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電動執行機構

電動執行機構

對于執行機構廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置,它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。執行機構使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。其基本類型有部分回轉(Part-Turn)、多回轉(Multi-Turn)及直行程(Linear)三種驅動方式。1簡介編輯基本的執行機構用于把閥門驅動至全開或全關的位置。用于控制閥的執行機構能夠的使閥門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門,但是如今的執行機構的設計遠遠超出了簡單的開關功能,它們包含了位

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對于執行機構廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置,它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。執行機構使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。<\/p>

其基本類型有部分回轉(Part-Turn)、多回轉(Multi-Turn)及直行程(Linear)三種驅動方式。<\/p>$detailsplit$

1<\/strong>簡介編輯<\/h2>

基本的執行機構用于把閥門<\/a>驅動至全開或全關的位置。用于控制閥<\/a>的執行機構能夠的使閥門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門,但是如今的執行機構的設計遠遠超出了簡單的開關功能,它們包含了位置感應裝置,力矩感應裝置,電極保護裝置,邏輯控制裝置,數字通訊模塊及PID控制模塊等,而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內。<\/p>

因為越來越多的工廠采用了自動化控制,人工操作被機械或自動化設備所替代,人們要求執行機構能夠起到控制系統與閥門機械運動之間的界面作用,更要求執行機構增強工作安全性能和環境保護性能。在一些危險性的場合,自動化的執行機構裝置能減少人員的傷害。某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關閉,閥門執行機構能阻止危險進一步擴散同時將工廠損失減至少。對一些高壓大口徑的閥門,所需的執行機構輸出力矩非常大,這時所需執行機構必須提高機械效率并使用高輸出的電機,這樣平穩的操作大口徑閥門。對于一些小扭矩的閥門,精小型的電動閥門也應用而生,相比普通性具有重量輕,結構緊湊,功能齊全等優點<\/p>

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2<\/strong>閥門編輯<\/h2>

為了成功的實現過程自動化,重要的是要確保閥門自身能夠滿足過程及管道內介質的特殊要求。通常生產過程和工藝介質能夠決定閥門的種類,閥芯的類型以及閥內件和閥門的結構和材料。<\/p>

閥門選擇好后接下來就要考慮自動化的要求即執行機構的選擇。可以簡單的按兩種基本的閥門操作類型來考慮執行機構。<\/p>

旋轉式閥門<\/h3>

這類閥門包括:旋塞閥、球閥、蝶閥以及風門或擋板。這類閥門需要已要求的力矩進行90度旋轉操作的執行機構<\/p>

多回轉閥門<\/h3>

這類閥門可以是非旋轉提升式閥桿或旋轉非提升式桿,或者說是他們需要多轉操作去驅動閥門到開或關的位置。這類閥門包括:直通閥(截止閥<\/a>)、閘閥、刀閘閥等。作為一種選擇,直線輸出的氣動或液動氣缸或薄膜執行機構也開來驅動上述閥門。<\/p>

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3<\/strong>電動多回轉式執行機構編輯<\/h2>

目前共有二種類型的電動執行機構,一般分為部分回轉電動執行機構(Part-Turn Electric Valve Actuator),和多回轉電動執行機構(Multi-Turn Electric Valve Actuator),前者主要控制需要部分回轉的閥門 例如:球閥,蝶閥等,后者需要多圈數旋轉的閥門,例如閘閥等。<\/p>

電力驅動的多回轉式執行機構是常用、可靠的執行機構類型之一。使用單相或三相電動機驅動齒輪或蝸輪蝸桿后驅動閥桿螺母,閥桿螺母使閥桿產生運動使閥門打開或關閉。<\/p>

多回轉式電動執行機構可以快速驅動大尺寸閥門。為了保護閥門不受損壞,安裝在在閥門行程的終點的限位開關會切斷電機電源,同時當安全力矩被超過時,力矩感應裝置也會切斷電機電源,位置開關用于指示閥門的開關狀態,安裝離合器裝置的手輪機構可在電源故障時手動操作閥門。<\/p>

這種類型執行機構的主要優點是所有部件都安裝在一個殼體內,在這個防水、防塵、防爆的外殼內集成了所有基本及先進的功能。主要缺點是,當電源故障時,閥門只能保持在原位,只有使用備用電源系統,閥門才能實現故障安全位置(故障開或故障關)<\/p>

這種執行機構類似于電動多回轉執行機構,主要差別是執行機構終輸出的是1/4轉記90度的運動。新一代電動單回轉式執行機構結合了大部分多回轉執行機構的復雜功能,例如:使用非進入式用戶友好的操作界面實現參數設定與診斷功能。<\/p>

單回轉執行機構結構緊湊可以安裝到小尺寸閥門上,通常輸出力矩可達800公斤米,另外應為所需電源較小,它們可以安裝電池來實現故障安全操作。<\/p>

選擇要素<\/h3>

選擇一臺合適的閥門執行機構類型和規格時必須考慮下列要素:<\/p>

驅動能源<\/h3>

常用的驅動能源是電源或流體源,如果選擇電源為驅動能源,對于大尺寸閥門一般選用三相電源,對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執行機構可有多種電源類型供選擇。有時也可選直流供電,此時可通過安裝電池實現電源故障安全操作。流體源種類很多,首先可以是不同的介質如:壓縮空氣、氮氣、天然氣、液壓流體等,其次它們可以具備各種壓力,第三執行機構具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。<\/p>

閥門類型<\/h3>

當選擇閥門用執行機構時,必須要知道閥門的種類,這樣才可以選擇正確的執行機構類型。有些閥門需要多回轉驅動,有些需要單回轉驅動,有些需要往復式驅動,它們影響了執行機構類型的選擇。通常多回轉的氣動執行機構比電動多回轉執行機構價格要貴,但是往復式直行程輸出的氣動執行機構價格比電動多回轉執行機構便宜。<\/p>

力矩大小<\/h3>

對于90度回轉的閥門如:球閥、碟閥、旋塞閥,好通過閥門廠商獲得相應閥門力矩大小,大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩,他們將這一力矩提供給客戶。對于多回轉的閥門情況有所不同,這些閥門可分為:往復式(提升式)運動-閥桿不旋轉、往復式運動-閥桿旋轉、非往復式-閥桿旋轉,必須測量閥桿的直徑,閥桿連接螺紋尺寸已決定執行機構規格。<\/p>

執行機構選型<\/h3>

一但執行機構類型和閥門所需驅動力矩確定了,就可以使用執行機構廠商提供的數據表或選型軟件進行選型。有時還需考慮閥門操作的速度和頻率。<\/p>

流體驅動的執行機構可調節行程速度,但是三相電源的電動執行機構只有固定的行程時間。<\/p>

部分小規格的直流電動單回轉執行機構可調節行程速度。<\/p>

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4<\/strong>結構原理編輯<\/h2>

以MD系列電動執行機構的整體式比例調節型為例。<\/p>

MD系列電動執行機構以交流伺服電動機為驅動裝置的位皿伺服機構,由配接的位置定位器PM-2控制板接受調節系統的4~20mA直流控制信號與位置發送器的位置反饋借號進行比較,比較后的信號偏差經過放大使功率級導通,電動機旋轉驅動執行機構的輸出件朝著減小這一偏差的方向移動(位置發送器不斷將輸出件的實際位置轉變為電信號—位盈反饋信號送至位致定位器),直到偏差信號小于設定值為止。此時執行機構的輸出件就穩定在與輸人信號相對應的位置上。<\/p>

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5<\/strong>組成部分編輯<\/h2>

MD系列角行程調節電動執行機構由動力部件和位置定位器(PM-2控制板)兩大部分組成。其中動力部件主要由電動機、減速器、力矩行程限制器、開關控制箱、手輪和機械限位裝置以及位置發送器等組成,其各部分作用簡述如下:<\/p>

電動機<\/h3>

電動機是特種單相或三相交流異步電動機,具有高啟動力矩、低啟動電流和較小的轉動慣量,因而有較好的伺服特性。在電動機定子內部裝有熱敏開關(詳見圖3所示)做過熱保護,當電動機出現異常過熱(內部溫度超過130℃)時該開關將控制電動機的電路斷開以保護電動機和執行機構,當電動機冷卻以后開關恢復接通,電路恢復工作。為了克服慣性惰走,調節型電動執行機構的電動機控制電路均有電制動功能。<\/p>

減速器<\/h3>

角行程執行機構采用行星減速加蝸輪蝸桿傳動機構,既有較高的機械效率,又具有機械自鎖特性。直行程執行機構的減速器由多轉執行機構減速器配接絲桿螺母傳動裝置組成。<\/p>

力矩行程限制器<\/h3>

它是一個設置在減速器內的標準單元,由過力矩保護機構、行程控制機構(電氣限位)、位置傳感器及接線端子等組成。<\/p>

過力矩保護機構<\/h3>

內行星齒輪在傳遞力矩時產生的偏轉撥動嵌裝在齒輪外圈的擺桿,擺桿的兩端各裝有一個測力壓縮彈贊作為正、反向力矩的傳感元件,當輸出力矩超過設定限制力矩時,內齒輪的偏轉使擺桿觸動力炬開關,切斷控制電路使電動機停轉。調整力炬限制彈資的壓縮量即可調整力炬的限定值。該保護具有記憶功能,對應于接線圖中的電器設備是力矩開關LEF、LEO。當該保護動作以后,在排除機械力矩故障后,執行機構斷電或信號瞬間反向一下即可恢復(即記憶解除)正常工作。<\/p>

(2)行程控制機構:由凸輪組和微動開關組成。該凸輪組通過齒輪減速裝殷,與減速器傳動軸相連,通過調整分別作用于正、反方向微動開關(即行程限位開關)的凸輪板的位置可限定執行機構的行程(行程開關FCO,FCF)。該電氣限位的范圍在出廠時已經調好,一般情況下請勿隨便調整,以免損壞機構。<\/p>

(3)位置傳感器:采用高精度、長壽命的導電塑料電位器作為位置傳感元件,它與凸輪組同軸連接,整體式比例調節型電動執行機構位置指示信號,是將電位器隨輸出軸行程變化的電阻值送入PM-2控制板的比較放大電路,并由它送出一個4-20mA的DC電流信號用于指示。<\/p>

開關控制箱<\/h3>

在開關控制箱內裝有PM電子位置定位器。<\/p>

手輪<\/h3>

在故障狀態和調試過程中,可通過轉動手輪來實現手動就地操作。<\/p>

機械限位裝置<\/h3>

主要用于故障時以及防止手動操作時超過極限位置保護。角行程電動執行機構的機械限位采用內置扇形渦輪限位結構,外形體積小,限位可靠;直行程電動執行機構的機械限位采用內置擋塊型限位結構,可十分有效地保護閥座、閥桿、閥芯。<\/p>

位置定位器實質上是一個將控制信號與位置反饋信號進行比較并放大以控制電動機開停和旋轉方向的多功能大功率放大板,它與執行機構的動力部件相連以控制執行機構按系統規定的狀態工作。位置定位器主要由比較、邏輯保護、放大驅動及功率放大等電路組成。控制單相電動機的位置定位器功率放大部分主要由光電禍合過零觸發固態繼電器(無觸點電子開關)構成。其主體部分示意如圖4所示。需要注意的是“手動一自動”轉換開關,該開關的作用是在沒有外加信號時,與手動調整電位器P1配合使用,以便觀察或調試執行機構。用后一定要將其撥回“自動”位世,以免影響投人系統自動控制。<\/p>

