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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)匯總 [打印本頁(yè)]

作者: twq19810302 時(shí)間: 2022-3-30 10:31
標(biāo)題: 氣動(dòng),、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)匯總
本帖最后由 twq19810302 于 2022-3-30 10:34 編輯

執(zhí)行器在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中起著十分重要的作用,。人們常把它稱為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制的手足,，因?yàn)樗谧詣?dòng)化控制系統(tǒng)中接受調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，自動(dòng)的改變調(diào)節(jié)變量,，達(dá)到對(duì)被調(diào)參數(shù)（如溫度,、壓力、流量,、液位等）進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的,，使生產(chǎn)過(guò)程中按預(yù)定要求正常進(jìn)行,。

執(zhí)行器的功能：

--控制閥門的開關(guān)，保證閥門正常工作所需的行程,；

--提供閥門關(guān)閉時(shí)所需的關(guān)閉力,；

--具備一定的開關(guān)速度，保證使用要求,；

--與相關(guān)附件聯(lián)合使用,，滿足意外故障時(shí)閥門的理想位置。

從應(yīng)用來(lái)分類：

直行程（Linear Actuator）：

直行程調(diào)節(jié)閥（口徑一般為15~150mm）的控制,。輸出推力：0.5~25KN,，行程（10~100mm），行程速度（0.2~2.5mm/s）,；

角行程（Quaret-turn Actuator）：

90°轉(zhuǎn)角閥門（如蝶閥,、球閥）和風(fēng)門擋板的控制。輸出力矩：50~2000Nm（常用力矩：100Nm,，250Nm,，700Nm，1600Nm,，2500Nm,，6500Nm）行程90°、120°,，行程速度（5~150S）,；

多轉(zhuǎn)式（Multi-turn Actuator）：

多回轉(zhuǎn)閥門（如閘閥）的控制，也是直行程,、角行程執(zhí)行器的基礎(chǔ),。輸出力矩：30~2000Nm，行程（0.25~50s）,，行程速度（1~120r/min）,。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受氣動(dòng)控制器或閥門定位器輸出的氣壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的推桿直線位移,，以推動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作,。

按照結(jié)構(gòu)可分為：?jiǎn)?dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu),。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類：

對(duì)于不同的進(jìn)氣方位可分為：

❈ 氣開式（進(jìn)氣打開閥門,，失氣彈簧復(fù)位關(guān)閉閥門）；

❈ 氣關(guān)時(shí)（進(jìn)氣關(guān)閉閥門,，使其彈簧復(fù)位打開閥門）,。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要組成部件和功能：

減壓閥：降低控制氣源壓力，以適宜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作壓力,；

過(guò)濾器：濾去壓縮空氣中的水和其他雜質(zhì),，保證進(jìn)入電/氣轉(zhuǎn)換器,、定位器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣的清潔。許多產(chǎn)品是減壓閥和過(guò)濾器一體化設(shè)計(jì),；

電/氣轉(zhuǎn)換器：將控制系統(tǒng)的4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成3-15psi（0.2-1kg/cm）的氣壓控制信號(hào),；

定位器：是閥位控制的核心部件，對(duì)調(diào)節(jié)閥的閥位進(jìn)行精確控制,。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要組成部件和功能：

位置變送器：通過(guò)連桿與閥桿的位移同步產(chǎn)生轉(zhuǎn)角移動(dòng),，轉(zhuǎn)換成4~20mA電信號(hào)，線性地反應(yīng)閥門的開度,；

行程開關(guān)：通常安裝在閥門的全開和全關(guān)位置,，用以發(fā)出閥門全開或全關(guān)的信號(hào)送到控制系統(tǒng)；

為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的控制功能,，一些執(zhí)行機(jī)構(gòu)上還配備了其他的控制部件，如實(shí)現(xiàn)連鎖功能的電磁閥,，實(shí)現(xiàn)保位功能的鎖氣器,，加快動(dòng)作速度的氣放大器，失氣時(shí)維持短時(shí)間的儲(chǔ)能罐等等,。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)常見故障及產(chǎn)生的原因：

調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作,。故障現(xiàn)象及原因如下：

一無(wú)信號(hào)、無(wú)氣源

1,、氣源未開,；2、由于氣源含水在冬季結(jié)冰,，導(dǎo)致風(fēng)管堵塞或過(guò)濾器,、減壓閥堵塞失靈；3,、空壓機(jī)故障,；4、氣源總管泄漏,。

二有氣源,，無(wú)信號(hào)

