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◆ 前言：◆
改革開放四十多年,我國已經(jīng)基本形成了完善的工業(yè)體系,各工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步日新月異。近年來世界各國制定了明確的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),更加促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,加快推進(jìn)制造業(yè)的IT化和自動化進(jìn)程,并以此為基礎(chǔ),逐步建成高效智能制造體系。
氣壓傳動以其潔凈、小型輕量化、集成化、易于推廣和普及的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于汽車制造、機(jī)械、電氣、紡織、化工、醫(yī)藥食品、包裝印刷、輕工等領(lǐng)域。在那些令人興奮的自動化裝置和高效率的生產(chǎn)線上,處處可以看到小巧的氣動元件的身影,氣動技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化的重要技術(shù)手段。在半導(dǎo)體、液晶面板、太陽能電池、生物醫(yī)藥、醫(yī)療設(shè)備等高端裝備領(lǐng)域,看起來似乎少了傳統(tǒng)氣動元件的身影,但由氣動技術(shù)衍生的新產(chǎn)品卻無處不在。氣動技術(shù)的發(fā)展、氣動新產(chǎn)品的開發(fā)及其在新興領(lǐng)域中的應(yīng)用,始終受到世界各國產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。
《現(xiàn)代實(shí)用氣動技術(shù)》一書是為SMC(中國)有限公司技術(shù)人員及廣大客戶技術(shù)培訓(xùn)編寫的,自1998年首次正式出版以來,歷經(jīng)2次修訂再版,累計(jì)印數(shù)達(dá)7萬余冊,深受廣大工程技術(shù)人員好評。應(yīng)廣大讀者的期望,決定再版發(fā)行。第4版保留了本書現(xiàn)代和實(shí)用的特色,同時盡量反映近年來氣動元件新產(chǎn)品及其在高新技術(shù)、新興領(lǐng)域的應(yīng)用,介紹氣動技術(shù)發(fā)展的新成果。我們要和廣大工程技術(shù)人員共同努力,讓氣動技術(shù)不斷延伸,讓氣動產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
針對聯(lián)合國提出的可持續(xù)發(fā)展的SDGs計(jì)劃和我國提出的碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo),今后我們必須重視氣動技術(shù)的節(jié)能減排和綠色發(fā)展,要從氣動產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造,直至使用、報廢、再利用的產(chǎn)品全生命周期審視和減少對生態(tài)環(huán)境的影響。本書強(qiáng)調(diào)了氣動技術(shù)與產(chǎn)品全生命周期低碳管理的方針,增編了氣動系統(tǒng)的節(jié)能理論、節(jié)能技術(shù)和系統(tǒng)管理。同時,考慮到現(xiàn)場技術(shù)人員的需求,進(jìn)一步充實(shí)了氣動元件和回路故障診斷、分析及解決對策等內(nèi)容。
本書各章節(jié)相互關(guān)聯(lián),又相對獨(dú)立,適用于不同讀者的需要。我相信,本書第4版的發(fā)行,對氣動技術(shù)應(yīng)用、回路設(shè)計(jì)、元件選型和系統(tǒng)維護(hù)等工作有所幫助,并真誠希望它能成為高職、大學(xué)本科及相關(guān)專業(yè)研究生的一本較好的現(xiàn)代氣動技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用方面的教材和反映氣動技術(shù)最新發(fā)展動向的參考書。