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6<\/strong>開關控制編輯<\/h2>

自動控制閥<\/h3>

自動控制閥大的好處是可以遠距離的操作閥門,這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產過程而不需要親臨現場去人工操作閥門的開和關。人們只需鋪設一些管線連接控制室和執行機構,驅動能源通過管線直接激勵電動或氣動執行機構,通常用的4-20mA信號來反饋閥門的位置。<\/p>

連續控制<\/h3>

如果執行機構被要求用于控制過程系統的液位、流量或壓力等參數,這是要求執行機構頻繁動作的工作,可以用4-20mA信號作為控制信號,然而這個信號可能會和過程一樣頻繁的改變。如果需要非常高頻率動作的執行機構,只有選擇特殊的能頻繁啟停的調節型執行機構。當一個過程中需要多臺執行機構時,可以通過使用數字通訊系統將各個執行機構連接起來,這樣可大大降低安裝費用。數字通訊回路可以快速的傳遞指令和收集信息。目前有多種通訊方式如:FOUNDATIONFIELDBUS、PROFIBUS、DEVICENET、HART和專為閥門執行機構設計的PAKSCAN等。數字通訊系統不單單可以降低投資費用,它們還可以收集大量閥門信息,這些信息對于閥門的預測性維護程序非常有價值。<\/p>

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7<\/strong>預測維護編輯<\/h2>

操作人員可以借助內置的數據存儲器來記錄閥門每次動作時力矩感應裝置測得的數據,這些數據可以用來監測閥門運行的狀態,可以提示閥門是否需要維修,也可以用這些數據來診斷閥門。<\/p>

針對閥門可以診斷如下數據:<\/p>

1.閥門密封或填料摩擦力<\/p>

2.閥桿、閥門軸承的摩擦力矩<\/p>

3.閥座摩擦力<\/p>

4.閥門運行中的摩擦力<\/p>

5.閥芯的所受的動態力<\/p>

6.閥桿螺紋摩擦力<\/p>

7.閥桿位置<\/p>

上述大部分數據存在于所有種類的閥門,但著重點不同,例如:對于蝶閥,閥門運行中的摩擦力是可以忽略的,但對于旋塞閥這個力數值卻很大。不同的閥門具有不同的力矩運行曲線,例如:對于楔式閘飯,開啟和關閉力矩都非常大,其它行程時只有填料摩擦力和螺紋摩擦力,關閉時,液體靜壓力作用在閘板上增加了閥座摩擦力,終楔緊效應使力矩迅速增大直到關閉到位。所以根據力矩曲線的變化可以預測出將會發生的故障,可以對預測性維護提供有價值的信息。<\/p>

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8<\/strong>注意事項編輯<\/h2>

以MD系列電動執行機構的整體式比例調節型為例。<\/p>

在通電前,必須進行外觀檢查和絕緣檢查,動力回路(弧電回路)及信號觸點對外殼的絕緣,用500V兆歐表測不得低于20MΩ:信號輸人、輸出回路及它們與動力回路之間的絕緣,除特殊要求外,不應低于l0mΩ合格后方可通電。在通電后,應檢查變壓器、電機及電子電路部分元件等是否過熱,轉動部件是否有雜音,發現異常現象應立即切斷電源,查明原因。未查明原因前,不要輕易焊下元件。更換電子元件時,應防止溫度過高,損壞元件。更換場效應管和集成電路時一定要把電烙鐵妥獸接地,或脫離電源利用余熱進行焊接。拆卸零部件、元器件或焊接導線時,應做好標記,對應記號。應盡公避免被檢設備的輸出回路開路,避免被檢設備在有輸人信號時停電。檢修后的設備必須進行校驗。對干電動機要檢查線圈對外殼及線圈之間的絕緣電阻,測皿線圈直流電組,清洗軸承并加潤滑油,檢查轉子、定子線圈及制動裝;對于減速器要解體清洗各部件,檢查行星齒輪部分的情況,檢查斜齒輪部分的情況,檢查渦輪渦桿或絲桿螺母的嚙合情況,后進行裝配、調整并加長效鏗基潤滑脂。對于位置傳感器部分要進行外觀檢查,檢查電位器與行程控制機構的同軸連接情況,檢查電位器的基本情況,檢查電位器及放大板之間的連接情況。<\/p>

以在各種突發情況下的生產安全性為例。<\/p>

在大型管網系統中,閥門分布較廣或較遠,為保證在各種突發情況下的生產安全性,閥門需要具有現地斷電后手動關閉門,并同樣能夠在現地顯示及遠程監控閥門開度的功能,這就需要電動執行機構具有自備電池低功耗手動模式,在現地斷電情況下進入手動模式,利用自備電池可以不僅僅是現地顯示閥門開度,同時能夠提供遠端閥門開度顯示起到遠程監控的作用。<\/p>

低功耗手動模式,涉及到低功耗液晶屏技術、低功耗CPU技術、低功耗數據采集、計算、處理及發送并低功耗電池供電技術,其中關鍵的是閥門開度傳感器需要選用全行程的值多圈編碼器。 實際上在手動模式情況下,因變化響應要求不高,MCU(微處理器)可以采取低功耗間隙式工作模式,也就是半休眠模式,這樣可以確保所耗功耗極低,自備電池容量能夠較長時間的使用。<\/p>

當選用低功耗半休眠模式的功能,閥門開度傳感器就要選用停電狀況下不影響位置記憶的傳感器,例如電位器或全行程多圈值編碼器。電位器的精度與測量行程有限,目前在電動執行器上的使用有兩種方法,一種是全行程用一次電位器行程(通過變速),斷電位置不會丟失,但是那樣精度很低;另一種是用多次電位器行程,位置精度是提高了,但是每次超出行程就要靠電子記憶實現,當斷電后沒有了電子記憶位置,如果用電池實現記憶,需耗費較多電池能量。如果用霍爾脈沖計數的方法,計數是實時不間斷的,斷電后用電池耗電記憶,電池容 量是不夠的。選用全行程多圈值編碼器,是這種模式可能實現的閥門開度傳感器,當然,由于數據讀取時間極短而要保證數據的準確性,要求此編碼器的數據可靠性要求就很高了。有一些選用的值編碼器是單圈功能的,超出單圈需要用電子計圈記憶,其斷電后的因需要計圈記憶的耗電較大,不適合這種半休眠低功耗模式。<\/p>

全行程多圈值編碼器采用RS485主動模式發送數據,每隔8mS主動發送一次,編碼器的通電啟動時間極短,數據含兩種校驗方式,可靠性高,由于是全行程多圈值編碼器,在總行程中的每一個位置是唯一編碼的,與前次讀數無關而無需計數、計圈及記憶,所以可以采用間隙式通電、讀數的模式,比如每隔1—5秒時間,MCU主板間隙式工作一次(或兩次),每次工作時間僅幾十毫秒,快速實現啟動、數據讀取、處理、發送的工作,其余時間處于休眠狀態,這就是“半休眠低功耗模式”。<\/p>

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9<\/strong>故障分析編輯<\/h2>

以MD系列電動執行機構的整體式比例調節型為例。<\/p>

位置傳感器部分<\/h3>

(1)電動執行機構接受控制系統發出的開、關信號后,電機能正常轉動,但沒有閥位反饋。其可能原因是:<\/p>

1)位置傳感器的電位器與行程控制機構不能同軸旋轉,需檢查連接部分是否損壞;<\/p>

2)電位器損壞或性能變壞,阻值不隨轉動而發生變化;<\/p>

3)位置傳感器的電位器及放大板間連接導線是否正常;<\/p>

4)PM放大板是否損壞,有無反饋信號送出。<\/p>

(2)電動執行機構接受控制系統發出的開、關信號后,電機能正常轉動,但閥位反饋始終為一固定值,不隨閥門的開、關而變化,其可能原因是:<\/p>

1)導電塑料電位器的阻值為一恒值,不隨轉動而變,檢修更換電位器;<\/p>

2)放大板中有關部分異常,檢查處理。<\/p>

執行器<\/h3>

(1)執行機構接收控制系統發出的開關信號后,電機不轉并有嗡嗡聲。其原因可能是:<\/p>

1)減速器的行星齒輪部分卡澀、損壞或變形;<\/p>

2)減速器的斜齒輪傳動部分變形或過度磨損或損壞;<\/p>

3)減速器的渦輪渦桿或絲桿螺母傳動部分變形損壞、卡澀等;4)整體機械部分配合不好,不靈活,需調整加油。<\/p>

電氣部分故障<\/h3>

1)電動執行機構接受控制系統發出的開、關信號后,電機不轉,也無嗡嗡聲。可能原因是:沒有交流電源或電源不能加到執行機構的電機部分或位置定位器部分;PM放大板工作不正常,不能發出對應的控制信號;固態繼電器部分損壞,不能將放大板送來的弱信號轉變成電機需要的強電信號;電機熱保護開關損壞;力矩限制開關損壞;行程限制開關損壞;手動/自動開關位置選錯或開關損壞;電機損壞。<\/p>

2)電動執行機構接受控制系統發出的開、關信號后,電機不轉,有嗡嗡聲。其可能原因是:電機的啟動電容損壞;電機線圈匝間輕微短路;電源電壓不夠。<\/p>

3)電動執行機構接受控制系統發出的開、關信號后,電機抖動,并伴有咯咯聲,其原因可能是:PM放大板的輸出信號不足不能使固態繼電器完全導通,造成電機的加載電壓不足;固態繼電器性能變壞,造成其輸出端未完全導通。<\/p>

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10<\/strong>與傳統設備區別編輯<\/h2>

從傳統觀念來看,氣缸與電動執行器一直被認為是屬于兩個完全不同領域的自動化產品,隨著電氣化程度的不斷提高,電動執行器卻慢慢浸入氣動領域,二者在應用中既有競爭又相互補充。在本期欄目中,我們將從技術性能、購買和應用成本、能源效率、應用場合及市場形勢等幾個方面來對比氣缸與電動執行器各自的優勢<\/p>

技術性能的比較<\/h3>

眾所周知,相比電動執行器,氣缸可在惡劣條件下可靠地工作,且操作簡單,基本可實現免維護。氣缸擅長作往復直線運動,尤其適于工業自動化中多的傳送要求——工件的直線搬運。而且,僅僅調節安裝在氣缸兩側的單向節流閥就可簡單地實現穩定的速度控制,也成為氣缸驅動系統大的特征和優勢。所以對于沒有多點定位要求的用戶,絕大多數從使用便利性角度更傾向于使用氣缸工業現場使用電動執行器的應用大部分都是要求高精度多點定位,這是由于用氣缸難以實現,退而求其次的結果。
  而電動執行器主要用于旋轉與擺動工況。其優勢在于響應時間快,通過反饋系統對速度、位置及力矩進行控制。但當需要完成直線運動時,需要通過齒形帶或絲桿等機械裝置進行傳動轉化,因此結構相對較為復雜,而且對工作環境及操作維護人員的專業知識都有較高要求。<\/p>

