气压传动学是机械传动学的重要分支,广泛应用于机械、自动化、制造和新能源等领域。气动系统是气压传动系统的简称。

气动系统利用空气的状态变化及流动传送动力,对负载施加力,并驱动负载运动。力和速度是考量驱动性能的两个主要因素,在气动系统中分别由压力和流量衡量。由于压缩空气在气动系统内部流动,广义上气动系统可视为多个容腔的串并联组合,容腔之间用小孔连接,空气经小孔在容腔之间流动,这种流动会引起容腔压力的变化,从而进一步引起流量的变化。

因此,容腔和小孔是构成气动系统最基本的元素。与之相对应,气动系统的基础特性主要包括容腔充放气特性和流量特性。

《气动系统的基础特性与计算》以这两个特性为基础,由浅入深地讲解了气动系统特性计算的普遍方法。

气动系统怎么控制(气动系统的基础特性与计算)(1)

主要内容

《气动系统的基础特性与计算》介绍了气动技术的发展现状、应用领域及特点,讲解了空气的基本性质、热力学和流体力学的基本理论和基本方程,并应用所述基础理论,分析了气动系统的三个基本特性:流量特性、容腔充放气特性和管道内的流动特性,阐述了气动系统特性分析的基本方法,并介绍了实现动力输出的基本和普遍的气缸驱动系统特性,压力调节阀、比例阀与伺服阀等的工作特性以及气动伺服系统与数字控制及作者所在课题组新的研究进展,包括气动功率和等温容器。

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前言第1章绪论11.1气动技术的简介11.2气动技术的历史11.3气动技术的现状31.3.1应用的分类31.3.2市场41.3.3主要的技术指标51.4气动技术的特点51.4.1优点51.4.2缺点61.4.3与其他传动方式的比较61.5典型的气动系统及其应用71.5.1气动点焊71.5.2非接触搬运81.5.3气力输送91.5.4气动工具101.5.5压缩空气储能111.6学习本书的目的12第2章空气的基本性质142.1空气的组成142.2空气的状态表示152.2.1压力152.2.2温度172.2.3体积172.2.4基准状态与标准状态172.3空气的质量和密度192.4空气中的水分192.4.1饱和水蒸气和饱和水蒸气压192.4.2绝对湿度与相对湿度202.4.3水蒸气的凝结212.5空气的黏度23第3章气动系统中的热力学263.1状态方程263.1.1波义耳定律263.1.2查理定律273.1.3比热容283.1.4热力学第一定律293.2气体的能量303.3气体的状态变化323.3.1等压变化323.3.2等容变化323.3.3等温变化323.3.4绝热变化333.3.5多变变化33第4章气动系统中的流体力学344.1流体运动的描述344.1.1流线(欧拉法)与迹线(拉格朗日法)344.1.2定常与非定常354.1.3层流与湍流354.1.4可压缩流体与不可压缩流体354.2质量连续方程364.3动量方程(欧拉方程)374.4能量方程(伯努利方程)37第5章流量特性395.1流量的定义395.2小孔的流量特性415.3流量特性的表示465.4有效截面积(Se)表示的流量特性475.4.1有效截面积Se值的测量公式475.4.2声速放气法485.5声速流导(C)表示的流量特性495.5.1临界压力比的变化495.5.2流量表示式505.5.3声速流导C值与临界压力比b值的测量方法515.6Cv值、Kv值和A值525.6.1Cv值和Kv值525.6.2A值535.6.3Cv值与C值的换算535.7管道的流量特性545.8ISO 6358修订56第6章容腔充放气576.1基本方程576.1.1压力微分方程式(状态方程)586.1.2温度微分方程式(能量方程)586.1.3多变过程(包含等温过程和绝热过程)方程式596.2无因次方程626.2.1基准量626.2.2无因次数学模型636.2.3无因次压力与温度的响应656.3容腔内平均温度的测量法——止停法67第7章气动功率697.1空气消耗量697.2压缩空气的绝对能量——焓717.3压缩空气的相对能量——有效能727.3.1气动系统中的能量转换727.3.2空气的压缩与做功727.4气动功率747.4.1定义747.4.2构成757.4.3温度的影响767.4.4动能的影响787.5损失分析787.5.1气动功率的损失因素787.5.2气动系统的系统损失79第8章管道内的流动828.1分布参数的动态模型838.2方程的离散化858.2.1差分格式858.2.2差分方程868.3数值计算例及其步骤898.3.1数值计算例898.3.2数值计算流程图908.3.3数值计算结果90第9章气缸驱动系统的特性949.1速度控制回路949.2排气节流回路959.2.1基础方程式969.2.2气缸速度的收敛特性979.2.3无因次参数与无因次响应989.2.4能量分配101第10章压力调节阀10210.1减压阀的工作原理与特性10310.1.1工作原理10310.1.2流量特性10410.1.3压力特性10510.2直动型与先导型减压阀10710.2.1直动型减压阀10710.2.2先导型减压阀11010.3带容腔负载减压阀的压力响应11210.4增压阀的工作原理与特性11310.4.1工作原理11310.4.2流量特性、压力特性与充气特性114第11章比例阀与电/气伺服阀11711.1比例控制阀11811.1.1流量比例控制阀11811.1.2压力比例控制阀11911.1.3特性表示12011.2喷嘴挡板型伺服阀12111.2.1分类及工作原理12111.2.2喷嘴机构的特性解析123第12章气动伺服系统与数字控制12512.1气动伺服系统的分类12612.2空气容腔内压力控制12712.2.1基础方程式与控制方框图12712.2.2温度变化对控制的影响12912.3气缸的定位控制13012.4使用高速开关阀的数字控制130第13章等温容器13313.1什么是等温容器13313.1.1等温化的有利性13313.1.2等温原理13413.1.3等温性能13413.2等温容器的应用13613.2.1流量特性的测量13613.2.2空气消耗量的测量13713.2.3非定常流量的产生139参考文献141

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