本書前3版的編寫與校對,公司技術(shù)顧問、北方工業(yè)大學(xué)徐文燦教授付出了巨大的努力,氣動功率與損失評價,氣動系統(tǒng)節(jié)能的理論與實(shí)踐等章節(jié),反映了北京航空航天大學(xué)蔡茂林教授最新的研究成果。
第4版《現(xiàn)代實(shí)用氣動技術(shù)》一書是在第3版的基礎(chǔ)上,增編了SMC氣動技術(shù)的最新發(fā)展成果,介紹了新型氣動元件及其在新興領(lǐng)域的應(yīng)用,著重強(qiáng)調(diào)了低碳經(jīng)濟(jì)下氣動技術(shù)的節(jié)能減排并重新審視和加強(qiáng)產(chǎn)品的生態(tài)管理,減少碳排放對環(huán)境的影響。參與再版重編工作的SMC(中國)有限公司年輕的工程技術(shù)人員完成了新增部分的主要撰寫工作,各篇內(nèi)容的主要編寫人員為:第一篇(基礎(chǔ)篇)張士宏,第二篇(元件篇)凌青、李慶光,第三篇(回路篇)汪林昊,第四篇(節(jié)能篇)陳洪濤,第五篇(維護(hù)篇)凌青,第六篇(設(shè)計(jì)選型篇)張士宏。
借此機(jī)會,對長期以來給予SMC(中國)有限公司年輕工程技術(shù)人員悉心指導(dǎo)的,公司技術(shù)顧問徐文燦教授(北方工業(yè)大學(xué))、蔡茂林教授(北京航空航天大學(xué))、王濤副教授(北京理工大學(xué))、SMC日本技術(shù)中心的張護(hù)平博士表示衷心的感謝。
近30年的創(chuàng)業(yè),我們欣喜地看到一批批年輕的工程技術(shù)人員在不斷成長,他們不負(fù)老一輩的期望,從第4版開始,他們擔(dān)負(fù)起內(nèi)容更新,新產(chǎn)品與新領(lǐng)域應(yīng)用以及反映氣動技術(shù)最新研究成果的編寫工作,長江后浪推前浪,衷心希望中國氣動行業(yè)人才輩出,事業(yè)更加興旺。
SMC(中國)有限公司
名譽(yù)董事長兼首席顧問
趙彤博士
第3版前言
現(xiàn)代實(shí)用氣動技術(shù)是以氣動自動化為主體,將機(jī)械自動化、電氣自動化,有些場合還將液壓自動化,緊密結(jié)合成一體的一種最先進(jìn)的傳動與控制技術(shù)。其應(yīng)用領(lǐng)域已不局限于普通機(jī)械、機(jī)床、汽車等一般工業(yè)領(lǐng)域,還迅速向有超干燥、超潔凈、高真空、節(jié)能環(huán)保、高速、高頻、高精度、小型、輕量等要求的電子半導(dǎo)體、生命科學(xué)、食品飲料、精密機(jī)械等眾多領(lǐng)域擴(kuò)展。氣動所控制的工作介質(zhì),雖然仍以壓縮空氣為主,但已經(jīng)擴(kuò)展到對高真空氣體、水、水蒸氣、油、酸、堿、有機(jī)溶劑等多種氣體和液體的流動進(jìn)行控制。故本書不僅編入各種典型的氣動元件和新型的氣動元件,如比例閥、超低功率電磁閥、高真空閥、高精度氣缸、平穩(wěn)運(yùn)動氣缸、高壓氣動元件等,還編入了與氣動自動化相配合,以達(dá)到更高控制水平所需要的一些電氣元器件,如電動執(zhí)行器、溫調(diào)器、靜電消除器等;編入了適合對多種液體和氣體進(jìn)行控制的流體閥、化學(xué)液用閥、管接頭、壓力開關(guān)、流量開關(guān)、氣動隔膜泵等。加上熟悉氣動技術(shù)所必需的基本知識、基本回路、應(yīng)用回路及氣動回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法方面的內(nèi)容,及對氣動元件及系統(tǒng)進(jìn)行管理、維護(hù)和故障處理方面的內(nèi)容,故本書是一本內(nèi)容全面、技術(shù)先進(jìn)、適用性強(qiáng)的氣動技術(shù)專著。