氣缸的優勢<\/h3>

(1)對使用者的要求較低。氣缸的原理及結構簡單,易于安裝維護,對于使用者的要求不高。電缸則不同,工程人員必需具備一定的電氣知識,否則極有可能因為誤操作而使之損壞。
  (2)輸出力大。氣缸的輸出力與缸徑的平方成正比;而電缸的輸出力與三個因素有關,缸徑、電機的功率和絲桿的螺距,缸徑及功率越大、螺距越小則輸出力越大。一個缸徑為50mm的氣缸,理論上的輸出力可達2000N,對于同樣缸徑的電缸,雖然不同公司的產品各有差異,但是基本上都不超過1000N。顯而易見,在輸出力方面氣缸更具優勢。
  (3)適應性強。氣缸能夠在高溫和低溫環境中正常工作且具有防塵、防水能力,可適應各種惡劣的環境。而電缸由于具有大量電氣部件的緣故,對環境的要求較高,適應性較差。
  電缸的優勢主要體現在以下3個方面:
  (1)系統構成非常簡單。由于電機通常與缸體集成在一起,再加上控制器與電纜,電缸的整個系統就是由這三部分組成的,簡單而緊湊。
  (2)停止的位置數多且控制精度高。一般電缸有低端與之分,低端產品的停止位置有3、5、16、64個等,根據公司不同而有所變化;產品則更是可以達到幾百甚至上千個位置。在精度方面,電缸也具有的優勢,定位精度可達?0.05mm,所以常常應用于電子、半導體等精密的行業。
  (3)柔韌性強。毫無疑問,電缸的柔韌性遠遠強于氣缸。由于控制器可以與PLC直接進行連接,對電機的轉速、定位和正反轉都能夠實現控制,在一定程度上,電缸可以根據需要隨意進行運動;由于氣體的可壓縮性和運動時產生的慣性,即使換向閥與磁性開關之間配合地再好也不能做到氣缸的準確定位,柔韌性也就無從談起了。<\/p>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/p>$detailsplit$

1<\/span>簡介編輯<\/a><\/p>

2<\/span>閥門編輯<\/a><\/p>

.<\/i>旋轉式閥門<\/a><\/p>

.<\/i>多回轉閥門<\/a><\/p>

3<\/span>電動多回轉式執行機構編輯<\/a><\/p>

.<\/i>選擇要素<\/a><\/p>

.<\/i>驅動能源<\/a><\/p>

.<\/i>閥門類型<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>力矩大小<\/a><\/p>

.<\/i>執行機構選型<\/a><\/p>

4<\/span>結構原理編輯<\/a><\/p>

5<\/span>組成部分編輯<\/a><\/p>

.<\/i>電動機<\/a><\/p>

.<\/i>減速器<\/a><\/p>

.<\/i>力矩行程限制器<\/a><\/p>

.<\/i>過力矩保護機構<\/a><\/p>

.<\/i>開關控制箱<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>手輪<\/a><\/p>

.<\/i>機械限位裝置<\/a><\/p>

6<\/span>開關控制編輯<\/a><\/p>

.<\/i>自動控制閥<\/a><\/p>

.<\/i>連續控制<\/a><\/p>

7<\/span>預測維護編輯<\/a><\/p>

8<\/span>注意事項編輯<\/a><\/p>

9<\/span>故障分析編輯<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>位置傳感器部分<\/a><\/p>

.<\/i>執行器<\/a><\/p>

.<\/i>電氣部分故障<\/a><\/p>

10<\/span>與傳統設備區別編輯<\/a><\/p>

.<\/i>技術性能的比較<\/a><\/p>

.<\/i>氣缸的優勢<\/a><\/p><\/div>$detailsplit$

1<\/span>簡介編輯<\/a><\/i><\/p>

2<\/span>閥門編輯<\/a><\/i><\/p>

2.1<\/span>旋轉式閥門<\/a><\/i><\/p>

2.2<\/span>多回轉閥門<\/a><\/i><\/p>

3<\/span>電動多回轉式執行機構編輯<\/a><\/i><\/p>

3.1<\/span>選擇要素<\/a><\/i><\/p>

3.2<\/span>驅動能源<\/a><\/i><\/p>

3.3<\/span>閥門類型<\/a><\/i><\/p>

3.4<\/span>力矩大小<\/a><\/i><\/p>

3.5<\/span>執行機構選型<\/a><\/i><\/p>

4<\/span>結構原理編輯<\/a><\/i><\/p>

5<\/span>組成部分編輯<\/a><\/i><\/p>

5.1<\/span>電動機<\/a><\/i><\/p>

5.2<\/span>減速器<\/a><\/i><\/p>

5.3<\/span>力矩行程限制器<\/a><\/i><\/p>

5.4<\/span>過力矩保護機構<\/a><\/i><\/p>

5.5<\/span>開關控制箱<\/a><\/i><\/p>

5.6<\/span>手輪<\/a><\/i><\/p>

5.7<\/span>機械限位裝置<\/a><\/i><\/p>

6<\/span>開關控制編輯<\/a><\/i><\/p>

6.1<\/span>自動控制閥<\/a><\/i><\/p>

6.2<\/span>連續控制<\/a><\/i><\/p>

7<\/span>預測維護編輯<\/a><\/i><\/p>

8<\/span>注意事項編輯<\/a><\/i><\/p>

9<\/span>故障分析編輯<\/a><\/i><\/p>

9.1<\/span>位置傳感器部分<\/a><\/i><\/p>

9.2<\/span>執行器<\/a><\/i><\/p>

9.3<\/span>電氣部分故障<\/a><\/i><\/p>

10<\/span>與傳統設備區別編輯<\/a><\/i><\/p>

10.1<\/span>技術性能的比較<\/a><\/i><\/p>

10.2<\/span>氣缸的優勢<\/a><\/i><\/p>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2015/5/4 13:32:54","UpdateTime":"2015/5/4 13:32:54","RecommendNum":"0","Picture":"2/20150504/635663431711811184959.jpg","PictureDomain":"img67","ParentID":"284","Other":[{"ID":"49","Title":"執行機構","UserID":"0","UserName":"","Author":"馬迎弟","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"12","Detail":"

執行機構使用<\/SPAN>液體<\/A>、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。基本的執行機構用于把閥門驅動至全開或全關的位置。用與控制閥的執行機構能夠的使閥門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門,但是如今的執行機構的設計遠遠超出了簡單的開關功能,它們包含了位置感應裝置,力矩感應裝置,電極保護裝置,邏輯控制裝置,數字通訊模塊及PID控制模塊等,而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內。<\/SPAN><\/P>$detailsplit$

1<\/STRONG>定義<\/H2>

對于執行機構廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置<\/A>,它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。<\/P>

因為越來越多的工廠采用了自動化控制<\/A>,人工操作被機械或自動化設備所替代,人們要求執行機構能夠起到控制系統與閥門機械運動之間的界面作用,更要求執行機構增強工作安全性能和環境保護性能。在一些危險性的場合,自動化的執行機構裝置能減少人員的傷害。某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關閉,閥門執行機構能阻止危險進一步擴散同時將工廠損失減至少。對一些高壓大口徑的閥門<\/A>,所需的執行機構輸出力矩非常大,這時所需執行機構必須提高機械效率并使用高輸出的電機,這樣平穩的操作大口徑閥門。<\/P>

2<\/STRONG>分類<\/H2>

以電能、壓縮空氣或壓力油為動力,輸出與控制信號相對應的轉角或直線位移,以一定轉矩或推力推動調節機構,從而完成生產過程參數控制要求的裝置,也稱執行器。根據采用動力源的不同,通常有電動執行機構,氣動執行機構,液動執行機構等。執行機構是自動控制系統的重要環節。它接受來自控制儀表或人工給定的控制信號,對其進行功率放大,然后轉換為輸出軸的相應的角位移或直線位移,用以推動各種調節機構,如調節閥、風門擋板等,改變被調介質流量,以完成各種過程參數的自動控制或人工手動控制。執行機構的動作規律通常是線性的,也有采用等百分比型的。其控制信號有連續的電流信號,也有斷續的電壓信號或脈沖信號。<\/P>

目前常用的執行機構是電信號氣動長行程執行機構和電動執行器。<\/P>

電信號氣動長行程執行機構<\/H3>

以壓縮空氣為動力,可直接接受標準電流控制信號的氣動執行機構,具有動作平穩,推力大,精度高,本質防爆,易于實現所要求的控制規律等特點。其多數品種帶有斷電源、斷氣源、斷電信號的“三斷”自鎖保位功能,使用安全性高。<\/P>

圖1為氣動執行機構原理框圖。氣動執行機構由自動工作系統和各種輔助裝置兩大部分組成。前者包括電-氣轉換器、定位器、氣缸、連桿等部件,后者包括手操機構、“三斷”自鎖裝置、閥位變送器、行程開關等。電-氣轉換器將電流控制信號變為氣壓控制信號。按力平衡原理工作的定位器和作為動力部件的氣缸以及連桿等構成的自動工作系統的功能是使執行機構的輸出角位移與輸入控制信號相對應。手操機構用于裝置調整和就地應急操作。“三斷”自鎖裝置由氣源、電源、電信號的監控回路和斷氣源時的鎖緊裝置構成。當上述故障之一發生時,執行機構輸出保位,保證設備和運行安全。閥位變送器將執行機構的輸出角位移轉變為相應的電流信號,行程開關用來發出極限位置的開關量信號。<\/P>

<\/A>圖1 氣動執行機構原理框圖<\/SPAN><\/P>

功能完善的帶“三斷”保護的氣動執行機構廣泛用于各個工業部門。但其結構復雜,維護工作量較大。常見的氣動執行機構有僅帶斷氣源保護功能的氣動執行機構,氣動隔膜調節閥,脈沖電信號氣動長行程執行機構等。前兩者結構簡單,后者采用脈沖控制,安全性好。<\/P>

電動執行器<\/H3>

分角行程、直行程兩大類。根據信號制和全行程時間的不同,又分基型品種和多個派生品種。在自動控制系統中,它們和不同型號電動操作器配用,可實現過程參數的自動控制,控制系統的手動/自動雙向無擾切換,中途限位及遠方手操等功能。<\/P>

電動執行器由伺服放大器和伺服機構兩大部件配套組成。圖2為電動執行器原理框圖。它是一個位置自動控制系統。來自控制儀表的控制信號和由位置發送器返回的閥位反饋信號的偏差,經伺服放大器進行功率放大,然后驅動伺服電機,使減速器推動調節機構朝減小偏差方向轉動,輸出軸后穩定在與控制信號相對應的轉角位置上,電動操作器的作用是進行控制系統的手動/自動切換及遠方手動操作。<\/P>

<\/A>圖2 電動執行器原理框圖<\/SPAN><\/P>

1—伺服放大器; 2—電動操作器; 3—伺服機構;4—伺服電機; 5—減速器; 6—位置發送器<\/P>

3<\/STRONG>閥門與自動化<\/H2>

為了成功的實現過程自動化,重要的是要確保閥門自身能夠滿足過程及管道內介質的特殊要求。通常生產過程和工藝介質能夠決定閥門的種類,閥芯的類型以及閥內件和閥門的結構和材料。<\/P>

閥門選擇好后接下來就要考慮自動化的要求即執行機構的選擇。可以簡單的按兩種基本的閥門操作類型來考慮執行機構。<\/P>

1.旋轉式閥門(單回轉閥門)<\/P>

這類閥門包括:旋塞閥<\/A>、球閥<\/A>、蝶閥<\/A>以及風門<\/A>或擋板。這類閥門需要已要求的力矩進行90度旋轉操作的執行機構<\/P>

2.多回轉閥門<\/P>

這類閥門可以是非旋轉提升式閥桿<\/A>或旋轉非提升式桿,或者說是他們需要多轉操作去驅動閥門到開或關的位置。這類閥門包括:直通閥(截止閥)、閘閥、刀閘閥等。作為一種選擇,直線輸出的氣動或液動氣缸或薄膜執行機構也開來驅動上述閥門。<\/P>

