气动执行机构基础知识

2022年01月11日 15:05:37 人气: 1314 来源: 上海自动化仪表有限公司

执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用。人们常把它称为实现生产过程控制的手足，因为它在自动化控制系统中接受调节器的控制信号，自动的改变调节变量，达到对被调参数（如温度、压力、流量、液位等）进行调节的目的，使生产过程中按预定要求正常进行。

执行器的功能：

--控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程；

--提供阀门关闭时所需的关闭力；

--具备一定的开关速度，保证使用要求；

--与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置。

从应用来分类

直行程（Linear Actuator）：

直行程调节阀（口径一般为15~150mm）的控制。输出推力：0.5~25KN，行程（10~100mm），行程速度（0.2~2.5mm/s）；

角行程（Quaret-turn Actuator）：

90°转角阀门（如蝶阀、球阀）和风门挡板的控制。输出力矩：50~2000Nm（常用力矩：100Nm，250Nm，700Nm，1600Nm，2500Nm，6500Nm）行程90°、120°，行程速度（5~150S）；

多转式（Multi-turn Actuator）：

多回转阀门（如闸阀）的控制，也是直行程、角行程执行器的基础。输出力矩：30~2000Nm，行程（0.25~50s），行程速度（1~120r/min）。

气动执行机构

气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节阀动作。

按照结构可分为：启动薄膜执行机构、气缸式执行机构。

气动执行机构的分类

对于不同的进气方位可分为：

1. 气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）；

2. 气关时（进气关闭阀门，使其弹簧复位打开阀门）。

气动执行机构的主要组成部件：

减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作压力；

过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计；

电/气转换器：将控制系统的4-20mA电流信号转换成3-15psi（0.2-1kg/cm）的气压控制信号；

定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行精确控制。

气动执行机构的主要功能

位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动，转换成4~20mA电信号，线性地反应阀门的开度；

行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以发出阀门全开或全关的信号送到控制系统；

为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配备了其他的控制部件，如实现连锁功能的电磁阀，实现保位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持短时间的储能罐等等。

气动执行机构常见故障及产生的原因

调节阀不动作。故障现象及原因如下：

一无信号、无气源

1、气源未开；2、由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵；3、空压机故障；4、气源总管泄漏。

二有气源，无信号

1、调节器故障；2、信号管泄漏；3、定位器波纹管漏气；

三定位器无气源

1、过滤器堵塞；2、减压阀故障；3、管道泄漏或堵塞。

四定位器有气源，无输出

定位器的节流孔堵塞。

五定位器输出正常调节阀不动作

1、阀芯脱落；2、阀芯与阀座卡死；3、管道泄漏或堵塞；4、阀座阀芯冻结或焦块污物；5、执行机构弹簧因长期不用而锈死。

调节阀的动作不稳定。故障现象和原因如下：

一气源压力不稳定

1、压缩机容量太小；2、减压阀故障。

二信号压力不稳定

1、控制系统的时间常数（T=RC）不适当；2、调节器输出不稳定。

三气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定

1、定位器中放大器磨损或脏，耗气量特别增大时会产生输出振荡；2、定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀；3、输出管、线漏气；4、膜盒漏气；5、阀杆摩擦阻力大。

调节阀振荡，故障现场和原因分析如下：

一调节阀在任何开度下都振荡

1、支撑不稳；2、附近有振动源；3、阀芯与衬套磨损严重；4、膜盒漏气；5、定位器泄漏；6、定位器输出与膜盒间管路漏气；7、盘根压得太紧；8、盘根压偏；9、阀杆摩擦力大。

二调节阀在接近全闭位置时振荡

1、调节阀选大了，常在小开度下使用；2、单阀座介质流向与关闭方向相反。

调节阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下：

一阀杆仅在单方向动作时迟钝

1、气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏；2、执行机构中“O”型密封泄漏。

二阀杆在往复动作时均有迟钝现象

1、阀体内有粘物堵塞；2、聚四氟乙烯填料变硬或石墨--石棉填料润滑油干燥；3、填料压得太紧，摩擦阻力增大；4、由于阀杆不直导致摩擦阻力大；5、没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟缓。

调节阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下：

一阀全关时泄漏量增大

1、阀芯被磨损，内漏严重；2、阀未调好关不严；

二阀达不到全闭位置

1、介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严；2、阀内有异物；3、衬套烧结。

关键词：气动执行机构,电动执行机构,电液执行机构,液压执行机构,执行机构

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