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氣動執行(xíng)器(qì)原理(lǐ)、分類、選型

類别：行(xíng)業新聞 日期：2021-04-16

一氣動執行(xíng)器(qì)概述

   氣動執行(xíng)器(qì)是用氣壓力驅動啓閉或調節閥門(mén)的執行(xíng)裝置，又被稱氣動執行(xíng)機構或氣動裝置，不過一般通(tōng)俗的稱之為(wèi)氣動頭。氣動執行(xíng)器(qì)的執行(xíng)機構和(hé)調節機構是統一的整體(tǐ)，其執行(xíng)機構有(yǒu)薄膜式、活塞式、撥叉式和(hé)齒輪齒條式。
   活塞式行(xíng)程長，适用于要求有(yǒu)較大(dà)推力的場(chǎng)合；而薄膜式行(xíng)程較小(xiǎo)，隻能直接帶動閥杆。撥叉式氣動執行(xíng)器(qì)具有(yǒu)扭矩大(dà)、空(kōng)間(jiān)小(xiǎo)、扭矩曲線更符合閥門(mén)的扭矩曲線等特點，但(dàn)是不很(hěn)美觀；常用在大(dà)扭矩的閥門(mén)上(shàng)。齒輪齒條式氣動執行(xíng)機構有(yǒu)結構簡單，動作(zuò)平穩可(kě)靠，并且防爆等優點，在發電(diàn)廠、化工，煉油等對要求較高(gāo)的生(shēng)産過程中有(yǒu)廣泛的應用。
 
 

二氣動執行(xíng)器(qì)的工作(zuò)原理(lǐ)

 
1.雙作(zuò)用氣動執行(xíng)器(qì)工作(zuò)原理(lǐ)圖
 
   當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間(jiān)中腔時(shí)，使兩活塞分離向氣缸兩端方向移動，兩端氣腔的空(kōng)氣通(tōng)過氣口(4)排出，同時(shí)使兩活塞齒條同步帶動輸出軸 (齒輪)逆時(shí)針方向旋轉。反之氣源壓力從氣口(4)進入氣缸兩端氣腔時(shí)，使兩活塞向氣缸中間(jiān)方向移動，中間(jiān)氣腔的空(kōng)氣通(tōng)過氣口(2)排出，同時(shí)使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時(shí)針方向旋轉。（如果把活塞相對反方向安裝，輸出軸即變為(wèi)反向旋轉）
 
2.單作(zuò)用氣動執行(xíng)器(qì)工作(zuò)原理(lǐ)圖
 
   當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間(jiān)中腔時(shí)，使兩活塞分離向氣缸兩端方向移動，迫使兩端的彈簧壓縮，兩端氣腔的空(kōng)氣通(tōng)過氣口(4)排出，同時(shí)使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)逆時(shí)針方向旋轉。在氣源壓力經過電(diàn)磁閥換向後，氣缸的兩活塞在彈簧的彈力下向中間(jiān)方向移動，中間(jiān)氣腔的空(kōng)氣從氣口(2)排出，同時(shí)使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時(shí)針方向旋轉。（如果把活塞相對反方向安裝，彈簧複位時(shí)輸出軸即變為(wèi)反向旋轉）。
 

三氣動執行(xíng)器(qì)的分類

 
1.薄膜式執行(xíng)機構
 
   薄膜式執行(xíng)機構為(wèi)常用，它可(kě)以用作(zuò)一般控制(zhì)閥的推動裝置，組成氣動薄膜式執行(xíng)器(qì)。氣動薄膜式執行(xíng)機構的信号壓力p作(zuò)用于膜片，使其變形，帶動膜片上(shàng)的推杆移動，使閥芯産生(shēng)位移，從而改變閥的開(kāi)度。它結構簡單，價格便宜，維修方便，廣泛應用。
   氣動薄膜執行(xíng)機構有(yǒu)正作(zuò)用和(hé)反作(zuò)用兩種形式。
   當來(lái)自控制(zhì)器(qì)或閥門(mén)定位器(qì)的信号壓力增大(dà)時(shí)，閥杆向下的動作(zuò)的叫正作(zuò)用執行(xíng)機構；當信号壓力增大(dà)時(shí)，閥杆向上(shàng)動作(zuò)的叫反作(zuò)用執行(xíng)機構。正作(zuò)用執行(xíng)機構的信号壓力是通(tōng)入波紋膜片上(shàng)方的薄膜氣室；反作(zuò)用執行(xíng)機構的信号壓力是通(tōng)入波紋膜片下方的薄膜氣室。通(tōng)過更換個(gè)别零件，兩者就能互相改裝。
 