目前共有四種類型的執行機構,它們能夠使用不同的驅動能源,能夠操作各種類型的閥門。<\/P>

1.電動多回轉式執行機構<\/P>

<\/A>電動執行機構<\/SPAN><\/P>

電力驅動的多回轉式執行機構是常用、可靠的執行機構類型之一。使用單相或三相電動機驅動齒輪或蝸輪蝸桿后驅動閥桿螺母,閥桿螺母使閥桿產生運動使閥門打開或關閉。<\/P>

多回轉式電動執行機構可以快速驅動大尺寸閥門。為了保護閥門不受損壞,安裝在在閥門行程的終點的限位開關會切斷電機電源,同時當安全力矩被超過時,力矩感應裝置也會切斷電機電源,位置開關用于指示閥門的開關狀態,安裝離合器裝置的手輪機構可在電源故障時手動操作閥門。<\/P>

這種類型執行機構的主要優點是所有部件都安裝在一個殼體內,在這個防水、防塵、防爆的外殼內集成了所有基本及先進的功能。主要缺點是,當電源故障時,閥門只能保持在原位,只有使用備用電源系統<\/A>,閥門才能實現故障安全位置(故障開或故障關)<\/P>

2.電動單回轉式執行機構<\/P>

這種執行機構類似于電動多回轉執行機構,主要差別是執行機構終輸出的是1/4轉記90度的運動。新一代電動單回轉式執行機構結合了大部分多回轉執行機構的復雜功能,例如:使用非進入式用戶友好的操作界面實現參數設定與診斷功能。<\/P>

單回轉執行機構結構緊湊可以安裝到小尺寸閥門上,通常輸出力矩可達800公斤米,另外應為所需電源較小,它們可以安裝電池來實現故障安全操作。<\/P>

3.流體驅動多回轉式或直線輸出執行機構<\/P>

這種類型執行機構經常用于操作直通閥(截止閥)和閘閥,它們使用氣動或液動操作方式。結構簡單,工作可靠,很容易實現故障安全操作模式。<\/P>

通常情況下人們使用電動多回轉執行機構來驅動閘閥和截止閥,只有在無電源時才考慮使用液動或氣動執行機構。<\/P>

4.流體驅動單回轉式執行機構<\/P>

氣動、液動單回轉執行機構非常通用,它們不需要電源并且結構簡單,性能可靠。它們應用的領域非常廣泛。通常輸出從幾公斤米到幾萬公斤米。它們使用氣缸及傳動裝置將直線運動轉換為直角輸出,傳動裝置通常有:撥叉、齒輪齒條,杠桿。齒輪齒條在全行程范圍內輸出相同力矩,它們非常適用于小尺寸閥門,撥叉具有較率在行程起點具有高力矩輸出非常適合于大口徑閥門。氣動執行機構一般安裝電磁閥<\/A>、定位器或位置開關等附件來實現對閥門的控制和監測。<\/P>

這種類型執行機構很容易實現故障安全操作模式。<\/P>

4<\/STRONG>選擇要素<\/H2>

選擇一臺合適的閥門執行機構類型和規格時必須考慮下列要素:<\/P>

驅動能源<\/H3>

常用的驅動能源是電源或流體源,如果選擇電源為驅動能源,對于大尺寸閥門一般選用三相電源,對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執行機構可有多種電源類型供選擇。有時也可選直流供電,此時可通過安裝電池實現電源故障安全操作。<\/P>

流體源種類很多,首先可以是不同的介質如:壓縮空氣、氮氣、天然氣、液壓流體等,其次它們可以具備各種壓力,第三執行機構具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。<\/P>

閥門類型<\/H3>

當選擇閥門用執行機構時,必須要知道閥門的種類,這樣才可以選擇正確的執行機構類型。有些閥門需要多回轉驅動,有些需要單回轉驅動,有些需要往復式驅動,它們影響了執行機構類型的選擇。<\/P>

通常多回轉的氣動執行機構比電動多回轉執行機構價格要貴,但是往復式直行程輸出的氣動執行機構價格比電動多回轉執行機構便宜。<\/P>

力矩大小<\/H3>

對于90度回轉的閥門如:球閥、碟閥、旋塞閥,好通過閥門廠商獲得相應閥門力矩大小,大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩,他們將這一力矩提供給客戶。對于多回轉的閥門情況有所不同,這些閥門可分為:往復式(提升式)運動-閥桿不旋轉、往復式運動-閥桿旋轉、非往復式-閥桿旋轉,必須測量閥桿的直徑,閥桿連接螺紋尺寸已決定執行機構規格。<\/P>

執行機構選型<\/H3>

一旦執行機構類型和閥門所需驅動力矩<\/A>確定了,就可以使用執行機構廠商提供的數據表或選型軟件<\/A>進行選型。有時還需考慮閥門操作的速度和頻率。<\/P>

流體驅動的執行機構可調節行程速度,但是三相電源的電動執行機構只有固定的行程時間。<\/P>

部分小規格的直流電動單回轉執行機構可調節行程速度。<\/P>

開關控制<\/H3>

自動控制閥大的好處是可以遠距離的操作閥門,這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產過程而不需要親臨現場去人工操作閥門的開和關。人們只需鋪設一些管線連接控制室和執行機構,驅動能源通過管線直接激勵電動或氣動執行機構,通常用的4-20mA信號來反饋閥門的位置。<\/P>

連續控制<\/H3>

如果執行機構被要求用于控制過程系統的液位、流量或壓力等參數,這是要求執行機構頻繁動作的工作,可以用4-20mA或0~10V的模擬量作為控制信號,然而這個信號可能會和過程一樣頻繁的改變。如果需要非常高頻率動作的執行機構,只有選擇特殊的能頻繁啟停的調節型執行機構。當一個過程中需要多臺執行機構時,可以通過使用數字通訊系統將各個執行機構連接起來,這樣可大大降低安裝費用。數字通訊回路可以快速的傳遞指令和收集信息。目前有多種通訊方式如:FOUNDATION FIELDBUS、PROFIBUS、DEVICENET、HART和專為閥門執行機構設計的PAKSCAN等。數字通訊系統不單單可以降低投資費用,它們還可以收集大量閥門信息,這些信息對于閥門的預測性維護程序非常有價值。<\/P>

預測性維護<\/H3>

操作人員可以借助內置的數據存儲器來記錄閥門每次動作時力矩感應裝置測得的數據,這些數據可以用來監測閥門運行的狀態,可以提示閥門是否需要維修,也可以用這些數據來診斷閥門。<\/P>

針對閥門可以診斷如下數據:<\/P>

1.閥門密封或填料摩擦力<\/P>

2.閥桿、閥門軸承的摩擦力矩<\/P>

3.閥座摩擦力<\/P>

4.閥門運行中的摩擦力<\/P>

5.閥芯的所受的動態力<\/P>

6.閥桿螺紋摩擦力<\/P>

7.閥桿位置<\/P>

上述大部分數據存在于所有種類的閥門,但著重點不同,例如:對于蝶閥,閥門運行中的摩擦力是可以忽略的,但對于旋塞閥這個力數值卻很大。<\/P>

不同的閥門具有不同的力矩運行曲線<\/A>,例如:對于楔式閘飯,開啟和關閉力矩都非常大,其它行程時只有填料摩擦力和螺紋摩擦力,關閉時,液體靜壓力作用在閘板上增加了閥座摩擦力,終楔緊效應使力矩迅速增大直到關閉到位。所以根據力矩曲線<\/A>的變化可以預測出將會發生的故障,可以對預測性維護提供有價值的信息。<\/P>

智能變頻控制<\/H3>

執行機構在工作過程中,由于電機的頻繁啟動,導致工作時額定頻率的變化,通過智能變頻控制可使頻率達到額定值<\/P>

例如:由于電阻或外力原因,電機啟動速度變慢,導致執行機構行程控制的誤差,運用智能變頻控制,可以改變輸入轉速,從而使執行機構的工作更可靠和穩定<\/P>

5<\/STRONG>廣義執行機構<\/H2>

李學榮于1988年提出廣義執行機構的概念[1],其主要出發點有兩條:1)為了開發性能更加優良的機器,必須將純機械的機構加以拓展,開發出結構新穎的擴展傳統機構功能的廣義執行機構;2)將構成機構的構件加以廣義化。在此基礎上,鄒慧君從現代機械發展動向出發,給出廣義執行機構的更加確切定義:廣義執行機構是由驅動單元與執行單元組成的可控執行機構,是實現機器的機械能轉化、運動生成和轉化等功能的執行者,是機電一體化系統的核心。<\/P>

廣義執行機構的基本特性<\/H3>

(1)可控性:廣義執行機構通過傳感技術、電子技術、控制技術等使機電融合在一起,可根據功能需求的變化,只要對驅動元件進行可編程控制即可實現復雜多變的輸出運動,使原來“剛性化”輸出發展成“柔性化”輸出,實現輸出運動的多樣性。<\/P>

(2)智能化:通過采用一些智能化驅動元件,如形狀記憶合金等,使機構輸出運動具有智能化,實現機器的智能控制。<\/P>

(3)微型化:通過微型馬達、壓電晶體等作用可使機構產生微米級工作行程,實現機構微型化。<\/P>

(4)集成性:隨著現代機構技術的發展,通過設計可制造出實現各種運動輸出的“運動集成塊”,如直線位移單元等。<\/P>

(5)高性能化:廣義執行機構的運動輸出與驅動元件的特性和機構類型有關,而不是單純取決于機構類型。現代的驅動元件己包括各類電機、液壓缸和氣動缸、壓電驅動器、電磁開關、形狀記憶合金等多種形式,其驅動特性不同于傳統單一的動力源。將機構內涵擴大為驅動元件與機構的集成體使得設計師的設計空間由一維設計空間變為同時設計驅動元件參數和機構結構參數并考慮兩者集成的兩維設計空間,設計者有更多的設計參數用以提升機構的運動和動力性能,擴大機構的功能。<\/P>

廣義執行機構的應用<\/H3>

(1)縫制設備<\/P>

一百多年來,人們對縫紉機不斷進行改進和革新,從普通腳踏式家用縫紉機發展到多功能工業縫紉機。進入上世紀60年代后,縫紉機的研制開始應用電子技術,出現了機電一體化的縫紉機,這種新型縫紉機用可控電機和微處理器對縫制過程進行控制,提高了縫紉機的柔性。目前,縫制設備向機電結合的方向發展己是業內人士的共識。不少人認為要使四大機構以及橫針機構、剪線機構的動作做到“隨心所欲”,例如任意改變針桿的行為、挑線孔的軌跡和橫針的動作,只采用“傳統機構”己是無能為力,必須求助于“機電運動技術”,以提高縫制設備的性能。<\/P>

(2)照相機調焦系統<\/P>

照相機由鏡頭、快門、光圈、調焦裝置、取景器、卷片機構和盒體等部分組成。由于機電一體化技術在該領域中的廣泛應用,其內部大量復雜的機構己經被集成電路、驅動電機和電磁執行元件所代替。照相機從精密機械與光學結合的傳統產品已發展為精密機械、光學和微電子技術三者一體化的自動化系統。<\/P>

(3)數控銑床<\/P>

在數控銑床中,主要分別以伺服馬達、齒輪減速機和螺旋機構為原動機,傳動機構和執行機構,通過利用伺服控制系統來控制伺服馬達的輸出運動,以補償螺旋機構的運動誤差。廣義執行機構的應用使得螺旋機構的輸入運動呈非線性函數,可有效地改善輸出運動的三維精度,從而提高機床的整體性能。<\/P>

