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如何選擇氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器

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氣動(dòng)閥和電動(dòng)閥是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常用到的兩種閥門(mén),這兩種閥門(mén)的閥體是一樣的,區(qū)別就在于他們的執(zhí)行器,今天小編就給大家講講如何選擇閥門(mén)的執(zhí)行器。①可靠性;②經(jīng)濟(jì)性;③動(dòng)作平穩(wěn)、足夠的輸出力矩;④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。老式電動(dòng)執(zhí)行器可靠性差是它過(guò)去的一貫弱點(diǎn),然而在90年代電子式執(zhí)行器的發(fā)展徹底解決了這一問(wèn)題,可以在5~10年內(nèi)免維修,它的可靠性甚至超過(guò)了氣動(dòng)執(zhí)行器。氣動(dòng)執(zhí)行器的大不足就是需別設(shè)置氣源站,增加了費(fèi)用;電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)源隨地可取。氣動(dòng)執(zhí)行器必須附加閥門(mén),再加上氣源,其費(fèi)用與電動(dòng)閥不相上下(進(jìn)口電氣閥門(mén)與進(jìn)口電子式執(zhí)行器價(jià)格相當(dāng);國(guó)產(chǎn)與國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行器不相上下)。(4)推力和剛度:兩者相當(dāng)。“氣動(dòng)執(zhí)行器+電氣閥門(mén)”略好于電動(dòng)執(zhí)行器。
(1)在可能的情況下,建議選用進(jìn)口電子式執(zhí)行器配國(guó)產(chǎn)閥,以用于國(guó)產(chǎn)化場(chǎng)合、新建項(xiàng)目等。(2)薄膜執(zhí)行器雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺陷,但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,所以,目前仍是使用多的執(zhí)行器。但這里我們強(qiáng)調(diào)的是好選用ZHA、ZHB型的精小型薄膜執(zhí)行器去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜執(zhí)行器,以獲得更輕的重量、更小的尺寸和大的輸出力。①氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器推力不夠時(shí),選用活塞執(zhí)行器來(lái)提高輸出力;對(duì)大壓差的調(diào)節(jié)閥(如中壓蒸汽切斷),當(dāng)DN≥200時(shí),甚至要選雙層活塞執(zhí)行器;②對(duì)普通調(diào)節(jié)閥,還可選用活塞執(zhí)行器去代替薄膜執(zhí)行器,使執(zhí)行器的尺寸大大減小,就此觀(guān)點(diǎn)而言,氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥使用會(huì)更多;③對(duì)角行程類(lèi)調(diào)節(jié)閥,其角行程執(zhí)行器。
典型的結(jié)構(gòu)是雙活塞齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)式。值得強(qiáng)調(diào)的是,傳統(tǒng)的“直行程活塞執(zhí)行+器角鐵+曲柄連桿”方式。電動(dòng)執(zhí)行器只能用于間斷性操作,因此不適用于持續(xù)的閉環(huán)操作。而氣動(dòng)執(zhí)行器具有抗過(guò)載能力且在其整個(gè)使用壽命中是免維護(hù)的。不需要換油也不需要其它潤(rùn)滑。其標(biāo)準(zhǔn)使用壽命多達(dá)一百萬(wàn)次開(kāi)關(guān)循環(huán),所以氣動(dòng)執(zhí)行器比其它閥執(zhí)行器優(yōu)越。氣動(dòng)執(zhí)行器可用于有潛在危險(xiǎn)的場(chǎng)合,需要防爆閥,閥或閥島需安裝在區(qū)域外,在區(qū)域使用的氣動(dòng)執(zhí)行器要通過(guò)氣管驅(qū)動(dòng);電動(dòng)執(zhí)行器不易在有潛在危險(xiǎn)的場(chǎng)合中使用且成本高。在需要增加扭矩或?qū)ψ饔昧τ刑厥庖蟮那闆r下,電動(dòng)執(zhí)行器將很快地達(dá)到扭矩極限。尤其是在不定期開(kāi)啟或長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉閥執(zhí)行器的情況下,氣動(dòng)執(zhí)行器抗過(guò)載能力的優(yōu)點(diǎn)就顯而易見(jiàn)了。
因?yàn)槌练e物或燒結(jié)物會(huì)加大起動(dòng)扭矩。使用氣動(dòng)元件,可以很容易地增加工作壓力以及作用力或扭矩。在水和污水處理技術(shù)中大多數(shù)閥執(zhí)行器都是以開(kāi)/關(guān)的模式進(jìn)行操作或者甚至設(shè)計(jì)成手動(dòng)操作形式,因此氣動(dòng)元件開(kāi)創(chuàng)了合理化的重要前景。與氣動(dòng)執(zhí)行器相比,如果使用電動(dòng)執(zhí)行器,則監(jiān)測(cè)功能如過(guò)溫監(jiān)測(cè)、扭矩監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)換頻率、維修保養(yǎng)周期都必須設(shè)計(jì)在控制和測(cè)試系統(tǒng)中,這就導(dǎo)致了大量的線(xiàn)路輸入和輸出。除了終端位置感測(cè)和氣源處理,氣動(dòng)執(zhí)行器不需要任何監(jiān)測(cè)和控制功能。氣動(dòng)執(zhí)行器成本很低,所以更加應(yīng)該使手動(dòng)閥執(zhí)行器自動(dòng)化。氣動(dòng)技術(shù)非常簡(jiǎn)單??梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)氣動(dòng)執(zhí)行器在閥驅(qū)動(dòng)頭上的安裝以及氣源處理裝置的連接和驅(qū)動(dòng),另外氣動(dòng)執(zhí)行器的免維護(hù)設(shè)計(jì)確保了方便易用的即裝即運(yùn)行。
