什麽是氣動執行器？原理(lǐ)、分(fēn)類、選型一篇搞定！

一、氣動執行器概述

氣動執行器是用(yòng)氣壓力驅動啓閉或調節閥門的執行裝(zhuāng)置，又(yòu)被稱氣動執行機構或氣動裝(zhuāng)置，不過一般通俗的稱之為(wèi)氣動頭。氣動執行器的執行機構和調節機構是統一的整體(tǐ)，其執行機構有(yǒu)薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。

 

活塞式行程長(cháng)，适用(yòng)于要求有(yǒu)較大推力的場合；而薄膜式行程較小(xiǎo)，隻能(néng)直接帶動閥杆。撥叉式氣動執行器具(jù)有(yǒu)扭矩大、空間小(xiǎo)、扭矩曲線(xiàn)更符合閥門的扭矩曲線(xiàn)等特點，但是不很(hěn)美觀；常用(yòng)在大扭矩的閥門上。齒輪齒條式氣動執行機構有(yǒu)結構簡單，動作(zuò)平穩可(kě)靠，并且安(ān)全防爆等優點，在發電(diàn)廠、化工(gōng)，煉油等對安(ān)全要求較高的生産(chǎn)過程中(zhōng)有(yǒu)廣泛的應用(yòng)。

 

二、氣動執行器的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

 

1.雙作(zuò)用(yòng)氣動執行器工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)圖

 

 

當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間中(zhōng)腔時，使兩活塞分(fēn)離向氣缸兩端方向移動，兩端氣腔的空氣通過氣口(4)排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸 (齒輪)逆時針方向旋轉。反之氣源壓力從氣口(4)進入氣缸兩端氣腔時，使兩活塞向氣缸中(zhōng)間方向移動，中(zhōng)間氣腔的空氣通過氣口(2)排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時針方向旋轉。（如果把活塞相對反方向安(ān)裝(zhuāng)，輸出軸即變為(wèi)反向旋轉）

 

2.單作(zuò)用(yòng)氣動執行器工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)圖

 

 

當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間中(zhōng)腔時，使兩活塞分(fēn)離向氣缸兩端方向移動，迫使兩端的彈簧壓縮，兩端氣腔的空氣通過氣口(4)排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)逆時針方向旋轉。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(zhōng)間方向移動，中(zhōng)間氣腔的空氣從氣口(2)排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時針方向旋轉。（如果把活塞相對反方向安(ān)裝(zhuāng)，彈簧複位時輸出軸即變為(wèi)反向旋轉）。

 

三、氣動執行器的分(fēn)類

 

1.薄膜式執行機構

 

薄膜式執行機構最為(wèi)常用(yòng)，它可(kě)以用(yòng)作(zuò)一般控制閥的推動裝(zhuāng)置，組成氣動薄膜式執行器。氣動薄膜式執行機構的信号壓力p作(zuò)用(yòng)于膜片，使其變形，帶動膜片上的推杆移動，使閥芯産(chǎn)生位移，從而改變閥的開度。它結構簡單，價格便宜，維修方便，廣泛應用(yòng)。

 

氣動薄膜執行機構有(yǒu)正作(zuò)用(yòng)和反作(zuò)用(yòng)兩種形式。

 

當來自控制器或閥門定位器的信号壓力增大時，閥杆向下的動作(zuò)的叫正作(zuò)用(yòng)執行機構；當信号壓力增大時，閥杆向上動作(zuò)的叫反作(zuò)用(yòng)執行機構。正作(zuò)用(yòng)執行機構的信号壓力是通入波紋膜片上方的薄膜氣室；反作(zuò)用(yòng)執行機構的信号壓力是通入波紋膜片下方的薄膜氣室。通過更換個别零件，兩者就能(néng)互相改裝(zhuāng)。

 

2.活塞式執行機構

 