1、調(diào)節(jié)器故障,；2,、信號(hào)管泄漏；3,、定位器波紋管漏氣,；

三定位器無(wú)氣源

1、過(guò)濾器堵塞,；2,、減壓閥故障,；3、管道泄漏或堵塞,。

四定位器有氣源,，無(wú)輸出

定位器的節(jié)流孔堵塞。

五定位器輸出正常調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作

1,、閥芯脫落,；2、閥芯與閥座卡死,；3,、管道泄漏或堵塞；4,、閥座閥芯凍結(jié)或焦塊污物,；5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧因長(zhǎng)期不用而銹死,。

調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作不穩(wěn)定,。故障現(xiàn)象和原因如下：

一氣源壓力不穩(wěn)定

1、壓縮機(jī)容量太�,�,；2、減壓閥故障,。

二信號(hào)壓力不穩(wěn)定

1,、控制系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)（T=RC）不適當(dāng)；2,、調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定,。

三氣源壓力穩(wěn)定，信號(hào)壓力也穩(wěn)定,，但調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作仍不穩(wěn)定

1,、定位器中放大器磨損或臟，耗氣量特別增大時(shí)會(huì)產(chǎn)生輸出振蕩,；2,、定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀,；3,、輸出管、線漏氣,；4,、膜盒漏氣；5,、閥桿摩擦阻力大,。

調(diào)節(jié)閥振蕩,，故障現(xiàn)場(chǎng)和原因分析如下：

一調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振蕩

1、支撐不穩(wěn),；2,、附近有振動(dòng)源；3,、閥芯與襯套磨損嚴(yán)重,；4、膜盒漏氣,；5,、定位器泄漏；6,、定位器輸出與膜盒間管路漏氣,；7、盤根壓得太緊,；8,、盤根壓偏；9,、閥桿摩擦力大。

二調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時(shí)振蕩

1,、調(diào)節(jié)閥選大了,，常在小開度下使用；2,、單閥座介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反,。

調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作遲鈍。遲鈍的現(xiàn)象及原因如下：

一閥桿僅在單方向動(dòng)作時(shí)遲鈍

1,、氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中膜片破損泄漏,；2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)中“O”型密封泄漏,。

二閥桿在往復(fù)動(dòng)作時(shí)均有遲鈍現(xiàn)象

1,、閥體內(nèi)有粘物堵塞；2,、聚四氟乙烯填料變硬或石墨--石棉填料潤(rùn)滑油干燥,；3、填料壓得太緊,，摩擦阻力增大,；4、由于閥桿不直導(dǎo)致摩擦阻力大,；5,、沒有定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥也會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作遲緩,。

調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大。泄漏的原因如下：

一閥全關(guān)時(shí)泄漏量增大

1,、閥芯被磨損,，內(nèi)漏嚴(yán)重；2,、閥未調(diào)好關(guān)不嚴(yán),；

二閥達(dá)不到全閉位置

1、介質(zhì)壓差太大,，執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性小,，閥關(guān)不嚴(yán)；2,、閥內(nèi)有異物,；3、襯套燒結(jié),。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合式儀表中的執(zhí)行單元,。它是以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào),，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移,，操縱風(fēng)門、擋板等機(jī)械機(jī)構(gòu),，可配用各種電動(dòng)操作器完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動(dòng)--自動(dòng)”的無(wú)擾動(dòng)切換,，及對(duì)被調(diào)對(duì)象的遠(yuǎn)方手動(dòng)操作，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位雙重保護(hù)來(lái)完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù),。它在電力,、冶金、石油化工及鍋爐系統(tǒng)的上水及風(fēng)門擋板的調(diào)節(jié)等部門得到廣泛應(yīng)用,。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：

電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行器一般由：伺服電機(jī),、控制器、減速機(jī),、輔助部件

四部分組成,。

電機(jī)：

電機(jī)是接受伺服放大器或電動(dòng)操作器輸出的開關(guān)電源，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,，從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,。

減速器：

減速器上有手動(dòng)部件、輸出軸,、機(jī)械限位塊,。減速器是將電機(jī)的高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的輸出功率,，以帶動(dòng)閥門機(jī)構(gòu)動(dòng)作,。

控制部位接受和輸出4—20mA模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)于執(zhí)行器的自動(dòng)控制，包括伺服放大器和位置變送器,，新近發(fā)展的智能化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器的功能設(shè)定,、故障自我診斷、狀態(tài)報(bào)警和記錄,、顯示和通訊功能,。

