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执行机构有哪几种?工业现场为什么大多数使用气动执行器?

[ 2013-07-10 ]

气动执行机构

        (1)薄膜式

        气动薄膜执行机构是最常见的执行机构,其形式有传统结构和改进结构。
        ①传统型  传统的气功薄膜执行机构如图5·2所示。
气动薄膜执行机构
        气动薄膜执行机构有正作用和反作用两种形式。图5-2(a)中信号压力增加时,推杆向下移动,这种结构称为正作用式;图5-2(b)中信号压力增加时,推杆向上移动,这种结构称为反作用式。国产正作用式执行机构称为ZMA型,反作用式执行机构称为ZMB型。较大口径的控制阀都是采用正作用的执行机构。信号压力通过波纹膜片的上方(正作用式)或下方(反作用式)进入气室后,在波纹膜片上产生一个作用力,使推杆移动并压缩或拉伸弹簧,当弹簧的反作用力与薄膜上的作用力相平衡时,报杆稳定在一个新的位置。信号压力越大,作用在波纹膜片上的作用力越大,弹簧的反作用力也越大,即推杆的位移量越大。这种执行机构的特性是比例式的,即推杆输出位移(又称行程)与输入气压信号成正比。
        ③侧装式气动执行机构  这是一种新颖的执行机构,如图5-3所示。
        侧装式气动执行机构的特点是将薄膜式膜头装在支架的侧面,采用杠杆传动把力矩放大,扩大执行机构的输出力,所以有时也称为增力式执行机构。在图5-3(a)中,当气压信号输入气室后,产生水平方向的推力,使推杆1带动摇板2逆时针方向转动,再通过连接板3使连杆4带动阀芯向下移动,是正作用式;在图5-3(b)中,连接板连在摇板2的右侧,当气压信号输入气室后,连杆4带动阀芯向上移动,是反作用式。
侧装式气动执行机构
    ③轻型气动执行机构  轻型气动执行机构在结构上采用多根弹簧,弹簧都内装在薄膜气室中,具有结构紧凑、重量轻、高度降低、动作可靠、输出推力大等特点。图5-4采用双重弹簧结构,把大弹簧套在小弹簧外,两个弹谤的工作高度相同,刚度却不同,但总刚度是两个弹簧的刚度之和。这样就能降低整个执行机构的总高度,使结构更加紧凑。
活塞式执行机构结构图

        (2)活塞式

        活塞式执行机构属于强力气动执行机构,结构如图5-5所示。其气缸允许操作压力高达0.5MPa,且无弹簧抵消推力,因此输出推力很大,特别适用于高静压、高压差、大口径场合。它的输出持性有两位式和比例式。两位式是根据活塞两侧操作压力的大小而动作,活塞由高压侧推向低压侧,使椎杆从一个极端位置移动到另一个极端位置,其行程达25~l00mm,适用于双位控制系统;比例式是指椎杆的行程与输入压力信号成比例关系,必须带有阀门定位器,它适用于控制质量要求较高的系统。


电动执行机构

    在防爆要求不高且无合适气源的情况下可以使用电动执行器。电动执行机构都是由电动机带动减速装置,在电信号的作用下产生直线运动和角度旋转运动。电动执行机构一般可以分为直行程、角行程、多转式三种。
    直行程电动执行机构的输出铀输出各种大小不同的直线位移,通常用来推动单座、双座、三通、套筒等形式的控制阀。
    角行程电动执行机构的输出轴输出角位移,转动角度范围小于360°,通常用来推动蝶阀球阀、偏心旋转阀等转角式控制阀。
    多回转电动执行机构的输出轴输出各种大小不等的有效因数,通常用于推动闸阀或由执行电动机带动旋转式的调节机构,如各种泵等。
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