氣動閥原理、使用與維護

本書在概述和介紹氣動閥及共性問題的基礎上，對方向閥、壓力閥、流量閥、真空閥、邏輯閥、比例閥、伺服閥、智慧閥，按功用類型、工作原理、典型結構、主要性能、產品概覽、使用要點和故障診斷的體系線索進行了詳細介紹，書末給出氣動閥產品總覽、選型要點及氣動閥組集成化與應用實例，附錄載有國內氣動閥相關技術標準與部分廠商及產品名錄。全書選材和論述新穎實用、系統先進。

本書讀者物件為各行業氣動及自動化設備與系統的一線工作者（科研設計、製造加工、安裝調試、現場操作、使用維護與設備管理），大專院校機械類、自動化類等相關專業及方向的教師和研究生、大學生及氣動技術愛好者。同時本書還可作為氣動系統使用維護與故障診斷技術的培訓教材及自學教材。

第1章氣動控制閥概論
1.1氣動技術原理及特點001
1.1.1氣動技術原理001
1.1.2氣動技術的特點002
1.2氣動系統的組成003
1.3氣動閥的重要性及基本結構原理005
1.3.1氣動閥的功用、重要性005
1.3.2氣動閥的基本結構及調節原理005
1.4氣動閥與液壓閥的比較005
1.5氣動閥及系統的圖形符號及應用006
1.5.1氣動元件及系統的表示方法——圖形符號006
1.5.2圖形符號標準（GB/T786.1—2021）006
1.5.3圖形符號的含義013
1.5.4圖形符號的應用015
1.6氣動閥的類型及特點015
1.6.1按功能及使用要求分類015
1.6.2按閥座和閥芯的相對位置分類016
1.6.3按閥芯結構及密封形式分類016
1.6.4按操縱方式分類024
1.6.5按安裝連接方式分類024
1.7氣動閥的基本性能參數026
1.7.1公稱壓力026
1.7.2公稱通徑與公稱流量026
1.8對氣動閥的基本要求027
1.9氣動技術的應用及發展027
1.9.1氣動（閥）技術的應用027
1.9.2氣動（閥）技術的發展029

第2章氣動控制閥中的共性問題
2.1工作介質031
2.1.1空氣的功用及形態031
2.1.2空氣的主要物理性質031
2.1.3壓縮空氣的污染控制032
2.2氣體狀態及熱力過程033
2.2.1理想氣體狀態方程033
2.2.2理想氣體的基本熱力過程033
2.3氣體的定常管流034
2.3.1基本概念034
2.3.2連續性方程035
2.3.3伯努利方程036
2.3.4馬赫數及氣體的可壓縮性037
2.4收縮噴嘴（氣動閥口）氣流特性037
2.5氣動元件和系統的流量特性的表示方法038
2.5.1有效截面積S值038
2.5.2氣動閥的通流能力039
2.5.3國際標準ISO6358流量特性參數040
2.5.4閥的常用公稱通徑及相應流量性能、接管螺紋041
2.6氣動閥的阻力控制原理（氣阻、氣容及氣橋）041
2.6.1概述041
2.6.2氣阻及其特性041
2.6.3氣容及其特性043
2.6.4氣阻、氣容的耦合及其特性044
2.6.5氣橋及其功能特性045
2.7氣動閥的控制輸入裝置048
2.7.1主要功用048
2.7.2控制放大器049
2.7.3電氣-機械轉換器051
2.8氣動閥的材質及工藝053