 
2.活塞式執行(xíng)機構
 
   氣動活塞執行(xíng)機構使活塞在氣缸中移動産生(shēng)推力，顯然，活塞式的輸出力度遠大(dà)于薄膜式。因此，薄膜式适用于出力較小(xiǎo)、精度較高(gāo)的場(chǎng)合；活塞式适用于輸出力較大(dà)的場(chǎng)合，如大(dà)口徑、高(gāo)壓降控制(zhì)或蝶閥的推動裝置。除薄膜式和(hé)活塞式之外，還(hái)有(yǒu)一種長行(xíng)程執行(xíng)機構，它的行(xíng)程長，轉矩大(dà)，适用于輸出角位移和(hé)大(dà)力矩的場(chǎng)合。
氣動執行(xíng)機構接收的信号标準為(wèi)0.02~0.1MPa。
   氣動活塞執行(xíng)機構的主要部件為(wèi)氣缸、活塞、推杆。氣缸內(nèi)活塞随氣缸內(nèi)兩側壓差的變化而移動。根據特性分為(wèi)比例式和(hé)兩位式兩種。兩位式根據根據輸入活塞兩側壓力的大(dà)小(xiǎo)，活塞從高(gāo)壓側被推向低(dī)壓側。比例式是在兩位式基礎上(shàng)加以閥門(mén)定位器(qì)，使推杆位移和(hé)信号壓力成比例關系。
 
3.齒輪齒條式執行(xíng)機構
 
   齒輪齒條式(雙活塞齒條式)氣動執行(xíng)器(qì)，具有(yǒu)結構緊湊，外觀優美，反應迅捷，運行(xíng)穩定，使用長等特點。所有(yǒu)配件都采用先進的防腐蝕處理(lǐ)技(jì)術(shù)，能适應各種惡劣工況。其高(gāo)低(dī)溫以及各種特殊行(xíng)程的執行(xíng)器(qì)在各種應用領域都有(yǒu)良好的表現。
 

四氣動執行(xíng)器(qì)的選型

 
   在選用氣動執行(xíng)器(qì)前，請(qǐng)确認閥門(mén)扭矩。并在扭矩上(shàng)增加值，水(shuǐ)蒸汽或非潤滑液體(tǐ)介質增加25%值；非潤滑漿料液體(tǐ)介質增加30%值。
   當選用閥門(mén)扭矩為(wèi)210NM，氣源壓力隻有(yǒu)5bar，介質為(wèi)非潤滑的水(shuǐ)蒸汽，考慮到因素，增加25%值值即262NM，按雙作(zuò)用輸出扭矩表查找氣源壓力在5bar時(shí)相應扭矩值。應選用277NM，型号為(wèi)POADA300。

氣動執行(xíng)器(qì)扭矩表
 
 

五氣動執行(xíng)器(qì)的性能特點

   1.氣動裝置額定輸出力或力矩應符合GB/T12222和(hé)GB/T12223的規定上(shàng)面為(wèi)薄膜式執行(xíng)機構；
   2.在空(kōng)載情況下，對氣缸內(nèi)輸入按規定的氣壓，其動作(zuò)應平穩，無卡阻及爬行(xíng)現象；
   3.在0.6MPa的空(kōng)氣壓力下，氣動裝置啓、閉兩個(gè)方向的輸出力矩或推力，其值應不小(xiǎo)于氣動裝置标牌所标示的數(shù)值，且動作(zuò)應靈活，不允許各部位出現變形及其他異常現象；
   4.密封試驗用大(dà)工作(zuò)壓力進行(xíng)試驗時(shí)，從各自背壓一側洩漏出的空(kōng)氣量不允許超過（3+0.15D）cm3/min（标準狀态）；從端蓋、輸出軸處洩漏出的空(kōng)氣量不允許超過（3+0.15d）cm3/min；
   5.強度試驗用1.5倍的大(dà)工作(zuò)壓力進行(xíng)試驗，保持試驗壓力3min後，其缸體(tǐ)端蓋和(hé)靜密封部位不允許有(yǒu)滲漏及結構變形；
   6.動作(zuò)次數(shù)，氣動裝置模拟氣動閥門(mén)動作(zuò)，在保持兩個(gè)方向的輸出力矩或推力能力的情況下，啓閉的啓閉次數(shù)應不低(dī)于50000次（啓—閉循環為(wèi)一次）；
   7.帶緩沖機構的氣動裝置，當活塞運動到行(xíng)程終端位置時(shí)，不允許出現沖擊現象。