(4)金屬成形壓力機<\/P>

在金屬成形壓力機的設計中,出現了由大功率的常速電機和小功率的伺服電機混合驅動一個兩自由度的平面七桿機構。這種混合驅動壓力機具有非常優越的性能,可以實現壓力機的低成本數控化。另外,日本Muratec公司采用伺服驅動系統來改善壓力機的工作性能,該系統采用伺服馬達控制沖頭的工作方式,實現了較同類機械高出150%的沖壓速度,并同時抑制了振動及噪音。<\/P>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/P>$detailsplit$

1<\/SPAN>定義<\/A><\/P>

2<\/SPAN>分類<\/A><\/P>

<\/I>電信號氣動長行程執行機構<\/A><\/P>

<\/I>電動執行器<\/A><\/P>

3<\/SPAN>閥門與自動化<\/A><\/P>

4<\/SPAN>選擇要素<\/A><\/P><\/DIV>

<\/I>驅動能源<\/A><\/P>

<\/I>閥門類型<\/A><\/P>

<\/I>力矩大小<\/A><\/P>

<\/I>執行機構選型<\/A><\/P>

<\/I>開關控制<\/A><\/P>

<\/I>連續控制<\/A><\/P>

<\/I>預測性維護<\/A><\/P>

<\/I>智能變頻控制<\/A><\/P><\/DIV>

5<\/SPAN>廣義執行機構<\/A><\/P>

<\/I>廣義執行機構的基本特性<\/A><\/P>

<\/I>廣義執行機構的應用<\/A><\/P><\/DIV>$detailsplit$

1<\/SPAN>定義<\/A><\/I><\/P>

2<\/SPAN>分類<\/A><\/I><\/P>

2.1<\/SPAN>電信號氣動長行程執行機構<\/A><\/I><\/P>

2.2<\/SPAN>電動執行器<\/A><\/I><\/P>

3<\/SPAN>閥門與自動化<\/A><\/I><\/P>

4<\/SPAN>選擇要素<\/A><\/I><\/P>

4.1<\/SPAN>驅動能源<\/A><\/I><\/P>

4.2<\/SPAN>閥門類型<\/A><\/I><\/P>

4.3<\/SPAN>力矩大小<\/A><\/I><\/P>

4.4<\/SPAN>執行機構選型<\/A><\/I><\/P>

4.5<\/SPAN>開關控制<\/A><\/I><\/P>

4.6<\/SPAN>連續控制<\/A><\/I><\/P>

4.7<\/SPAN>預測性維護<\/A><\/I><\/P>

4.8<\/SPAN>智能變頻控制<\/A><\/I><\/P>

5<\/SPAN>廣義執行機構<\/A><\/I><\/P>

5.1<\/SPAN>廣義執行機構的基本特性<\/A><\/I><\/P>

5.2<\/SPAN>廣義執行機構的應用<\/A><\/I><\/P>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2015/4/14 13:41:28","UpdateTime":"2015/4/14 13:41:28","RecommendNum":"0","Picture":"2/20150414/635646156834817004932.jpg","PictureDomain":"img65","ParentID":"43"},{"ID":"288","Title":"氣源處理件","UserID":"0","UserName":"","Author":"馬迎弟","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"2","Detail":"

氣壓傳動系統中,氣源處理件是指空氣過濾器、減壓閥和油霧器。英文縮寫F.R.L<\/span><\/p>$detailsplit$

1<\/strong>專業名稱編輯<\/h2>

氣源處理件<\/strong><\/p>

\"錨點\"\"錨點\"\"錨點\"<\/p>

2<\/strong>工作原理編輯<\/h2>

其工作原理是:壓縮空氣首先進入空氣過濾器,經除水濾灰凈化后進入減壓閥,經減壓后控制氣體的壓力以滿足氣動系統的要求,輸出的穩壓氣體后進入油霧器,將潤滑油霧化后混入壓縮空氣一起輸往氣動裝置。<\/p>

2.1 過濾器原理及性能指標<\/h3>

過濾器的作用是用于濾除空氣中含有的固體顆粒、水分、油分等各類雜質。<\/p>

其工作原理為,壓縮空氣由輸入口進入過濾器內部后,由于旋風葉片的導向,在內部產生強烈的旋轉,在離心力的作用下,空氣中混有的大顆粒固體雜質、液態水滴和油滴等被甩到過濾器殼體內表面上,在重力作用下沿壁面沉降到底部,由手動或自動排水器排出。氣體通過濾芯5進一步清除其中的固態粒子,潔凈的空氣便從輸出口輸出。擋水板可防止氣流的旋渦卷起沉積的污水,造成二次污染。<\/p>

空氣過濾器的主要性能指標有流量特性、分水效率和過濾精度。<\/p>

①流量特性表示在額定流量下其進出口兩端壓力差與通過該元件中的標準流量之間的關系。它是衡量過濾器阻力大小的標準,在滿足過濾精度條件下,希望阻力越小越好。<\/p>

②分水效率是衡量過濾器分離水分能力的指標。一般要求分水效率大于80%。<\/p>

③過濾精度表示能夠濾除灰塵小顆粒的尺寸值,有 2mm,5mm,25mm 等。標準過濾精度為5mm。過濾精度的高低與濾芯的通氣孔大小有直接關系。孔徑越大,過濾精度越低,但阻力損失也低。<\/p>

2.2 調壓器原理及性能指標<\/h3>

由于氣源空氣壓力往往比每臺設備實際所需要的壓力高些,同時壓力波動值比較大,因此需要用減壓閥將其壓力減到每臺設備所需要的壓力。減壓閥的作用是將輸出壓力調節在比輸入壓力低的調定值上,并保持穩定不變。減壓閥也稱調壓閥。氣動減壓閥與液體減壓閥一樣,也是以出口壓力為控制信號的。<\/p>

調壓閥主要性能<\/strong><\/p>

壓力特性<\/strong> 減壓閥的壓力特性是在一定的流量下,輸出壓力和輸入壓力之間的函數關系(可查手冊)。對比減壓閥的壓力特性曲線可知,當輸出壓力較低、流量適當時,減壓閥的穩壓性能好。當輸出壓力較高、流量太大或太小時,減壓閥的穩定性能較差。<\/p>

流量特性<\/strong> 流量特性表示輸入壓力為定值時,輸出流量和輸出壓力之間的函數關系(可查手冊)。根據減壓閥的流量特性曲線,輸入壓力一定時,輸出壓力越低,流量變化引起輸出壓力的波動越小。<\/p>

減壓閥的結構直接影響閥的調壓精度<\/strong>。對于直動式減壓閥來說,彈簧剛度越小,調壓精度越高。但彈簧剛度不能太小,要與閥工作壓力和公稱流量相適應;膜片直徑越大,調壓精度越好,但又不能太大,以免影響彈簧剛度和閥結構的大小;在保證密封的前提下,應盡量減少閥心上密封圈產生的摩擦力以便提高調壓精度。<\/p>

為使氣動控制系統能正常工作,選用減壓閥時應考慮下述一些問題: 1、根據所要求的工作壓力、調壓范圍、大流量和穩壓精度來選擇減壓閥。減壓閥的公稱流量是主要參數,一般與閥的接管口徑相對應。穩壓精度高時應選用先導式精密減壓閥。2、在易燃、易爆等人不宜接近的場合,應選用外部先導式減壓閥。但遙控距離不宜超過30m。3、減壓閥一般都用管式連接,特殊需要也可用板式連接。減壓閥常與過濾器、油霧器聯用,若此則應考慮采用氣動二聯件或三聯件,以節省空間。4、為了操作方便,減壓閥一般都是垂直安裝,且按閥體箭頭指向接管,不能將方向裝錯。安裝前要做好清潔工作。5、減壓閥不用時應旋松手柄,以免閥內膜片因長期受力而變形。<\/p>

減溫減壓閥是采用控制閥體內的啟閉件的開度來調節介質的流量,將介質的壓力降低,減溫減壓閥同時借助閥后壓力的作用調節啟閉件的開度,使閥后壓力保持在一定范圍內,并在閥體內或閥后噴入冷卻水,將介質的溫度降低,這種閥門稱為減壓減溫閥。該閥的特點,是在進口壓力不斷變化的情況下,保持出口聽壓力和溫度值在一定的范圍內。減壓閥是氣動調節閥的一個必備配件,主要作用是將氣源的壓力減壓并穩定到一個定值,以便于調節閥能夠獲得穩定的氣源動力用于調節控制。
  按結構形式可分為薄膜式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式;按閥座數目可人為單座式和雙座式;按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。
  按使用介質可分為蒸汽減壓閥,空氣減壓閥,氣體減壓閥等。[1]<\/span> <\/a><\/p>

2.3 油霧器原理及性能指標<\/h3>

在氣動元件中,氣缸、氣馬達或氣閥等內部常有滑動部分,為使其動作靈活、經久耐用一般需加入潤滑油潤滑。油霧器是一種特殊的注油裝置,其作用是使潤滑油霧化后注入空氣流中,隨著空氣流動進入需要潤滑的部件,達到潤滑的目的。<\/p>

工作原理<\/strong>為 :當壓縮空氣通過油霧器時,其在油室與視油器之間產生一個壓降,該壓降使油液經吸油管上升,并經噴嘴引射到壓縮空氣中,油滴被霧化,隨壓縮空氣流出。<\/p>

油霧器的主要性能指標有流量特性,起霧空氣流量和油霧粒度等。<\/p>

①流量特性也稱為壓力—流量特性,它表征了在給定進氣壓力下,隨著通過空氣流量的變化,油霧器進出口壓力降的變化情況。油霧器中通過額定流量時,進出口壓力降一般不超過0.15 MPa。<\/p>

②當油位處于高位置,節流閥全開,氣流壓力為0. 5 MPa時,起霧時的小空氣流量規定為額定空氣流量的40%。<\/p>

③油霧粒度是油霧器的一個重要性能指標。油霧粒度過大或過小,都會導致潤滑或冷卻效果下降。油霧粒徑規定在試驗壓力0.5 MPa,輸油量為30滴/min時,其粒徑不大于50μm。<\/p>

油霧器的選用主要根據氣動系統所需氣體流量及油霧粒徑大小來確定。一次油霧器的油<\/p>

霧粒徑約為20~35μm,二次油霧器油霧粒徑可達5μm。<\/p>

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3<\/strong>應用及其它編輯<\/h2>

有些品牌的電磁閥和氣缸能夠實現無油潤滑(靠潤滑脂實現潤滑功能),便不需要使用油霧器!過濾度一般為50-75μm,調壓范圍為0.5-10Mpa,如需過濾精度為5-10μm,10-20μm,25-40μm,及調壓為0.05-0.3Mpa,0.05-1Mpa三大件無管連接而成的組件稱為三聯件。三大件是多數氣動系統中不可缺少的氣源裝置,安裝在用氣設備近處,是壓縮空氣質量的后保證。三大件的安裝順序依進氣方向分別為空氣過濾器、減壓閥和油霧器。空氣過濾器和減壓閥組合在一起可以稱為氣動二聯件。還可以將空氣過濾器和減壓閥集裝在一起,便成為過濾減壓閥(功能與空氣過濾器和減壓閥結合起來使用一樣)。有些場合不能允許壓縮空氣中存在油霧,則需要使用油霧分離器將壓縮空氣中的油霧過濾掉。總之,這幾個元件可以根據需要進行選擇,并可以將他們組合起來使用。<\/p>

空氣過濾器用于對氣源的清潔,可過濾壓縮空氣中的水分,避免水分隨氣體進入裝置。<\/p>

減壓閥可對氣源進行穩壓,使氣源處于恒定狀態,可減小因氣源氣壓突變時對閥門或執行器等硬件的損傷。過濾器用于對氣源的清潔,可過濾壓縮空氣中的水份,避免水份隨氣體進入裝置。<\/p>