書中介紹了世界各國常用的表達(dá)氣動元件流量特性的各種參數(shù),例如:流通能力CV、KV值,額定流量下的壓力降,流量-壓力降特性曲線,有效面積A,容量系數(shù)AV,有效截面面積S,流量系數(shù)Cd,聲速流導(dǎo)C和臨界壓力比b,以及這些特性參數(shù)的相互聯(lián)系和換算方法,并指出它們各自的特點(diǎn)和局限性,以便讀者正確選用最適合的特性參數(shù)。書中介紹了如何計(jì)算并聯(lián)和串聯(lián)氣動回路的流量特性參數(shù),由此可推廣計(jì)算任何復(fù)雜氣動回路的流量特性參數(shù)。這樣,給定各氣動元件的流量特性參數(shù),在一定壓力差作用下,便可計(jì)算出通過各個氣動元件,以及由這些元件組成的任何氣動回路的流量。已知?dú)鈩踊芈废到y(tǒng)的流量特性參數(shù),便可對該氣動回路系統(tǒng)中的各類元件進(jìn)行選型,并以實(shí)例加以說明。充放氣特性一章,介紹固定容器在一定條件下的充放氣時間計(jì)算和氣動元件及氣動回路系統(tǒng)的動態(tài)特性分析計(jì)算。壓縮空氣的能量一章,提出評價壓縮空氣有效能量的指標(biāo),可作為衡量氣動系統(tǒng)的功率損失和評價節(jié)能的依據(jù)。
元件篇介紹了各種元件的作用、種類、工作原理、技術(shù)參數(shù)、選用方法及使用注意等。因SMC公司有10100多個品種的氣動元件,本書不可能完全介紹,只能介紹一些典型元件的結(jié)構(gòu)原理、元件選用的一些大致原則和方法,以及主要的注意事項(xiàng)。讀者掌握了這些知識,便可容易地閱讀本公司各種元件的詳細(xì)的產(chǎn)品樣本,從這些樣本中,了解你所關(guān)心的元件的結(jié)構(gòu)、詳細(xì)的選用方法和選用的圖表資料等。
氣動回路控制,目前大部分已使用可編程序控制器(PLC)。PLC控制已有大量資料論述,本書不作介紹。對氣動程序控制回路的設(shè)計(jì),本書介紹了一種信號-動作狀態(tài)圖法。對初學(xué)者來說,此方法簡單易懂,容易理解行程程序回路設(shè)計(jì)的主要關(guān)鍵所在,各執(zhí)行元件與控制元件之間的相互聯(lián)系也一目了然,有利于繪制氣動回路圖,也便于對氣動回路的故障進(jìn)行分析和采取對策。掌握了這些內(nèi)容,對理解PLC控制氣動回路系統(tǒng)是有幫助的。
與本書第2版相比,第3版刪除了一些使用量小及已被新產(chǎn)品取代的老產(chǎn)品,增補(bǔ)了許多近幾年來得到較多使用,以及為適應(yīng)氣動技術(shù)的最新發(fā)展而開發(fā)的新型元器件,增補(bǔ)了許多適用回路及氣動系統(tǒng)完整的設(shè)計(jì)步驟和方法等。
本書所有元器件、大量應(yīng)用回路及管理、故障分析內(nèi)容,都來自SMC公司提供的產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料。基礎(chǔ)篇除基本知識外,大部分為本書編者多年研究成果的總結(jié)。氣動回路設(shè)計(jì)方法及其他少量內(nèi)容,考慮到本書內(nèi)容的完整性,參考或引用了其他書籍和刊物,已在參考文獻(xiàn)中列出。
本書對氣動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和選型人員,對氣動應(yīng)用現(xiàn)場的操作管理人員,對高等院校及中等技術(shù)學(xué)校的機(jī)電自動化等專業(yè)的師生了解氣動自動化,都是一本十分有用的科技書。
本書第七章由SMC(中國)有限公司技術(shù)顧問、北京航空航天大學(xué)蔡茂林教授編寫,其余部分由北方工業(yè)大學(xué)徐文燦教授編寫。書中氣動元件插圖由SMC(中國)有限公司技術(shù)人員周敏杰、楊瑞誠、汪林昊制作。
SMC(中國)有限公司總經(jīng)理、工學(xué)博士趙彤教授規(guī)劃了本書編寫的宗旨和框架,對各章節(jié)提出了許多指導(dǎo)性意見,為本書內(nèi)容的完整性、先進(jìn)性、實(shí)用性奠定了基礎(chǔ)。
受到編者水平的限制,書中難免存在一些不足和錯誤,懇請讀者批評指正。
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