第3章方向控制閥及閥島
3.1功用及種類060
3.2單向型方向閥061
3.2.1普通單向閥061
3.2.2先導式單向閥062
3.2.3或閘型梭閥063
3.2.4及閘型梭閥064
3.2.5快速排氣閥065
3.2.6單向型方向閥的性能參數069
3.2.7單向型方向閥產品概覽069
3.3換向型方向閥069
3.3.1類型參數069
3.3.2人力控制換向閥（人控閥）071
3.3.3機控換向閥077
3.3.4氣控換向閥078
3.3.5雙手操作用控制閥081
3.3.6電磁控制換向閥083
3.3.7換向型方向閥的典型應用091
3.4其他方向閥092
3.4.1二通流體閥（介質閥）092
3.4.2大功率三位三通中封式換向閥094
3.4.3殘壓釋放閥096
3.4.4防爆電磁閥097
3.4.5其他方向閥產品概覽098
3.5方向閥的應用選型099
3.5.1類型的選定099
3.5.2電磁閥的選型100
3.6方向閥的使用維護注意事項101
3.6.1安裝調試101
3.6.2維護檢查103
3.6.3故障診斷104
3.7氣動閥島105
3.7.1閥島的由來105
3.7.2特點意義106
3.7.3類型特點106
3.7.4應用領域107
3.7.5性能參數107
3.7.6產品簡介107
3.7.7選用安裝113

第4章壓力控制閥
4.1功用及種類115
4.2安全閥（溢流閥）115
4.2.1功用及分類115
4.2.2基本原理116
4.2.3典型結構116
4.2.4性能參數118
4.2.5產品概覽118
4.2.6典型應用119
4.2.7使用要點119
4.3減壓閥120
4.3.1功用及分類120
4.3.2結構原理及特點120
4.3.3性能參數126
4.3.4產品概覽126
4.3.5典型應用128
4.3.6選型要點129
4.3.7使用維護129
4.3.8故障診斷130
4.4增壓閥130
4.4.1功用及特點130
4.4.2原理及類型130
4.4.3性能參數132
4.4.4產品概覽132
4.4.5典型應用133
4.4.6選型配置134
4.4.7使用維護135
4.5順序閥136
4.5.1功用及分類136
4.5.2結構原理136
4.5.3性能參數137
4.5.4產品概覽137
4.5.5典型應用138
4.5.6選型配置及使用維護139
4.6氣-電轉換器（壓力開關）139
4.6.1功用及分類139
4.6.2結構原理139
4.6.3性能參數140
4.6.4產品概覽140
4.6.5選用維護141

第5章流量控制閥
5.1功用及類型143
5.2結構原理144
5.2.1節流閥144
5.2.2單向節流閥（速度控制閥）144
5.2.3排氣節流閥145
5.2.4行程節流閥（緩衝閥）145
5.2.5柔性節流閥146
5.3流量控制閥的性能參數147
5.4流量控制閥產品概覽147
5.5流量控制閥的典型應用149
5.6流量控制閥的選型配置151
5.7流量控制閥的使用維護152
5.7.1安裝配管152
5.7.2運行維護153

第6章真空控制閥
6.1功用及類型154
6.2真空減壓閥（真空調壓閥）154
6.2.1功用及原理154
6.2.2性能參數156
6.2.3產品概覽156
6.2.4典型應用156
6.2.5選型要點157
6.2.6使用維護157
6.3真空輔助閥（安全閥/邏輯閥/高效閥）158
6.3.1功用及特點158
6.3.2結構原理158
6.3.2性能參數及產品概覽160
6.3.3典型應用160
6.3.4選型要點161
6.3.5使用維護161
6.4真空順序閥161
6.5真空壓力開關162
6.5.1功用及類型162
6.5.2結構原理162
6.5.3性能參數164
6.5.4產品概覽164
6.5.5選用及維護（參見4.6.5節）165
6.6真空切換閥（真空供給破壞閥）165
6.6.1功用及類型165
6.6.2結構原理及性能產品165
6.6.3典型應用167
6.6.4使用維護167
6.7真空、吹氣兩用閥168
6.7.1真空發生器/大流量噴嘴168
6.7.2真空發生器/大流量閥168
6.8真空元件選用注意事項169