油霧器可對機體運動部件進行潤滑,可以對不方便加潤滑油的部件進行潤滑,大大延長機體的使用壽命。<\/p>

安裝<\/p>

氣源處理件使用說明<\/p>

1、過濾器排水有壓差排水與手動排水二種方式。手動排水時當水位達到濾芯下方水平之前必須排出。<\/p>

2、壓力調節時,在轉動旋鈕前請先拉起再旋轉,壓下旋轉鈕為定位。旋轉鈕向右為調高出口壓力,向左旋轉為調低出口壓力。調節壓力時應逐步均勻地調至所需壓力值,不應一步調節到位。<\/p>

3、給油器的使用方法:給油器使用JIS K2213輸機油(ISO Vg32或同級用油)。加油量請不要超過杯子八分滿。數字0為油量小,9為油量大。自9-0位置不能旋轉,須順時針旋轉。<\/p>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/p>$detailsplit$

1<\/span>專業名稱編輯<\/a><\/p>

2<\/span>工作原理編輯<\/a><\/p>

.<\/i>2.1 過濾器原理及性能指標<\/a><\/p>

.<\/i>2.2 調壓器原理及性能指標<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>2.3 油霧器原理及性能指標<\/a><\/p>

3<\/span>應用及其它編輯<\/a><\/p><\/div>$detailsplit$

1<\/span>專業名稱編輯<\/a><\/i><\/p>

2<\/span>工作原理編輯<\/a><\/i><\/p>

2.1<\/span>2.1 過濾器原理及性能指標<\/a><\/i><\/p>

2.2<\/span>2.2 調壓器原理及性能指標<\/a><\/i><\/p>

2.3<\/span>2.3 油霧器原理及性能指標<\/a><\/i><\/p>

3<\/span>應用及其它編輯<\/a><\/i><\/p>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2015/5/4 13:28:29","UpdateTime":"2015/5/4 13:28:29","RecommendNum":"0","Picture":"2/20150504/635663429073368911383.jpg","PictureDomain":"img54","ParentID":"282"},{"ID":"289","Title":"傳動裝置","UserID":"0","UserName":"","Author":"馬迎弟","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"2","Detail":"

傳動裝置(Transmission device)<\/strong>把動力裝置的動力傳遞給工作機構等的中間設備。傳動系統的基本功用是將發動機發出的動力傳給汽車的驅動車輪,產生驅動力,使汽車能在一定速度上行駛。<\/span><\/p>$detailsplit$

1<\/strong>結構編輯<\/h2>

傳動裝置:是將原動機的運動和動力傳給工作機構的中間裝置。.<\/p>

對于前置后驅<\/a>的汽車來說,發動機發出的轉矩依次經過離合器<\/a>、變速箱<\/a>、萬向節<\/a>、傳動軸<\/a>、主減速器<\/a>、差速器<\/a>、半軸<\/a>傳給后車輪,所以后輪又稱為驅動輪。驅動輪得到轉矩便給地面一個向后的作用力,并因此而使地面對驅動輪產生一個向前的反作用力,這個反作用力就是汽車的驅動力。汽車的前輪與傳動系<\/a>一般沒有動力上的直接聯系,因此稱為從動輪。<\/p>

傳動系統的組成和布置形式是隨發動機的類型、安裝位置,以及汽車用途的不同而變化的。例如,越野車多采用四輪驅動<\/a>,則在它的傳動系中就增加了分動器<\/a>等總成。而對于前置前驅<\/a>的車輛,它的傳動系中就沒有傳動軸<\/a>等裝置。<\/p>

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2<\/strong>分類編輯<\/h2>

汽車傳動系<\/a>可按能量傳遞方式的不同,劃分為機械傳動<\/a>、液力傳動<\/a>、液壓傳動<\/a>、電傳動等。<\/p>

汽車傳動系按照結構和傳動介質分,其型式有機械式、液力機械<\/a>式、靜液式(容積液壓式)、電力式等。<\/p>

機械式傳動系<\/a>常見布置型式主要與發動機的位置及汽車的驅動型式<\/a>有關。可分為:<\/p>

1.前置后驅<\/a>—FR:即發動機前置、后輪驅動<\/a><\/p>

這是一種傳統的布置型式。國內外的大多數貨車、部分轎車和部分客車都采用這種型式。<\/p>

2.后置后驅<\/a>—RR:即發動機后置、后輪驅動<\/p>

在大型客車上多采用這種布置型式,少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發動機后置,使前軸不易過載,并能更充分地利用車箱面積,還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李,也有利于減輕發動機的高溫和噪聲對駕駛員的影響。缺點是發動機散熱條件差,行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠距離操縱也使操縱機構變得復雜<\/a>、維修<\/a>調整不便。但由于優點較為突出,在大型客車上應用越來越多。<\/p>

3.前置前驅<\/a>—FF:發動機前置、前輪驅動<\/a><\/p>

這種型式操縱機構簡單、發動機散熱條件好。但上坡時汽車質量后移,使前驅動輪的附著質量減小,驅動輪易打滑;下坡制動時則由于汽車質量前移,前輪負荷過重,高速時易發生翻車現象。大多數轎車采取這種布置型式。<\/p>

4.越野汽車<\/a>的傳動系<\/a><\/p>

越野汽車一般為全輪驅動<\/a>,發動機前置,在變速箱后裝有分動器<\/a>將動力傳遞到全部車輪上。輕型越野汽車普遍采用4×4驅動型式<\/a>,中型越野汽車采用4×4或6×6驅動型式;重型越野汽車一般采用6×6或8×8驅動型式。<\/p>

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3<\/strong>功用編輯<\/h2>

汽車發動機所發出的動力靠傳動系<\/a>傳遞到驅動車輪<\/a>。傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能,與發動機配合工作,能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛,并具有良好的動力性<\/a>和經濟性。<\/strong><\/p>

汽車傳動系<\/a>的基本功能就是將發動機發出的動力傳給驅動車輪。它的首要任務就是與汽車發動機協同工作,以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛,并具有良好的動力性和燃油經濟性<\/a>,為此,汽車傳動系都具備以下的功能:<\/p>

減速和變速<\/h3>

我們知道,只有當作用在驅動輪上的牽引力<\/a>足以克服外界對汽車的阻力時,汽車才能起步和正常行駛。由實驗得知,即使汽車在平直得瀝青路面上以低速勻速行駛,也需要克服數值約相當于1.5%汽車總重力得滾動阻力<\/a>。以東風EQ1090E型汽車為例,該車滿載總質量為9290kg(總重力為91135N),其小滾動阻力約為1367N。若要求滿載汽車能在坡度<\/a>為30%的道路上勻速上坡行駛<\/a>,則所要克服的上坡阻力即達2734N。東風EQ1090E型汽車的6100Q-1發動機所能產生的大扭距<\/a>為353Nm(1200-1400rpm)。假設將這以扭距直接如數傳給驅動輪,則驅動輪可能得到的牽引力僅為784N。顯然,在此情況下,汽車不僅不能爬坡,即使在平直的良好路面上也不可能勻速行駛。<\/p>

另一方面,6100Q-1發動機在發出大功率99.3kW時的曲軸轉速為3000rpm。假如將發動機與驅動輪直接連接,則對應這一曲軸轉速的汽車速度將達510km/h。這樣高的車速既不實用,也不可能實現(因為相應的牽引力太小,汽車根本無法啟動)。<\/p>

減速作用<\/h3>

為解決這些矛盾<\/a>,必須使傳動系<\/a>具有減速增距作用(簡稱減速作用),亦即使驅動輪的轉速降低為發動機轉速<\/a>的若干分之一,相應地驅動輪所得到的扭距<\/a>則增大到發動機扭距的若干倍。<\/p>

汽車的使用條件,諸如汽車的實際裝載量、道路坡度<\/a>、路面狀況,以及道路寬度<\/a>和曲率<\/a>、交通情況所允許的車速等等,都在很大范圍內不斷變化。這就要求汽車牽引力<\/a>和速度也有相當大的變化范圍。對活塞式內燃機來說,在其整個轉速范圍內,扭距的變化范圍不大,而功率的及燃油消耗率<\/a>的變化卻很大,因而保證發動機功率<\/a>較大而燃油消耗率較低的曲軸<\/a>轉速范圍,即有利轉速范圍很窄。為了使發動機能保持在翻譯公司有利轉速范圍內工作,而汽車牽引力和速度有能在足夠大的范圍內變化,應當使傳動系<\/a>傳動比<\/a>(所謂傳動比就是驅動輪扭距與發動機扭距之比以及發動機轉速<\/a>與驅動輪轉速之比)能在大值與小值之間變化,即傳動系應起變速作用。<\/p>

汽車倒駛<\/h3>

汽車在某些情況下,需要倒向行駛。然而,內燃機是不能反向旋轉的,故與內燃機共同工作的傳動系<\/a>必須保證在發動機選擇方向不變的情況下,能夠使驅動輪反向旋轉。一般結構措施是在變速器<\/a>內加設倒檔(具有中間齒輪的減速齒輪副)。<\/strong><\/p>

中斷傳動<\/h3>

內燃機只能在無負荷情況下起動,而且啟動后的轉速必須保持在低穩定轉速上,否則即可能熄火,所以在汽車起步之前,必須將發動機與驅動輪之間的傳動路線切斷,以便起動發動機。發動機進入正常怠速<\/a>運轉后,再逐漸地恢復傳動系<\/a>的傳動能力,即從零開始<\/a>逐漸對發動機曲軸<\/a>加載,同時加大節氣門開度<\/a>,以保證發動機不致熄滅,且汽車能平穩起步。剛學駕駛車的朋友應該有比較深的認識吧,起動時忘踩離合或者離合放得太快就會“死火”。此外,在變換傳動系傳動比檔位(換檔)以及對汽車進行制動之前,都有必要暫時中斷動力傳遞。為此,在發動機與變速器<\/a>之間,可裝設一個依靠摩擦來傳動,且其主動和從動部分可在駕駛員操縱下徹底分離,隨后再柔和接合的機構——離合器。<\/p>

同時,再汽車長時間停駐時,以及在發動機不停止運轉情況下,使汽車暫時停駐,傳動系<\/a>應能較長時間中斷傳動狀態。為此,變速器應設有空擋,即所有各檔齒輪都能自動保持在脫離傳動位置的檔位。<\/p>

差速作用<\/h3>

當汽車轉彎行駛時,左右車輪在同一時間內滾過的距離不同,如果兩側驅動輪僅用以根剛性軸<\/a>驅動,則二者角速度<\/a>必然相同,因而在汽車轉彎時必然產生車輪相對于地面滑動的現象。這將使轉向困難,汽車的動力消耗增加,傳動系<\/a>內某些零件和輪胎加速磨損。所以,我們需要在驅動橋<\/a>內裝置具有差速作用的部件——差速器<\/a>,使左右兩驅動輪可以以不同的角速度旋轉<\/a>。<\/p>

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4<\/strong>防護措施編輯<\/h2>

1、齒輪嚙合傳動的防護。在齒輪系統的傳動中,直齒、斜齒、錐齒及蝸輪傳動中的任何一種都是很危險的。因此絕大多數的齒輪傳動都采用全封閉式防護裝置,如各種機床的主軸變速箱、進刀變速箱等。但總有少數齒輪露出機器外部,這也會帶來傷害,所以,要對所有裸露于機器外部的齒輪安裝上防護裝置。防護罩多用鐵板焊接而成,其外形應與傳動裝置外形相符,安裝要堅固牢靠,外形圓滑、美觀,不留尖角,要便于開關、維修及保養。<\/p>

