.5.1空氣過濾器21-601
7.5.1.1QAF1000～5000繫列空氣過濾器（M5～G1）21-601
7.5.1.2QAFM3000～4000油霧分離器（G1/4～G1/2）21-603
7.5.1.3QAFD3000～4000繫列微霧分離器（G1/4～G1/2）21-604
7.5.1.4QAMG3000～4000繫列水滴分離器（G1/4～G1/2）21-605
7.5.1.5QSLA繫列空氣過濾器（DN3～DN15）21-606
7.5.2油霧器21-607
7.5.2.1QAL1000～5000繫列空氣油霧器（M5～G1）21-607
7.5.2.2QYWA繫列油霧器（DN3～DN15）21-609
7.5.3過濾減壓閥21-610
7.5.3.1QAW1000～4000繫列空氣過濾減壓閥（M5～G3/4）21-610
7.5.3.2QFLJB繫列空氣過濾減壓閥（DN8～DN25）21-612
7.5.4過濾器、減壓閥、油霧器三聯件（二聯件）21-613
7.5.4.1QAC1000～5000繫列空氣過濾組合（M5～G1）21-613
7.5.4.2QFLJWA繫列三聯件（DN3～DN25）21-616
第8章相關技術標準及資料
8.1氣動相關技術標準21-618
8.2IP防護等級21-624
8.3關於淨化車間及相關受控環境空氣等級標準及說明21-625
8.4關於靜電的標準及說明21-628
8.5關於防爆的標準21-631
8.6食品包裝行業相關標準及說明21-631
8.7用於電子顯像管及噴漆行業的不含銅及聚四氟乙烯的產品21-635
8.8美國危險品表21-636
8.9危險等級劃分表21-637
8.10加拿大危險品表21-637
8.11材料相容性表21-638
參考文獻21-640

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