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執行機構比較
液動執行器推力最大,現在一般都是機電一體化的,但比較笨重,所以現在很少使用,比如三峽的船閥用的就是液動執行器。
電dian動dong執zhi行xing機ji構gou安an全quan防fang爆bao性xing能neng差cha,電dian機ji動dong作zuo不bu夠gou迅xun速su,且qie在zai行xing程cheng受shou阻zu或huo閥fa杆gan被bei紮zha住zhu時shi電dian機ji容rong易yi受shou損sun。盡jin管guan近jin年nian來lai電dian動dong執zhi行xing器qi在zai不bu斷duan改gai進jin並bing有you擴kuo大da應ying用yong的de趨qu勢shi,但dan從cong總zong體ti上shang看kan不bu及ji氣qi動dong執zhi行xing機ji構gou應ying用yong得de普pu遍bian。
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和活塞式兩類。活塞式行程長,適用於要求有較大推力的場合;而er薄bo膜mo式shi行xing程cheng較jiao小xiao,隻zhi能neng直zhi接jie帶dai動dong閥fa杆gan。由you於yu氣qi動dong執zhi行xing機ji構gou有you結jie構gou簡jian單dan,輸shu出chu推tui力li大da,動dong作zuo平ping穩wen可ke靠kao,並bing且qie安an全quan防fang爆bao等deng優you點dian,在zai化hua工gong,煉lian油you等deng對dui安an全quan要yao求qiu較jiao高gao的de生sheng產chan過guo程cheng中zhong有you廣guang泛fan的de應ying用yong。
液壓、氣動機構的工作原理和特點
1.液壓機構
液ye壓ya機ji構gou是shi以yi液ye壓ya油you為wei動dong力li源yuan來lai完wan成cheng預yu定ding運yun動dong要yao求qiu和he實shi現xian各ge種zhong機ji構gou功gong能neng的de機ji構gou。液ye壓ya機ji構gou與yu純chun機ji械xie機ji構gou和he電dian力li驅qu動dong機ji構gou相xiang比bi,主zhu要yao有you以yi下xia優you點dian:
(1)在輸出同等功率的條件下,機構結構緊湊,體積小、重量輕、慣性小。 (2)工作平穩,衝擊、振動和噪音都較小,易於實現頻繁的啟動、換向,能夠完成旋轉運動和各種往複運動。 (3)操縱簡單、調速方便,並能在大的範圍內實現無級調速,調速比可達5000。 (4)可實現低速大力矩傳動,無需減速裝置。
液壓機構的不足之處是:油液的粘性受溫度變化的影響大,不宜用於低溫和高溫的環境中;液壓組件的加工和配合要求精度高,加工工藝困難,成本高。
2.氣動機構
氣動機構是以壓縮空氣為工作介質來傳遞動力和控製信號的機構。與液壓機構相比有以下優點:
(1)以空氣為工作介質,用後可直接排到大氣中,處理方便。 (2)動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔,不存在介質變質問題。 (3)工作環境適應性好,特別是在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強振、潮濕、有輻射和溫度變化大的惡劣環境中工作時,安全可靠性優於液壓、電子和電氣機構。
氣動機構的不足之處是:由於空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩定性稍差,但采用氣液動聯動裝置會得到較滿意的結果;工作壓力低(一般為0.3~1.0MPa),難以獲得很大的輸出力;噪聲大,在高速排氣時要加消聲器。
3氣壓傳動機構
1.氣壓傳動的優點
1)以空氣為工作介質,工作介質獲得比較容易,用後的空氣排到大氣中,處理方便,與液壓傳動相比不必設置回收的油箱和管道。 2)因空氣的粘度很小(約為液壓油動力粘度的萬分之一),其損失也很小,所以便於集中供氣、遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重汙染環境。 3)與液壓傳動相比,氣壓傳動動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔,不存在介質變質等問題。 4)工作環境適應性好,特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環境中,比液壓、電子、電氣控製優越。 5)成本低,過載能自動保護。
2.氣壓傳動的缺點
1)由於空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩定性稍差。但采用氣液聯動裝置會得到較滿意的效果。 2)因工作壓力低(一般為0.31.0MPa),又因結構尺寸不宜過大,總輸出力不宜大於10~40kN。 3)噪聲較大,在高速排氣時要加消聲器。 4)氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內比電子及光速慢,因此,氣動控製係統不宜用於元件級數過多的複雜回路。
執行機構的選擇
1.執行機構選擇的主要考慮因素: 執行機構選擇的主要考慮因素是:①可靠性;②經濟性;③動作平穩、足夠的輸出力;④重量外觀;⑤結構簡單、維護方便。
2.電動執行機構與氣動執行機構的選擇比較:
(1)氣動執行機構簡單可靠; 老式電動執行機構可靠性差是它過去的一貫弱點,然而在90年代電子式執行機構的發展徹底解決了這一問題,可以在5~10年內免維修,它的可靠性甚至超過了氣動執行機構。正由於此,筆者認為,它將成為下世紀調節閥的主流。
(2)驅動源 氣動執行機構的最大不足就是需別設置氣源站,增加了費用;電動閥的驅動源隨地可取。
(3)價格方麵 氣動執行機構必須附加閥門定位器,再加上氣源,其費用與電動閥不相上下(進口電氣閥門定位器與進口電子式執行機構價格相當;國產定位器與國產電動執行器不相上下)。
(4)推力和剛度兩者相當。
(5)防火防爆 “氣動執行機構+電氣閥門定位器”略好於電動執行機構。
3.推薦意見
(1)在可能的情況下,建議選用進口電子式執行機構配國產閥(如全功能超輕型閥),以用於國產化場合、新建項目等。 (2)薄膜執行機構雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺陷,但其結構簡單,所以,目前仍是使用最多的執行機構。但這裏我們強調的是最好選用ZHA、ZHB型的精小型薄膜執行機構去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜執行機構,以獲得更輕的重量、更小的尺寸和大的輸出力。 (3)活塞執行機構選擇注意方麵:①氣動薄膜執行機構推力不夠時,選用活塞執行機構來提高輸出力;對大壓差的調節閥(如中壓蒸汽切斷),當DN≥200時,甚至要選雙層活塞執行機構;②對普通調節閥,還可選用活塞執行機構去代替薄膜執行機構,使執行機構的尺寸大大減小,就此觀點而言,氣動活塞調節閥使用會更多;③對角行程類調節閥,其角行程執行機構,典型的結構是雙活塞齒輪齒條轉動式。值得強調的是,傳統的“直行程活塞執行機構+角鐵+曲柄連杆”方式。
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