目錄

第1篇 概論
第1章 自動控制系統(tǒng) 2
1.1 自動控制系統(tǒng)的組成 2
1.1.1 各功能機構(gòu)的作用 2
1.1.2 自動控制系統(tǒng)的性能要求 4
1.2 電氣控制系統(tǒng) 5
1.2.1 電氣控制系統(tǒng)的基本知識 5
1.2.2 電氣邏輯回路 6
1.3 PLC控制系統(tǒng) 8
1.3.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 8
1.3.2 PLC的工作原理 10
1.3.3 PLC編程語言 11
1.3.4 PLC的功能 11
1.3.5 PLC的主要特點和分類 12
1.3.6 PLC組成的控制系統(tǒng) 13
1.3.7 PLC控制系統(tǒng)的設計過程 15
1.4 系統(tǒng)動作過程的表述與確定 16
1.4.1 循環(huán)動作圖 16
1.4.2 動作表 17
1.4.3 動作時序圖 17
1.4.4 流程圖 18
1.4.5 功能表圖 19
思考題 19
第2章 液壓與氣動系統(tǒng) 21
2.1 液壓與氣動技術(shù)的研究對象 21
2.1.1 液壓與氣壓傳動的工作原理 22
2.1.2 液壓與氣動系統(tǒng)的組成 22
2.1.3 液壓系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)的異同點 23
2.1.4 液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點 24
2.1.5 液壓與氣壓傳動的應用和發(fā)展 25
2.2 液壓與氣壓傳動介質(zhì) 25
2.2.1 液壓傳動介質(zhì) 26
2.2.2 氣壓傳動介質(zhì) 28
2.3 壓力的傳遞特性 29
思考題 32
第2篇 液壓與氣動基礎元件
第3章 執(zhí)行元件 34
3.1 液壓缸 34
3.1.1 普通液壓缸 34
3.1.2 伸縮液壓缸 36
3.1.3 增壓液壓缸 37
3.1.4 柱塞液壓缸 37
3.2 氣缸 38
3.2.1 普通氣缸 38
3.2.2 開關氣缸 39
3.2.3 氣-液阻尼缸 40
3.2.4 氣-液增壓缸 40
3.2.5 無桿氣缸 41
3.2.6 柱塞式氣缸、活塞式氣缸和薄膜式氣缸 41
3.2.7 雙活塞氣缸 41
3.2.8 真空吸盤 42
3.3 擺動液馬達 43
3.3.1 葉片式擺動液馬達 43
3.3.2 螺桿式擺動液馬達 44
3.3.3 齒輪齒條式擺動液馬達 44
3.4 旋轉(zhuǎn)液馬達 45
3.4.1 葉片式旋轉(zhuǎn)液馬達 45
3.4.2 活塞式旋轉(zhuǎn)液馬達 46
3.5 氣馬達 47
3.5.1 擺動氣馬達 47
3.5.2 旋轉(zhuǎn)氣馬達 47
3.6 執(zhí)行元件的應用特點 48
3.6.1 執(zhí)行元件的特點 48
3.6.2 氣動執(zhí)行元件（氣缸）的故障 48
3.6.3 執(zhí)行元件的應用形式 49
思考題 51
第4章 控制元件 52
4.1 液壓方向控制元件 53
4.1.1 二位電磁換向閥 53
4.1.2 三位電磁換向閥 59
4.1.3 單向閥 64
4.2 氣動方向控制元件 65
4.2.1 或門型梭閥 65
4.2.2 與門型梭閥 66
4.2.3 快速排氣閥 66
4.2.4 方向控制閥的控制要點 67
4.3 液壓壓力控制元件 67
4.3.1 溢流閥 67
4.3.2 減壓閥 69
4.3.3 順序閥 70
4.4 氣動壓力控制元件 71
4.4.1 氣動安全閥（溢流閥） 71
4.4.2 氣動調(diào)壓閥（減壓閥） 72
4.4.3 氣動開關閥（順序閥） 72
4.4.4 壓力控制閥的控制要點 72
4.5 液壓流量控制元件 73
4.5.1 節(jié)流閥 73
4.5.2 調(diào)速閥 75
4.6 氣動流量控制元件 76
4.6.1 排氣節(jié)流閥 76
4.6.2 流量控制閥的選擇與使用 77
4.7 液壓比例閥、插裝閥、疊加閥 77
4.7.1 液壓比例閥 77
4.7.2 插裝閥 85
4.7.3 疊加閥 88
4.8 氣動比例閥 89
4.8.1 氣動比例減壓閥（調(diào)壓閥） 90
4.8.2 氣動比例流量控制閥 90
4.8.3 氣動比例方向控制閥 91
思考題 92
第5章 常用檢測元件 93
5.1 磁性傳感器 94
