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執行機構有哪幾種?工業現場為什么大多數使用氣動執行器?

[ 2013-07-10 ]

氣動執行機構

        (1)薄膜式

        氣動薄膜執行機構是最常見的執行機構,其形式有傳統結構和改進結構。
        ①傳統型  傳統的氣功薄膜執行機構如圖5·2所示。
氣動薄膜執行機構
        氣動薄膜執行機構有正作用和反作用兩種形式。圖5-2(a)中信號壓力增加時,推桿向下移動,這種結構稱為正作用式;圖5-2(b)中信號壓力增加時,推桿向上移動,這種結構稱為反作用式。國產正作用式執行機構稱為ZMA型,反作用式執行機構稱為ZMB型。較大口徑的控制閥都是采用正作用的執行機構。信號壓力通過波紋膜片的上方(正作用式)或下方(反作用式)進入氣室后,在波紋膜片上產生一個作用力,使推桿移動并壓縮或拉伸彈簧,當彈簧的反作用力與薄膜上的作用力相平衡時,報桿穩定在一個新的位置。信號壓力越大,作用在波紋膜片上的作用力越大,彈簧的反作用力也越大,即推桿的位移量越大。這種執行機構的特性是比例式的,即推桿輸出位移(又稱行程)與輸入氣壓信號成正比。
        ③側裝式氣動執行機構  這是一種新穎的執行機構,如圖5-3所示。
        側裝式氣動執行機構的特點是將薄膜式膜頭裝在支架的側面,采用杠桿傳動把力矩放大,擴大執行機構的輸出力,所以有時也稱為增力式執行機構。在圖5-3(a)中,當氣壓信號輸入氣室后,產生水平方向的推力,使推桿1帶動搖板2逆時針方向轉動,再通過連接板3使連桿4帶動閥芯向下移動,是正作用式;在圖5-3(b)中,連接板連在搖板2的右側,當氣壓信號輸入氣室后,連桿4帶動閥芯向上移動,是反作用式。
側裝式氣動執行機構
    ③輕型氣動執行機構  輕型氣動執行機構在結構上采用多根彈簧,彈簧都內裝在薄膜氣室中,具有結構緊湊、重量輕、高度降低、動作可靠、輸出推力大等特點。圖5-4采用雙重彈簧結構,把大彈簧套在小彈簧外,兩個彈謗的工作高度相同,剛度卻不同,但總剛度是兩個彈簧的剛度之和。這樣就能降低整個執行機構的總高度,使結構更加緊湊。
活塞式執行機構結構圖

        (2)活塞式

        活塞式執行機構屬于強力氣動執行機構,結構如圖5-5所示。其氣缸允許操作壓力高達0.5MPa,且無彈簧抵消推力,因此輸出推力很大,特別適用于高靜壓、高壓差、大口徑場合。它的輸出持性有兩位式和比例式。兩位式是根據活塞兩側操作壓力的大小而動作,活塞由高壓側推向低壓側,使椎桿從一個極端位置移動到另一個極端位置,其行程達25~l00mm,適用于雙位控制系統;比例式是指椎桿的行程與輸入壓力信號成比例關系,必須帶有閥門定位器,它適用于控制質量要求較高的系統。


電動執行機構

    在防爆要求不高且無合適氣源的情況下可以使用電動執行器。電動執行機構都是由電動機帶動減速裝置,在電信號的作用下產生直線運動和角度旋轉運動。電動執行機構一般可以分為直行程、角行程、多轉式三種。
    直行程電動執行機構的輸出鈾輸出各種大小不同的直線位移,通常用來推動單座、雙座、三通、套筒等形式的控制閥。
    角行程電動執行機構的輸出軸輸出角位移,轉動角度范圍小于360°,通常用來推動蝶閥、球閥、偏心旋轉閥等轉角式控制閥。
    多回轉電動執行機構的輸出軸輸出各種大小不等的有效因數,通常用于推動閘閥或由執行電動機帶動旋轉式的調節機構,如各種泵等。
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