氣動(dòng)元件具有較高的抗振性,堅(jiān)固、耐用,一般不會(huì)損壞。即使很高的溫度也不會(huì)損壞耐腐蝕元件。電動(dòng)執(zhí)行器由大量的元件組成,相對(duì)而言,比較容易損壞。直線(xiàn)執(zhí)行器直接作用在關(guān)閉裝置上,而擺動(dòng)執(zhí)行器只需一個(gè)活塞和一根驅(qū)動(dòng)軸就可將“直線(xiàn)壓縮空氣力”轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)。使用氣動(dòng)執(zhí)行器也可很容易地實(shí)現(xiàn)緩慢運(yùn)動(dòng),如通過(guò)使用簡(jiǎn)單且成本較低的流量控制元件可實(shí)現(xiàn)緩慢運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)執(zhí)行器在將供給的能量轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)時(shí),要發(fā)生很大的能量損失。首先是由于電馬達(dá)將大部分能量轉(zhuǎn)換為熱量,其次是由于使用了齒輪箱。現(xiàn)今大多數(shù)工控場(chǎng)合所用執(zhí)行器都是氣動(dòng)執(zhí)行器,因?yàn)橛脷庠醋鰟?dòng)力,相較之下,比電動(dòng)和液動(dòng)要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于掌握和維護(hù)。由維護(hù)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看。
氣動(dòng)執(zhí)行器比其它類(lèi)型的執(zhí)行器易于操作和校定,在現(xiàn)場(chǎng)也可以很容易實(shí)現(xiàn)正反左右的互換。它優(yōu)點(diǎn)是安全,當(dāng)使用時(shí),對(duì)于易燃易爆環(huán)境是理想的,而電訊號(hào)如果不是防爆的或本質(zhì)安全的則有潛在的因打火而引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。所以,雖然現(xiàn)在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,但是在化工領(lǐng)域,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥還是占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。氣動(dòng)執(zhí)行器的主要缺點(diǎn)就是:響應(yīng)較慢,控制精度欠佳,抗偏離能力較差,這是因?yàn)闅怏w的可壓縮性,尤其是使用大的氣動(dòng)執(zhí)行器時(shí),空氣填滿(mǎn)氣缸和排空需要時(shí)間。但這應(yīng)該不成問(wèn)題,因?yàn)樵S多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應(yīng)以及抗偏離能力。電動(dòng)執(zhí)行器主要應(yīng)用于動(dòng)力廠(chǎng)或核動(dòng)力廠(chǎng),因?yàn)樵诟邏核到y(tǒng)需要一個(gè)平滑、穩(wěn)定和緩慢的過(guò)程。
電動(dòng)執(zhí)行器的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶(hù)可應(yīng)用的恒定的推力,大執(zhí)行器產(chǎn)生的推力可高達(dá)225000kgf,能達(dá)到這么大推力的只有液動(dòng)執(zhí)行器,但液動(dòng)執(zhí)行器造價(jià)要比電動(dòng)高很多。電動(dòng)執(zhí)行器的抗偏離能力是很好的,輸出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力,達(dá)到對(duì)工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制,所以控制精度比氣動(dòng)執(zhí)行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地實(shí)現(xiàn)正反作用的互換,也可以輕松設(shè)定斷信號(hào)閥位狀態(tài)(保持/全開(kāi)/全關(guān)),而故障時(shí),一定停留在原位,這是氣動(dòng)執(zhí)行器所作不到,氣動(dòng)執(zhí)行器必須借助于一套組合保護(hù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)保位。電動(dòng)執(zhí)行器的缺點(diǎn)主要有:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,更容易發(fā)生故障,且由于它的復(fù)雜性,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的技術(shù)要求就相對(duì)要高一些;

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