第7章邏輯控制閥
7.1功用類型及特點171
7.2結構原理172
7.2.1是門閥172
7.2.2或門閥173
7.2.3與門閥173
7.2.4非門閥174
7.2.5禁門閥174
7.2.6反或閘閥175
7.2.7雙穩態閥175
7.3參數產品176
7.4選擇與使用176
7.4.1適用範圍176
7.4.2選用注意事項176
7.5採用普通氣動閥實現邏輯控制功能179
7.6氣動邏輯控制系統常見故障及原因180

第8章比例控制閥與伺服控制閥
8.1氣動比例閥181
8.1.1功用及類型181
8.1.2滑柱式電-氣比例閥182
8.1.3噴嘴-擋板式電-氣比例壓力閥186
8.1.4採用壓電驅動器的電-氣比例流量閥191
8.1.5PWM控制高速控制閥192
8.1.6電-氣比例閥的性能參數195
8.1.7電-氣比例閥的使用維護195
8.2氣動伺服閥195
8.2.1功用及分類195
8.2.2電氣-機械轉換器結構原理196
8.2.3氣動放大器的結構原理197
8.2.4典型結構之一：動圈式力馬達型滑閥式二級電-氣伺服方向閥199
8.2.5典型結構之二：動圈式力馬達型滑閥式二級電-氣伺服壓力閥201
8.2.6典型結構之三：力矩馬達型滑柱式力回饋二級電-氣伺服閥202
8.2.7電-氣伺服閥的性能參數203
8.2.8電-氣伺服閥的使用維護203
8.3電-氣比例/伺服閥產品概覽203
8.4電-氣比例/伺服閥的應用206
8.5電-氣比例/伺服閥的使用維護206

第9章智慧控制閥
9.1智慧氣動元件的特徵209
9.2氣動微流控晶片及系統209
9.2.1微流控晶片及微流體的操控209
9.2.2氣動矽流體晶片及雙晶片氣動比例壓力閥210
9.2.3PDMS微流控晶片與PDMS微閥212
9.3電-氣數位控制閥218
9.3.1步進電機式電-氣數字閥218
9.3.2高速電磁開關式電-氣數位閥220
9.3.3壓電驅動器式電-氣數字閥224
9.4智能氣動閥島226

第10章氣動閥產品總覽、選型要點及氣動閥組集成化
10.1氣動控制閥產品系列總覽228
10.2氣動閥的一般選型及替代要點229
10.2.1一般原則229
10.2.2類型選擇229
10.2.3公稱壓力與通徑（流量）的選擇230
10.2.4安裝連接方式的選擇230
10.2.5操縱方式的選擇231
10.2.6氣動閥的介質使用與潤滑選擇231
10.2.7經濟性及其他因素的選擇231
10.2.8普通氣動閥選型一覽表232
10.2.9各類氣動閥的選型注意事項232
10.3氣動閥組的集成化232
10.3.1氣動閥組的概念232
10.3.2氣動閥組的集成方式233
10.3.3氣動閥組的板式集成233
10.3.4氣動閥組的集裝式集成234
10.3.5氣動閥組的疊加式集成236
10.3.6氣動閥組的閥箱式集成236

第11章氣動控制閥應用實例
11.1普通氣動控制閥的應用239
11.1.1氣壓傳動系統的一般組成和原理239
11.1.2氣壓傳動系統應用實例之一：製冷家電氣動脹管機系統239
11.1.3氣壓傳動系統應用實例之二：磨粉機氣動系統240
11.2電-氣比例/伺服閥的應用243
11.2.1電-氣比例/伺服控制系統的一般組成243
11.2.2電-氣比例/伺服控制系統的工作原理246
11.2.3電-氣比例/伺服控制系統應用實例之一：帶材糾偏氣動伺服系統248
11.2.4電-氣比例/伺服控制系統應用實例之二：多點焊機氣動定位伺服系統248

附錄技術標準及廠商名錄
附錄1氣動控制閥相關技術標準目錄（國家標準，截至2017年12月）250
附錄2氣動控制閥相關技術標準目錄（行業標準，截至2017年12月）251
附錄3國內部分氣動控制閥相關生產廠商名錄252
參考文獻255