氣動活塞執行機構使活塞在氣缸中(zhōng)移動産(chǎn)生推力，顯然，活塞式的輸出力度遠(yuǎn)大于薄膜式。因此，薄膜式适用(yòng)于出力較小(xiǎo)、精(jīng)度較高的場合；活塞式适用(yòng)于輸出力較大的場合，如大口徑、高壓降控制或蝶閥的推動裝(zhuāng)置。除薄膜式和活塞式之外，還有(yǒu)一種長(cháng)行程執行機構，它的行程長(cháng)，轉矩大，适用(yòng)于輸出角位移和大力矩的場合。

 

氣動執行機構接收的信号标準為(wèi)0.02至0.1MPa。

 

氣動活塞執行機構的主要部件為(wèi)氣缸、活塞、推杆。氣缸内活塞随氣缸内兩側壓差的變化而移動。根據特性分(fēn)為(wèi)比例式和兩位式兩種。兩位式根據根據輸入活塞兩側操作(zuò)壓力的大小(xiǎo)，活塞從高壓側被推向低壓側。比例式是在兩位式基礎上加以閥門定位器，使推杆位移和信号壓力成比例關系。

 

 

3.齒輪齒條式執行機構

 

齒輪齒條式(雙活塞齒條式)氣動執行器，具(jù)有(yǒu)結構緊湊，外觀優美，反應迅捷，運行穩定，使用(yòng)壽命長(cháng)等特點。所有(yǒu)配件都采用(yòng)最先進的防腐蝕處理(lǐ)技(jì )術，能(néng)适應各種惡劣工(gōng)況。其高低溫以及各種特殊行程的執行器在各種應用(yòng)領域都有(yǒu)良好的表現。

 

四、氣動執行器的選型

在選用(yòng)氣動執行器前，請确認閥門扭矩。并在扭矩上增加安(ān)全值，水蒸汽或非潤滑液體(tǐ)介質(zhì)增加25%安(ān)全值；非潤滑漿料液體(tǐ)介質(zhì)增加30%安(ān)全值。

 

當選用(yòng)閥門扭矩為(wèi)210NM，氣源壓力隻有(yǒu)5bar，介質(zhì)為(wèi)非潤滑的水蒸汽，考慮到安(ān)全因素，增加25%安(ān)全值值即262NM，按雙作(zuò)用(yòng)輸出扭矩表查找氣源壓力在5bar時相應扭矩值。應選用(yòng)277NM，型号為(wèi)POADA300。

 

▼氣動執行器扭矩表

 

五、氣動執行器的性能(néng)特點

 

1.氣動裝(zhuāng)置額定輸出力或力矩應符合GB/T12222和GB/T12223的規定上面為(wèi)薄膜式執行機構；

 

2.在空載情況下，對氣缸内輸入按規定的氣壓，其動作(zuò)應平穩，無卡阻及爬行現象；

 

3.在0.6MPa的空氣壓力下，氣動裝(zhuāng)置啓、閉兩個方向的輸出力矩或推力，其值應不小(xiǎo)于氣動裝(zhuāng)置标牌所标示的數值，且動作(zuò)應靈活，不允許各部位出現永久變形及其他(tā)異常現象；

 

4.密封試驗用(yòng)最大工(gōng)作(zuò)壓力進行試驗時，從各自背壓一側洩漏出的空氣量不允許超過（3+0.15D）cm3/min（标準狀态）；從端蓋、輸出軸處洩漏出的空氣量不允許超過（3+0.15d）cm3/min；

 

5.強度試驗用(yòng)1.5倍的最大工(gōng)作(zuò)壓力進行試驗，保持試驗壓力3min後，其缸體(tǐ)端蓋和靜密封部位不允許有(yǒu)滲漏及結構變形；

 

6.動作(zuò)壽命次數，氣動裝(zhuāng)置模拟氣動閥門動作(zuò)，在保持兩個方向的輸出力矩或推力能(néng)力的情況下，啓閉操作(zuò)的啓閉次數應不低于50000次（啓—閉循環為(wèi)一次）；

 

7.帶緩沖機構的氣動裝(zhuāng)置，當活塞運動到行程終端位置時，不允許出現沖擊現象。