2、皮帶傳動。皮帶傳動平穩、噪音小、結構簡單可防止過載,故廣泛應用于機器傳動中。但由于皮帶高速旋轉易產生磨擦生電及放電現象,所以不宜使用在容易發生易燃易爆的場所。皮帶傳動的主要危險處在于皮帶進入皮帶輪<\/a>的地方和平皮帶的接頭處,所以一般機器上所使用的皮帶傳動機構都要安裝皮帶防護罩,對于空中距地面2m以上的寬大、高速皮帶也應當加上防護措施。一般皮帶防護罩多用薄鐵板制作,裝卡要牢固,防止振動脫落。使用皮帶時注意接頭卡固牢靠、松緊適宜,防止斷開。<\/p>

3、聯軸器件的防護。高速旋轉而又突出于軸外的法藍盤、鍵、銷及連接螺栓等都是危險因素,常會絞帶衣服對人造成傷害。為此要采用沉頭螺釘、不帶突出部分的安全聯軸器<\/a>以及筒形防護罩等措施,以保證安全傳動。<\/p>

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5<\/strong>傳動裝置編輯<\/h2>

傳動裝置的功能是馭動靜轉矩子、加速轉矩大的轉子。通常采用三角帶<\/a>傳動方式:繞線電機~皮帶輪<\/a>,轉子。這種傳動方式能在較小啟動電流<\/a>下獲得較高的起動轉矩<\/a>,吸收破碎機<\/a>工作時產生的振動,有一定的承載能力和過載能力<\/a>。皮帶輪均采用脹套連接,便于裝卸,有過載保護<\/a>作用.此外,轉子上的大皮帶輪兼起飛輪作用,保證錘盤與反擊板間的輥壓作用<\/strong>。[1]<\/span> <\/a><\/p>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/p>$detailsplit$

1<\/span>結構編輯<\/a><\/p>

2<\/span>分類編輯<\/a><\/p>

3<\/span>功用編輯<\/a><\/p>

.<\/i>減速和變速<\/a><\/p>

.<\/i>減速作用<\/a><\/p>

.<\/i>汽車倒駛<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>中斷傳動<\/a><\/p>

.<\/i>差速作用<\/a><\/p>

4<\/span>防護措施編輯<\/a><\/p>

5<\/span>傳動裝置編輯<\/a><\/p><\/div>$detailsplit$

1<\/span>結構編輯<\/a><\/i><\/p>

2<\/span>分類編輯<\/a><\/i><\/p>

3<\/span>功用編輯<\/a><\/i><\/p>

3.1<\/span>減速和變速<\/a><\/i><\/p>

3.2<\/span>減速作用<\/a><\/i><\/p>

3.3<\/span>汽車倒駛<\/a><\/i><\/p>

3.4<\/span>中斷傳動<\/a><\/i><\/p>

3.5<\/span>差速作用<\/a><\/i><\/p>

4<\/span>防護措施編輯<\/a><\/i><\/p>

5<\/span>傳動裝置編輯<\/a><\/i><\/p>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2015/5/4 13:30:03","UpdateTime":"2015/5/4 13:30:03","RecommendNum":"0","Picture":"2/20150504/635663429985558576218.jpg","PictureDomain":"img66","ParentID":"283"},{"ID":"291","Title":"氣動執行機構","UserID":"0","UserName":"","Author":"馬迎弟","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"2","Detail":"

氣動執行機構俗稱氣動頭<\/a>又稱氣動執行器(英文:Pneumatic actuator )執行器<\/a>按其能源形式分為氣動<\/a>,電動和液動三大類,它們各有特點,適用于不同的場合。氣動執行器是執行器中的一種類別。<\/p>

氣動執行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型:執行器的開關動作都通過氣源來驅動<\/a>執行,叫做DOUBLE ACTING (雙作用)。SPRINGRETURN (單作用)執行器只有開或者關是氣源驅動,相反的動作則由彈簧復位。<\/p>$detailsplit$

1<\/strong>簡介編輯<\/h2>

氣動執行器的執行機構和調節機構是統一的整體,其執行機構有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。活塞式行程長,適用于要求有較大推力的場合;而薄膜式行程較小,只能直接帶動閥桿<\/a>。撥叉式氣動執行器<\/a>具有扭矩大、空間小、扭矩曲線更符合閥門的扭矩曲線等特點,但是不很美觀;常用在大扭矩的閥門上。齒輪齒條<\/a>式氣動執行機構有結構簡單,動作平穩可靠,并且安全防爆等優點,在發電廠、化工,煉油等對安全要求較高的生產過程中有廣泛的應用。<\/p>

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2<\/strong>分類編輯<\/h2>

氣動執行機構的分類有三種條件:<\/p>

1:按執行機構工作方式分為:直行程和角行程。<\/p>

2:按執行機構作用形式分為:單作用和雙作用。<\/p>

3:按執行機構調節形式分為:調節型和開關型。<\/p>

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3<\/strong>優缺點編輯<\/h2>

優點<\/h3>

1、接受連續的氣信號,輸出直線位移(加電/氣轉換裝置后,也可以接受連續的電信號),有的配上搖臂后,可輸出角位移<\/a>。<\/p>

2、有正、反作用功能。<\/p>

3、移動速度大,但負載增加時速度會變慢。<\/p>

4、輸出力與操作壓力有關。<\/p>

5、可靠性高,但氣源中斷后閥門不能保持(加保位閥后可以保持)。<\/p>

6、不便實現分段控制和程序控制。<\/p>

7、檢修維護簡單,對環境的適應性好。<\/p>

8、輸出功率較大。<\/p>

9、具有防爆功能。<\/p>

缺點<\/h3>

控制精度較低,雙作用的氣動執行器,斷氣源后不能回到預設位置。單作用的氣動執行器,斷氣源后可以依靠彈簧回到預設位置<\/p>

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4<\/strong>工作原理編輯<\/h2>

當壓縮空氣從A管咀進入氣動執行器<\/a>時,氣體推動雙活塞<\/a>向兩端(缸蓋端)直線<\/a>運動,活塞上的齒條帶動旋轉軸上的齒輪逆時針方向轉動90度,閥門即被打開。此時氣動執行閥兩端的氣體隨B管咀排出。反之,當壓縮空氣從B管咀進入氣動執行器的兩端時,氣體推動雙塞向中間直線運動,活塞上的齒條<\/a>帶動旋轉軸上的齒輪順時針方向轉動90度,閥門即被關閉。此時氣動執行器中間的氣體隨A管咀排出。以上為標準型的傳動原理。根據用戶需求,氣動執行器可裝置成與標準型相反的傳動原理,即選準軸順時針方向轉動為開啟閥門,逆時針方向轉動為關閉閥門。單作用(彈簧復位型)氣動執行器A管咀為進氣口,B管咀為排氣孔(B管咀應安裝消聲器)。A管咀進氣為開啟閥門,斷氣時靠彈簧力關閉閥門。<\/p>

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5<\/strong>特點編輯<\/h2>

緊湊的雙活塞齒輪,齒條式結構,嚙合,效率高,輸出扭矩<\/a>恒定。<\/p>

鋁制缸體、活塞及端蓋,與同規格結構的執行器相比重量輕。<\/p>

缸體為擠壓鋁合金,并經硬質陽極氧化<\/a>處理,內表面質地堅硬,強度,硬度高。采用低摩擦材料<\/a>制成的滑動軸承<\/a>,避免了金屬間的相互直接接觸,摩擦系數<\/a>低,轉動靈活,使用壽命長。<\/p>

氣動執行器與閥門安裝、連接尺寸根據國際標準ISO5211、DIN3337和VDI/VDE3845進行設計,可與普通氣動執行器互換。<\/p>

氣源孔符合 NAMUR 標準。<\/p>

氣動執行器底部軸裝配孔(符合ISO5211標準)成雙四方形,便于帶方桿的閥線性或45°轉角安裝。<\/p>

輸出軸的頂部和頂部的孔符合 NAMUR 標準。<\/p>

兩端的調整螺釘可調整閥門的開啟角度。<\/p>

相同規格的有雙作用式、單作用式(彈簧復位)。<\/p>

可根據閥門需要選擇方向,順時針或逆時針旋轉。<\/p>

根據用戶需要安裝電磁閥<\/a>、定位器<\/a>(開度指示)、回信器、各種限位開關及手動操作裝置。<\/p>

氣動執行器分類<\/strong><\/p>

執行器按其能源形式分為氣動,電動和液動三大類,它們各有特點,適用于不同的場合。氣動執行器是執行器中的一種類別。氣動執行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型:執行器的開關動作都通過氣源來驅動執行,叫做DOUBLE ACTING (雙作用)。SPRINGRETURN (單作用)的開關動作只有開動作是氣源驅動,而關動作時彈簧復位。<\/p>

氣動執行器的選型<\/strong><\/p>

注:本文均以DA/SR系列氣動執行機構為例,說明執行機構的選用這個參考資料的目的是幫助客戶正確選擇執行機構,在把氣動/電動執行機構<\/a>安裝到閥門之前,必須考慮以下因素。* 閥門的運行力矩加上生產廠家的推薦的安全系數/根據操作狀況。* 執行機構的氣源壓力或電源電壓。* 執行機構的類型雙作用或者單作用(彈簧復位)以及一定氣源下的輸出力矩或額定電壓下的輸出力矩。* 執行機構的轉向以及故障模式(故障開或故障關)正確選擇一個執行機構是非常重要的,如執行機構過大,閥桿可能受力過大。相反如執行機構過小,側不能產生足夠的力矩來充分操作閥門。一般地說,我們認為操作閥門所需的力矩來自閥門的金屬部件(如球芯,閥瓣)和密封件(閥座<\/a>)之間的磨擦。根據閥門使用場合,使用溫度<\/a>,操作頻率,管道<\/a>和壓差,流動介質<\/a>(潤滑、干燥、泥漿),許多因素均影響操作力矩<\/p>

球閥<\/a>的結構原理基本上根據一個拋光球芯(包括通道)包夾在兩個閥座這間(上游和下游),球心的旋轉對流體進行攔截或流過球芯,上游和下游的壓差產生的力使球芯緊靠在下游閥座(浮動球結構)。這種情況下操作閥門的力矩是由球芯與閥座<\/a>、閥桿<\/a>與填料相互摩擦所決定的。如圖1所示,力矩大值發生在出現壓差且球芯在關閉位置向打開方向旋轉時<\/p>

蝶閥<\/a>。蝶閥的結構原理基本上根據固定在軸心的蝶板。在關閉位置蝶板與閥座完全密封,當蝶板旋轉(繞著閥桿)后與流體的流向平行時,閥門處于全開位置。相反當蝶板與流體的流向垂直時,閥門處于關閉位置。操作蝶閥的力矩是由蝶板與閥座、閥桿與填料之間的磨擦所決定的,同時壓差作用在蝶板上的力也影響操作力矩如閥門在關閉時力矩大,微小地旋轉后,力矩將明顯減小<\/p>

旋塞閥<\/a>的結構原理是基本根據密封在錐形塞體里的塞子。在塞子的一個方向上有一個通道。隨著塞子旋入閥座來實現閥門的開啟和關閉。操作力矩通常不受流體的壓力影響而是由開啟和關閉過程中閥座<\/a>和塞子之間的摩擦所決定的。閥門在關閉時力矩大。由于有受壓力的影響,在余下的操作中始終保持較高的力矩<\/p>