位置發(fā)送器：

位置發(fā)送器是由電源變壓器、差動(dòng)變壓器,、印刷電路板等部件組成,。當(dāng)減速器輸出軸移動(dòng)時(shí)，凸輪隨之旋轉(zhuǎn),，是壓在凸輪斜面上的差動(dòng)變壓器的鐵芯連桿產(chǎn)生軸向位移,，改變鐵芯在差動(dòng)變壓器的鐵芯連桿產(chǎn)生軸向位移，改變鐵芯在差動(dòng)變壓器線圈中的位置,，使差動(dòng)變壓器輸出對(duì)應(yīng)位置的電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)（4~20mA）,。

伺服放大器：

四氟放大器的調(diào)節(jié)原理類似于一個(gè)純積分作用的調(diào)節(jié)閥，只要指令型號(hào)與閥位反饋型號(hào)的偏差超過(guò)調(diào)節(jié)不靈敏區(qū)的范圍,，伺服放大器就會(huì)一直發(fā)出開指令或者關(guān)指令,。

它接受調(diào)節(jié)儀表的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)（4-20mA）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)，進(jìn)行比較放大后輸出220V交流電驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),、反轉(zhuǎn),，連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開度。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制方式：

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有遠(yuǎn)方遙控調(diào)節(jié),、就地電動(dòng)控制和就地手動(dòng)操作三種控制方式,。

1. 就地手動(dòng)方式

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需就地手動(dòng)操作時(shí),，當(dāng)電動(dòng)操作器切換開關(guān)位置“手動(dòng)”位置,，把電機(jī)端部旋鈕撥到“手動(dòng)”位置，拉出執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的手輪或波動(dòng)手/自動(dòng)切換把手,，搖動(dòng)手輪就可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作,。當(dāng)不用就地操作時(shí)，千萬(wàn)要注意,，把電動(dòng)端部的旋鈕撥到“自動(dòng)”位置,，并把首輪推進(jìn)。

2. 就地電動(dòng)方式

當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)切換開關(guān)放在“就地”位置時(shí),，操作只要將旋轉(zhuǎn)切換開關(guān)分別撥到“開”或“關(guān)”的位置（或按“開”或“關(guān)”按鈕）,，帶動(dòng)電動(dòng)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸就可以實(shí)現(xiàn)上行或下行動(dòng)作,，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中觀察電動(dòng)操作器上的閥位開度表,，到所需控制閥位開度時(shí),，立即松開切換開關(guān)即可。

3. 遠(yuǎn)方控制方式

當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)器切換放在：“自動(dòng)”或“遠(yuǎn)控”位置時(shí),，即處在自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài),，接受DCS或控制器4-20mA DC指令信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位到預(yù)定位置,。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)試：

調(diào)試步驟：

1）檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)外觀完整,，信號(hào)匹配；

2）完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線,，檢查接線是否正確,。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接線：1.電源線，220V或380V,，氣動(dòng)閥門定位器一般不需要專用電源線,；2.模擬信號(hào)：指令信號(hào)4-20mA DC，從DCS或PLC至執(zhí)行機(jī)構(gòu),，反饋型號(hào)4-20mA DC,，從執(zhí)行機(jī)構(gòu)至DCS或PLC等；3.開關(guān)信號(hào)（可選）：全開,、全關(guān)行程開關(guān)信號(hào),，故障信號(hào)等。

3）在通風(fēng)前,，先手動(dòng)把執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)到中間位置,，然后將操作方式打到“就地操作”，通電,，先點(diǎn)動(dòng)看執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向和閥動(dòng)作的方向是否一致,，如果相反，則需將電源線換相或更改執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用方式,。

4）調(diào)限位：通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將閥動(dòng)作至“全關(guān)”位置,，將萬(wàn)用表打到蜂鳴檔，量下關(guān)限位的“開點(diǎn)”是否變?yōu)椤伴]點(diǎn)”,；如果沒有變化,，則需要調(diào)整關(guān)限位，直至調(diào)好,；然后再將閥動(dòng)作到“全開”位置,，看下“開限位”信號(hào)是否來(lái)，否則需要調(diào)開限制,。

作者: guwq0724 時(shí)間: 2022-3-30 15:18
感謝樓主分享,！

作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2022-4-2 12:15
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作者: 林汐771k 時(shí)間: 2022-4-6 15:54
xuexi

作者: 辣椒醬最下飯 時(shí)間: 2022-4-14 15:57
謝謝樓主

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