5.1.1 磁性開關 94
5.1.2 霍爾式傳感器 95
5.2 接近傳感器 96
5.2.1 電感式傳感器 96
5.2.2 電容式傳感器 97
5.3 光電式傳感器 98
5.3.1 工作原理 98
5.3.2 光電開關的結(jié)構(gòu)和分類 98
5.3.3 光電編碼器 99
5.4 其他類型傳感器件 102
5.4.1 壓力開關 102
5.4.2 超聲波接近開關 102
5.4.3 單一型傳感器 102
5.5 檢測信號的傳遞與轉(zhuǎn)換 105
5.5.1 現(xiàn)場信號的傳遞過程 105
5.5.2 數(shù)字式智能儀表 106
思考題 108
第6章 動力源 109
6.1 液壓源的結(jié)構(gòu)組成 110
6.1.1 液壓泵的分類 111
6.1.2 液壓泵的主要性能和參數(shù) 111
6.1.3 齒輪泵 113
6.1.4 葉片泵 116
6.1.5 柱塞泵 120
6.1.6 螺桿泵 122
6.1.7 液壓泵類型及電機參數(shù)的選擇 123
6.1.8 蓄能器 125
6.1.9 油箱 126
6.1.10 濾油器 128
6.2 氣源的結(jié)構(gòu)組成 131
6.2.1 空壓機 131
6.2.2 后冷卻器 133
6.2.3 油水分離器 133
6.2.4 儲氣罐 134
6.2.5 干燥器 135
6.2.6 氣動三聯(lián)件 136
6.3 密封裝置 137
6.3.1 間隙密封 138
6.3.2 O形密封圈 138
6.3.3 唇形密封圈 139
6.3.4 組合式密封裝置 140
6.3.5 回轉(zhuǎn)軸用密封裝置 141
6.4 管路 141
6.4.1 輸送管 141
6.4.2 管接頭 142
6.4.3 管道系統(tǒng)的選擇 143
思考題 144
第3篇 液壓與氣動基本回路
第7章 方向控制回路 146
7.1 液壓換向回路 147
7.1.1 （任務一）用二位二通換向閥實現(xiàn)液壓系統(tǒng)控制 148
7.1.2 （任務二）用二位三通換向閥實現(xiàn)液壓缸的換向控制 149
7.1.3 （任務三）用二位四通換向閥實現(xiàn)液壓缸的換向控制 150
7.1.4 （任務四）用液動換向閥實現(xiàn)液壓缸的換向控制 151
7.2 氣動換向回路 152
7.2.1 （任務一）單作用氣缸換向控制 152
7.2.2 （任務二）雙作用氣缸換向控制 153
7.3 液壓鎖緊回路 154
7.3.1 （任務一）用換向閥中位機能實現(xiàn)液壓缸鎖緊 154
7.3.2 （任務二）用單向閥實現(xiàn)液壓缸鎖緊 155
7.3.3 （任務三）用液控順序閥實現(xiàn)液壓缸鎖緊 156
7.3.4 （任務四）液壓馬達鎖緊（制動） 157
7.3.5 （任務五）用制動器實現(xiàn)液壓馬達鎖緊 158
7.4 氣動鎖緊回路 159
7.4.1 （任務一）用三位五通換向閥實現(xiàn)氣缸鎖緊 159
7.4.2 （任務二）用二位換向閥實現(xiàn)氣缸鎖緊 160
7.5 液壓往復控制回路 161
7.5.1 （任務一）用行程換向閥實現(xiàn)液壓缸往復控制 161
7.5.2 （任務二）用行程開關實現(xiàn)液壓缸往復控制 162
7.5.3 （任務三）用壓力繼電器實現(xiàn)液壓缸往復控制 163
7.5.4 （任務四）用順序閥實現(xiàn)液壓缸往復控制 165
7.5.5 （任務五）用雙向變量泵實現(xiàn)液壓缸換向控制 166
7.6 氣動往復控制回路 166
7.6.1 （任務一）行程檢測的往復動作回路 167
7.6.2 （任務二）時間控制的往復動作回路 167
7.7 液壓缸定位控制回路 168
7.7.1 （任務一）用雙液壓缸實現(xiàn)三工位定位 168
7.7.2 （任務二）用單液壓缸實現(xiàn)四工位定位 169
7.7.3 （任務三）用單液壓缸實現(xiàn)多工位定位 170
7.8 氣缸定位控制回路 171
7.8.1 （任務一）用鎖緊氣缸實現(xiàn)定位的動作回路 172
7.8.2 （任務二）用多位氣缸實現(xiàn)定位的動作回路 173
7.8.3 （任務三）用外部擋鐵實現(xiàn)定位的動作回路 174
思考題 175
第8章 壓力控制回路 176
8.1 液壓調(diào)壓回路 178
8.1.1 （任務一）用溢流閥實現(xiàn)單級調(diào)壓 178