雙作用執行機構的選用以DA系列氣動執行機構為例<\/p>

齒輪條式執行機構的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節圓半徑(力臂)所得,如圖4所示。且磨擦阻力小效率高。如圖5所示,順時針旋轉和逆時針旋轉時輸出力矩都是線性的。在正常操作條件下,雙作用執行機構的推薦安全系數<\/a>為25-50%<\/p>

單作用執行機構的選用<\/p>

以SR系列氣動執行機構為例在彈簧復位的應用中,輸出力矩是在兩個不同的操作過程中所得,根據行程位置,每一次操作產生兩個不同的力矩值。彈簧復位執行機構的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得種狀況:輸出力矩是由空氣壓力進入中腔壓縮彈簧后所得,稱為\"空氣行程輸出力矩\"在這種情況下,氣源壓力迫使活塞從0度轉向90度位置,由于彈簧壓縮產生反作用力,力矩從起點時大值逐漸遞減直至到第二種狀況:輸出力矩是當中腔失氣時彈簧恢復力作用在活塞上所得,稱為\"彈簧行程輸出力矩\"在這種情況下,由于彈簧的伸長,輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述,單作用執行機構是根據在兩種狀況下產生一個平衡力矩的基礎上設計而成的。如圖11所示。在每種情況下,通過改變每邊彈簧數量和氣源壓力的關系(如每邊2根彈簧和5.5巴氣源或反之),有可能獲得不平衡力矩 在彈簧復位應用中可獲得兩種狀況:失氣開啟或失氣關閉。在正常工作條件下,彈簧復位執行機構的推薦安全系數為25-50%<\/p>

彈簧復位執行機構的選用示例(同時見技術數據表):<\/p>

彈簧關(失氣)<\/p>

*球閥的力矩=80NM<\/p>

*安全系數(25%)=80NM+25%=100NM<\/p>

*氣源壓力=0.6MPa<\/p>

被選用的SY-SR執行機構是SR125-05,因為可產生下列數值:<\/p>

*彈簧行程0o=119.2NM<\/p>

*彈簧行程90o=216.2NM<\/p>

*空氣行程0o=228.7NM<\/p>

*空氣行程90o=118.8NM<\/p>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/p>$detailsplit$

1<\/span>簡介編輯<\/a><\/p>

2<\/span>分類編輯<\/a><\/p>

3<\/span>優缺點編輯<\/a><\/p>

.<\/i>優點<\/a><\/p><\/div>

.<\/i>缺點<\/a><\/p>

4<\/span>工作原理編輯<\/a><\/p>

5<\/span>特點編輯<\/a><\/p><\/div>$detailsplit$

1<\/span>簡介編輯<\/a><\/i><\/p>

2<\/span>分類編輯<\/a><\/i><\/p>

3<\/span>優缺點編輯<\/a><\/i><\/p>

3.1<\/span>優點<\/a><\/i><\/p>

3.2<\/span>缺點<\/a><\/i><\/p>

4<\/span>工作原理編輯<\/a><\/i><\/p>

5<\/span>特點編輯<\/a><\/i><\/p>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2015/5/4 13:34:32","UpdateTime":"2015/5/4 13:34:32","RecommendNum":"0","Picture":"2/20150504/635663432630393033698.jpg","PictureDomain":"img67","ParentID":"285"},{"ID":"1158","Title":"液動執行器","UserID":"0","UserName":"","Author":"王敏","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"3","Detail":"

    液動執行器是以液壓油為動力完成執行動作的一種執行器。液動執行器通常為一體式結構,執行機構與調節機構為統一整體。液動執行器的實際應用率在三種執行器(電動、氣動、液動)中低,只有一些大型工作場合,才會使用到液動執行器。<\/p>


<\/p>

中文名<\/p>

液動執行器<\/p>


<\/p>

類    型<\/p>

執行器<\/p>


<\/p>

動    力<\/p>

液壓油<\/p>


<\/p>

結    構<\/p>

一體式<\/p>


<\/p>

應    用<\/p>

大型場合<\/p>


<\/p>

應用效率<\/p>

低<\/p>$detailsplit$

1<\/strong>優點<\/h2>

        液動執行器的輸出推動力要高于氣動執行器和電動執行器,且液動執行器的輸出力矩可以根據要求進行的調整,并將其通過液壓儀表反應出來。液動執行器的傳動更為平穩可靠,有緩沖無撞擊現象,適用于對傳動要求較高的工作環境。液動執行器的調節精度高、響應速度快,能實現高度控制。液動執行器是使用液壓油驅動,液體本身有不可壓縮的特性,因此液壓執行器能輕易獲得較好的抗偏離能力。液動執行器本身配備有蓄能器,在發生動力故障時,可以進行一次以上的執行操作,減少緊急情況對生產系統造成的破壞和影響,特別適用于長輸送管路自動控制。液動執行器使用液壓方式驅動,由于在操作過程中不會出現電動設備常見的打火現象,因此防爆性能要高于電動執行器。<\/p>


<\/p>

2<\/strong>缺點<\/h2>

        液動執行器的工作需要外部的液壓系統支持,運行液壓執行器要配備液壓站和輸油管路,這造成液壓執行器相對電動執行器和氣動執行器來說,一次性投資更大,安裝工程量也更多,因此只有在較大的工作場合才使用液動執行器。<\/p>


<\/p>

3<\/strong>注意事項<\/h2>

        1、在安裝前應仔細核對型號是否與使用要求符合。<\/p>

        2、本執行器可安裝任何工作位置,但應考慮檢修和操作的方便。<\/p>

        3、在安前應對執行器進行密封性能試驗;在安裝前還應進 行三次以上的空載開關試驗,主軸轉動應靈活,各種軸件 不應有卡阻現象。<\/p>

        4、安裝過程中應清除孔內、密封圈及接合面的污垢的雜物,檢查連接螺栓是否 均勻擰緊。<\/p>

        5、安裝完畢要進行密封試驗及液動操作試驗。<\/p>

        6、在使用期間,應視其動頻繁程度進行定期檢查和維護。<\/p>


<\/p>

4<\/strong>執行器的對比<\/h2>

        調節閥所用執行器不外乎氣動、電動、液動(電液動)這三種,其使用性能各有優劣,下面分述之。<\/p>

        1、氣動執行機構:現今大多數工控場合所用執行器都是氣動執行機構,因為用氣源做動力,相較之下,比電動和液動要經濟實惠,且結構簡單,易于掌握和維護。由維護觀點來看,氣動執行機構比其它類型的執行機構易于操作和校定,在現場也可以很容易實現正反左右的互換。它大的優點是安全,當使用定位器時,對于易燃易爆環境是理想的,而電訊號如果不是防爆的或本質安全的則有潛在的因打火而引發火災的危險。所以,雖然現在電動調節閥應用范圍越來越廣,但是在化工領域,氣動調節閥還是占據著的優勢。<\/p>

氣動執行機構的主要缺點就是:響應較慢,控制精度欠佳,抗偏離能力較差,這是因為氣體的可壓縮性,尤其是使用大的氣動執行機構時,空氣填滿氣缸和排空需要時間。但這應該不成問題,因為許多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應以及抗偏離能力。<\/p>

        2、電動執行機構:電動執行機構主要應用于動力廠或核動力廠,因為在高壓水系統需要一個平滑、穩定和緩慢的過程。電動執行機構的主要優點就是高度的穩定和用戶可應用的恒定的推力,大執行器產生的推力可高達225000kgf,能達到這么大推力的只有液動執行器,但液動執行器造價要比電動高很多。電動執行器的抗偏離能力是很好的,輸出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介質的不平衡力,達到對工藝參數的準確控制,所以控制精度比氣動執行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地實現正反作用的互換,也可以輕松設定斷信號閥位狀態(保持/全開/全關),而故障時,一定停留在原位,這是氣動執行器所作不到,氣動執行器必須借助于一套組合保護系統來實現保位。<\/p>

        電動執行機構的缺點主要有:結構較復雜,更容易發生故障,且由于它的復雜性,對現場維護人員的技術要求就相對要高一些;電機運行要產生熱,如果調節太頻繁,容易造成電機過熱,產生熱保護,同時也會加大對減速齒輪的磨損;另外就是運行較慢,從調節器輸出一個信號,到調節閥響應而運動到那個相應的位置,需要較長的時間,這是它不如氣動、液動執行器的地方。<\/p>

        3、液動執行機構:當需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時,我們往往選用液動或電液執行機構。因為液體的不可壓縮性,采用液動執行器的優點就是較優的抗偏離能力,這對于調節工況是很重要的,因為當調節元件接近閥座時節流工況是不穩定的,越是壓差大,這種情況越厲害。另外,液動執行機構運行起來非常平穩,響應快,所以能實現高精度的控制。電液動執行機構是將電機、油泵、電液伺服閥集成于一體,只要接入電源和控制信號即可工作,而液動執行器和氣缸相近,只是比氣缸能耐更高的壓力,它的工作需要外部的液壓系統,工廠中需要配備液壓站和輸油管路,相比之下,還是電液執行器更方便一些。<\/p>

        液動執行機構的主要缺點就是造價昂貴,體檢龐大笨重,特別復雜和需要專門工程,所以大多數都用在一些諸如電廠、石化等比較特殊的場合。<\/p>$detailsplit$

參考資料編輯區域<\/p>$detailsplit$

1<\/span>優點<\/a><\/p>

2<\/span>缺點<\/a><\/p>

3<\/span>注意事項<\/a><\/p>

4<\/span>執行器的對比<\/a><\/p><\/div>$detailsplit$

1<\/span>優點<\/a><\/i><\/p>

2<\/span>缺點<\/a><\/i><\/p>

3<\/span>注意事項<\/a><\/i><\/p>

4<\/span>執行器的對比<\/a><\/i><\/p>","ClassID":"6930","Sort":"0","IsShow":"1","CreateTime":"2017/1/17 16:11:38","UpdateTime":"2017/1/17 16:11:38","RecommendNum":"0","Picture":"2/20170117/636202664344149940144.jpg","PictureDomain":"img61","ParentID":"1129"},{"ID":"1424","Title":"雙作用氣動執行器","UserID":"811","UserName":"fenglei","Author":"梁經理","CompanyID":"586","CompanyName":"上海風雷閥門集團有限公司","HitNumber":"4","Detail":"

球閥和蝶閥根據工況配上氣動執行器使用,氣動執行器的執行速度相對較快,快的開關速度<\/span>0.05<\/span>秒<\/span>/<\/span>次,所以通常也叫氣動快速切斷閥。<\/span>
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    球閥和蝶閥根據工況配上氣動執行器使用,氣動執行器的執行速度相對較快,快的開關速度<\/span><\/span>0.05<\/span><\/span>秒<\/span><\/span>/<\/span><\/span>次,所以通常也叫氣動快速切斷閥。氣動閥通常配置各種附件,如電磁閥、限位開關、定位器、控制箱等,以實現就地控制和遠距離集中控制,在控制室里就可以控制閥門的開關,不需要跑到現場或者高空和危險地帶來手動控制,在很大程度上節約了人力資源以及時間和安全性。<\/span><\/span><\/p>

    雙作用氣動執行器是用氣缸復位,通氣的情況下氣動執行器就開始轉動打開閥門,當要關閉閥門的時候另一邊通氣才能關閉,是靠氣缸復位的,在失氣源的時候只能保持原位,一般不容易復位。<\/span><\/span><\/p>

常開型:通氣關,斷氣開<\/span><\/span> <\/p>

常閉型:通氣開,斷氣關<\/span><\/span> <\/p>


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氣動球閥、氣動蝶閥<\/p>$detailsplit$