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◆ 前言：◆
改革開放四十多年,我國已經基本形成了完善的工業(yè)體系,各工業(yè)領域的發(fā)展和技術進步日新月異。近年來世界各國制定了明確的低碳經濟發(fā)展目標,更加促進了產業(yè)的轉型升級,加快推進制造業(yè)的IT化和自動化進程,并以此為基礎,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,廣泛應用于汽車制造、機械、電氣、紡織、化工、醫(yī)藥食品、包裝印刷、輕工等領域。在那些令人興奮的自動化裝置和高效率的生產線上,處處可以看到小巧的氣動元件的身影,氣動技術是實現工業(yè)自動化的重要技術手段。在半導體、液晶面板、太陽能電池、生物醫(yī)藥、醫(yī)療設備等高端裝備領域,看起來似乎少了傳統(tǒng)氣動元件的身影,但由氣動技術衍生的新產品卻無處不在。氣動技術的發(fā)展、氣動新產品的開發(fā)及其在新興領域中的應用,始終受到世界各國產業(yè)界的關注。
《現代實用氣動技術》一書是為SMC(中國)有限公司技術人員及廣大客戶技術培訓編寫的,自1998年首次正式出版以來,歷經2次修訂再版,累計印數達7萬余冊,深受廣大工程技術人員好評。應廣大讀者的期望,決定再版發(fā)行。第4版保留了本書現代和實用的特色,同時盡量反映近年來氣動元件新產品及其在高新技術、新興領域的應用,介紹氣動技術發(fā)展的新成果。我們要和廣大工程技術人員共同努力,讓氣動技術不斷延伸,讓氣動產品應用領域不斷擴大。
針對聯(lián)合國提出的可持續(xù)發(fā)展的SDGs計劃和我國提出的碳達峰和碳中和的目標,今后我們必須重視氣動技術的節(jié)能減排和綠色發(fā)展,要從氣動產品的設計、制造,直至使用、報廢、再利用的產品全生命周期審視和減少對生態(tài)環(huán)境的影響。本書強調了氣動技術與產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)能技術和系統(tǒng)管理。同時,考慮到現場技術人員的需求,進一步充實了氣動元件和回路故障診斷、分析及解決對策等內容。
本書各章節(jié)相互關聯(lián),又相對獨立,適用于不同讀者的需要。我相信,本書第4版的發(fā)行,對氣動技術應用、回路設計、元件選型和系統(tǒng)維護等工作有所幫助,并真誠希望它能成為高職、大學本科及相關專業(yè)研究生的一本較好的現代氣動技術基礎與應用方面的教材和反映氣動技術最新發(fā)展動向的參考書。
本書前3版的編寫與校對,公司技術顧問、北方工業(yè)大學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)能的理論與實踐等章節(jié),反映了北京航空航天大學蔡茂林教授最新的研究成果。
第4版《現代實用氣動技術》一書是在第3版的基礎上,增編了SMC氣動技術的最新發(fā)展成果,介紹了新型氣動元件及其在新興領域的應用,著重強調了低碳經濟下氣動技術的節(jié)能減排并重新審視和加強產品的生態(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人員完成了新增部分的主要撰寫工作,各篇內容的主要編寫人員為:第一篇(基礎篇)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(維護篇)凌青,第六篇(設計選型篇)張士宏。
借此機會,對長期以來給予SMC(中國)有限公司年輕工程技術人員悉心指導的,公司技術顧問徐文燦教授(北方工業(yè)大學)、蔡茂林教授(北京航空航天大學)、王濤副教授(北京理工大學)、SMC日本技術中心的張護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人員在不斷成長,他們不負老一輩的期望,從第4版開始,他們擔負起內容更新,新產品與新領域應用以及反映氣動技術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
名譽董事長兼首席顧問
趙彤博士
第3版前言
現代實用氣動技術是以氣動自動化為主體,將機械自動化、電氣自動化,有些場合還將液壓自動化,緊密結合成一體的一種最先進的傳動與控制技術。其應用領域已不局限于普通機械、機床、汽車等一般工業(yè)領域,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體、生命科學、食品飲料、精密機械等眾多領域擴展。氣動所控制的工作介質,雖然仍以壓縮空氣為主,但已經擴展到對高真空氣體、水、水蒸氣、油、酸、堿、有機溶劑等多種氣體和液體的流動進行控制。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、溫調器、靜電消除器等;編入了適合對多種液體和氣體進行控制的流體閥、化學液用閥、管接頭、壓力開關、流量開關、氣動隔膜泵等。加上熟悉氣動技術所必需的基本知識、基本回路、應用回路及氣動回路系統(tǒng)設計方法方面的內容,及對氣動元件及系統(tǒng)進行管理、維護和故障處理方面的內容,故本書是一本內容全面、技術先進、適用性強的氣動技術專著。
書中介紹了世界各國常用的表達氣動元件流量特性的各種參數,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AV,有效截面面積S,流量系數Cd,聲速流導C和臨界壓力比b,以及這些特性參數的相互聯(lián)系和換算方法,并指出它們各自的特點和局限性,以便讀者正確選用最適合的特性參數。書中介紹了如何計算并聯(lián)和串聯(lián)氣動回路的流量特性參數,由此可推廣計算任何復雜氣動回路的流量特性參數。這樣,給定各氣動元件的流量特性參數,在一定壓力差作用下,便可計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。已知氣動回路系統(tǒng)的流量特性參數,便可對該氣動回路系統(tǒng)中的各類元件進行選型,并以實例加以說明。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算和氣動元件及氣動回路系統(tǒng)的動態(tài)特性分析計算。壓縮空氣的能量一章,提出評價壓縮空氣有效能量的指標,可作為衡量氣動系統(tǒng)的功率損失和評價節(jié)能的依據。
元件篇介紹了各種元件的作用、種類、工作原理、技術參數、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構原理、元件選用的一些大致原則和方法,以及主要的注意事項。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的產品樣本,從這些樣本中,了解你所關心的元件的結構、詳細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計,本書介紹了一種信號-動作狀態(tài)圖法。對初學者來說,此方法簡單易懂,容易理解行程程序回路設計的主要關鍵所在,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行分析和采取對策。掌握了這些內容,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品取代的老產品,增補了許多近幾年來得到較多使用,以及為適應氣動技術的最新發(fā)展而開發(fā)的新型元器件,增補了許多適用回路及氣動系統(tǒng)完整的設計步驟和方法等。
本書所有元器件、大量應用回路及管理、故障分析內容,都來自SMC公司提供的產品樣本和技術資料。基礎篇除基本知識外,大部分為本書編者多年研究成果的總結。氣動回路設計方法及其他少量內容,考慮到本書內容的完整性,參考或引用了其他書籍和刊物,已在參考文獻中列出。
本書對氣動系統(tǒng)的設計人員和選型人員,對氣動應用現場的操作管理人員,對高等院校及中等技術學校的機電自動化等專業(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)有限公司技術顧問、北京航空航天大學蔡茂林教授編寫,其余部分由北方工業(yè)大學徐文燦教授編寫。書中氣動元件插圖由SMC(中國)有限公司技術人員周敏杰、楊瑞誠、汪林昊制作。
SMC(中國)有限公司總經理、工學博士趙彤教授規(guī)劃了本書編寫的宗旨和框架,對各章節(jié)提出了許多指導性意見,為本書內容的完整性、先進性、實用性奠定了基礎。
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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