8.1.2 （任務二）用先導式溢流閥實現(xiàn)多級調(diào)壓 179
8.1.3 （任務三）用兩個溢流閥實現(xiàn)雙向調(diào)壓 180
8.1.4 （任務四）用比例溢流閥實現(xiàn)無級調(diào)壓 181
8.2 氣動調(diào)壓回路 182
8.2.1 （任務一）氣源壓力控制回路 182
8.2.2 （任務二）雙壓控制回路 183
8.2.3 （任務三）氣源壓力延時輸出控制回路 184
8.3 液壓減壓回路 184
8.3.1 （任務一）用減壓閥實現(xiàn)單級減壓 184
8.3.2 （任務二）用減壓閥實現(xiàn)多級減壓 185
8.3.3 （任務三）用一個減壓閥實現(xiàn)單向減壓 187
8.3.4 （任務四）用兩個減壓閥實現(xiàn)雙向減壓 187
8.3.5 （任務五）用先導式比例減壓閥實現(xiàn)無級減壓 188
8.4 氣動減壓回路 189
8.4.1 （任務一）多級減壓控制 189
8.4.2 （任務二）用減壓閥實現(xiàn)高低壓輸出控制 190
8.5 液壓增壓回路 191
8.5.1 （任務一）用單作用增壓缸實現(xiàn)增壓 191
8.5.2 （任務二）用雙作用增壓缸實現(xiàn)增壓 192
8.6 氣動增壓回路 192
8.6.1 （任務一）用沖擊氣缸實現(xiàn)壓力沖擊的控制 193
8.6.2 （任務二）用串聯(lián)氣缸增加壓力輸出 194
8.6.3 （任務三）用氣液增壓器的增壓回路 194
8.7 液壓卸荷回路 195
8.7.1 （任務一）用換向閥實現(xiàn)液壓泵卸荷 195
8.7.2 （任務二）用溢流閥實現(xiàn)液壓泵卸荷 196
8.7.3 （任務三）用蓄能器實現(xiàn)液壓泵卸荷 197
8.8 液壓保壓回路 198
8.8.1 （任務一）用蓄能器實現(xiàn)保壓 198
8.8.2 （任務二）用輔助泵實現(xiàn)保壓 199
8.8.3 （任務三）用單向閥實現(xiàn)保壓 200
8.8.4 （任務四）綜合保壓 201
8.9 液壓平衡回路 201
8.9.1 （任務一）用順序閥實現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制 202
8.9.2 （任務二）用液控單向閥實現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制 203
8.9.3 （任務三）用普通單向閥實現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制 203
8.10 液壓緩沖回路 204
8.10.1 （任務一）用緩沖液壓缸實現(xiàn)緩沖 204
8.10.2 （任務二）用溢流閥實現(xiàn)緩沖 205
8.11 氣動緩沖回路 206
8.11.1 （任務一）利用行程閥實現(xiàn)氣缸的末端緩沖回路 206
8.11.2 （任務二）用節(jié)流閥和順序閥實現(xiàn)氣缸的末端緩沖回路 206
8.12 液壓缸活塞的推力及運動速度計算 207
8.12.1 單出桿雙作用液壓缸的推力及速度計算 207
8.12.2 雙出桿雙作用液壓缸活塞的推力及速度計算 208
8.13 氣動壓力回路的特點 208
思考題 210
第9章 流量控制回路 212
9.1 液壓調(diào)速回路 213
9.1.1 （任務一）用節(jié)流閥實現(xiàn)的調(diào)速 214
9.1.2 （任務二）用變量機構(gòu)實現(xiàn)的調(diào)速 219
9.1.3 （任務三）用節(jié)流閥和變量機構(gòu)共同實現(xiàn)的調(diào)速 220
9.1.4 調(diào)速回路的選用和比較 221
9.2 氣動調(diào)速回路 222
9.2.1 （任務一）用單向節(jié)流閥實現(xiàn)的調(diào)速 222
9.2.2 （任務二）用排氣節(jié)流閥實現(xiàn)的調(diào)速 223
9.3 液壓快速運動回路 223
9.3.1 （任務一）用液壓缸差動連接實現(xiàn)快速運動 224
9.3.2 （任務二）用蓄能器實現(xiàn)的快速運動 225
9.3.3 （任務三）用增速缸實現(xiàn)快速運動 226
9.3.4 （任務四）用雙泵供油實現(xiàn)快速運動 227
9.4 氣動快速運動回路 228
9.4.1 （任務一）用雙作用氣缸差動連接實現(xiàn)快速運動 228
9.4.2 （任務二）用快速排氣閥實現(xiàn)氣缸的快速前進 229
9.5 液壓速度轉(zhuǎn)換回路 229
9.5.1 （任務一）用換向閥實現(xiàn)速度轉(zhuǎn)換 230
9.5.2 （任務二）用調(diào)速閥實現(xiàn)速度轉(zhuǎn)換 231
9.5.3 （任務三）用比例閥實現(xiàn)速度轉(zhuǎn)換 232
9.6 氣動速度轉(zhuǎn)換回路 233
9.6.1 （任務一）雙作用氣缸慢進快退的速度轉(zhuǎn)換回路 233
9.6.2 （任務二）雙作用氣缸運動中途的速度轉(zhuǎn)換回路 234
9.7 液壓同步回路 235
9.7.1 （任務一）用機械連接實現(xiàn)同步 235
9.7.2 （任務二）用串聯(lián)液壓缸實現(xiàn)同步 236
9.7.3 （任務三）用流量控制方式實現(xiàn)同步 237
9.7.4 （任務四）用同步馬達實現(xiàn)同步 238
9.8 氣動同步回路 239
9.8.1 （任務一）用單向節(jié)流閥的調(diào)節(jié)實現(xiàn)同步 239
9.8.2 （任務二）氣液缸的同步動作回路 240
思考題 241
第4篇 液壓與氣動典型系統(tǒng)
第10章 （項目一）動力滑臺 244
10.1 概述 244
10.1.1 動力滑臺的分類 245
10.1.2 動力滑臺的選擇與性能要求 245
10.2 液壓傳動動力滑臺 247
10.2.1 液壓傳動動力滑臺的結(jié)構(gòu) 247
10.2.2 液壓傳動動力滑臺的工作過程 247
10.2.3 主回路原理圖 248
10.2.4 動作順序表 250
10.2.5 PLC系統(tǒng)I/O接線圖 251
10.2.6 功能表圖 251
10.2.7 梯形圖 252
第11章 （項目二）成型機 254
11.1 成型機的分類 254
11.2 液壓成型機 255
11.2.1 液壓成型機的結(jié)構(gòu) 256
11.2.2 液壓成型機的工作過程 256
11.2.3 主回路原理圖 257
11.2.4 動作順序表 259
11.2.5 PLC系統(tǒng)I/O接線圖 259
11.2.6 功能表圖 260
11.2.7 梯形圖 260
第12章 （項目三）機械手 261
12.1 機械手的組成 261
12.1.1 執(zhí)行機構(gòu) 262
12.1.2 驅(qū)動系統(tǒng) 263
12.2 機械手的分類 263
12.3 液壓與氣動機械手 270
12.3.1 液壓與氣動機械手的特點 271
12.3.2 氣動機械手的結(jié)構(gòu) 272
12.3.3 氣動控制回路 276
12.3.4 復合式機械手的結(jié)構(gòu)特點 278
12.3.5 機械手設計使用注意事項 279
12.4 六自由度搬運機械手的控制 280
12.4.1 搬運要求 280
12.4.2 主回路原理圖 281
12.4.3 PLC系統(tǒng)I/O接線圖 282
12.4.4 功能表圖 282
12.4.5 梯形圖 283
思考題 284
第5篇 液壓與氣動系統(tǒng)的使用維護
第13章 液壓系統(tǒng)的設備維修與維護 286
13.1 液壓系統(tǒng)的故障檢修方案 286
13.2 液壓系統(tǒng)的故障檢修與診斷 288
13.3 液壓系統(tǒng)的油污染問題 291
13.4 液壓系統(tǒng)的清洗過程 294
13.5 液壓系統(tǒng)清洗后的參數(shù)調(diào)整 296
第14章 氣動系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護、維修 298
14.1 氣動系統(tǒng)的工作環(huán)境與傳動控制方案的確定 299
14.1.1 氣動系統(tǒng)的工作環(huán)境要求 299
14.1.2 氣動系統(tǒng)傳動結(jié)構(gòu)和控制方案的確定 299
14.2 氣動執(zhí)行元件的安裝與調(diào)試 300
14.2.1 氣缸的安裝形式 301
14.2.2 氣缸的安裝要求 302
14.3 氣動控制元件的安裝與調(diào)試 304
14.4 氣動檢測元件的安裝與調(diào)試 308
14.5 氣源的安裝與調(diào)試 309
14.6 氣動系統(tǒng)的使用與維護 314
附錄A 液壓與氣壓傳動常用圖形符號 318
參考文獻 322