執行機構是工業過程控制自動調節系統中不可缺少的一部分,目前主要有氣動、電動、液動等三種執行機構,這三種執行機構的性能對比執行機構的驅動方式主要是氣動、電動、液動這三種,液動執行機構也有搭配電動、液動方式,但是其本質和液壓沒有太大區別。三種驅動方式為執行機構帶來的特性不同,適用的領域也就有所區別,下面來看看這三種執行機構的比較。寶星潤滑油為執行器配置最合適的潤滑油脂,歡迎來電取樣。
執行機構的優缺點
液動執行機構
液動執行機構是以液壓油為動力源來完成預定運動要求和實現各種機構功能的機構。
優點:
(1)在輸出同等功率的條件下,機構結構緊湊,體積小、重量輕、慣性小。
(2)工作平穩,沖擊、振動和噪音都較小,易于實現頻繁的啟動、換向,能夠完成旋轉運動和各種往復運動。
(3)操縱簡單、調速方便,并能在大的范圍內實現無級調速,調速比可達5000。
(4)可實現低速大力矩傳動,無需減速裝置。
缺點:
(1)油液的粘性受溫度變化的影響大,不宜用于低溫和高溫環境中。
(2)液壓組件的加工和配合要求精度高,加工工藝困難,成本高。
氣動執行機構
優點:寶星潤滑油專用氣動執行器潤滑脂系列
(1)以空氣為工作介質,工作介質獲得比較容易,用后的空氣排到大氣中,處理方便,與液壓傳動相比不必設置回收的油箱和管道。
(2)因空氣的粘度很小(約為液壓油動力粘度的萬分之一),其損失也很小,所以便于集中供氣、遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環境。
(3)與液壓傳動相比,氣壓傳動動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔,不存在介質變質等問題。
(4)工作環境適應性好,特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環境中,比液壓、電子、電氣控制優越。
(5)成本低,過載能自動保護。
缺點:
(1)由于空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩定性稍差。但采用氣液聯動裝置會得到較滿意的效果。
(2)因工作壓力低(一般為0.31.0MPa),又因結構尺寸不宜過大,總輸出力不宜大于10~40kN。
(3)噪聲較大,在高速排氣時要加消聲器。
(4)氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內比電子及光速慢,因此,氣動控制系統不宜用于元件級數過多的復雜回路。
電動執行機構:優點:寶星潤滑油為電動執行器配置最適合的齒輪消音潤滑脂系列
(1)取用能源方便容易、傳輸信號速度快、信號傳輸距離遠、以便于集中操作控制。
(2)精確度、靈敏度相對較高,與其他電動調節儀表配合方便易操作,接線安裝簡單。
(3)使用效果證明,電動執行器抗偏離能力很好,所輸出的力矩或推力基本恒定,能做到很好的克服介質的不平衡力,確保達到相關工藝參數的精確控制,因此該產品控制精度相比氣動執行器要稍高一些。
(4)若配備伺服放大器,能夠輕易實現正、反作用的互換,亦可輕松設定信號閥位狀態,如在出現故障時,一定是停留在原位,這種能力是氣動執行器產品所無法達到的,因為氣動執行器須借助于配備組合保護系統來實現保位功能。
缺點:
(1)僅適用于防爆要求不高,氣源缺乏的場所。結構相對復雜,推力小,平均故障率比氣動執行機構較高,而由于結構復雜性的問題,對于現場維護人員的技術要求也相對較高。
(2)電機運行會產生熱量,調節頻率大的話,易造成電機過熱,也增加了減速齒輪的磨損。
(3)還有運行較慢,從調節器輸出信號開始,到調節閥響應而運動至指定位置,往往耗時較多,以上是較之氣動或液動執行器所表現不足的地方。
氣動執行機構
我的執行機構和調節機構是統一的整體,執行機構有薄膜式和活塞式兩類。活塞式行程長,適用于要求有較大推力的場合;而薄膜式行程較小,只能直接帶動閥桿。由于氣動執行機構有結構簡單,輸出推力大,動作平穩可靠,并且安全防爆等優點,在化工,煉油等對安全要求較高的生產過程中有廣泛的應用。
液動執行機構
我的推力最大,現在一般都是機電一體化的,但比較笨重,所以現在很少使用,比如三峽的船閥用的就是液動執行器。
電動執行機構
我的安全防爆性能差,電機動作不夠迅速,且在行程受阻或閥桿被扎住時電機容易受損。盡管近年來電動執行器在不斷改進并有擴大應用的趨勢,但從總體上看不及氣動執行機構應用得普遍。
執行機構的選擇
主要考慮因素①可靠性;
②經濟性;
③動作平穩、足夠的輸出力;
④重量外觀;
⑤結構簡單、維護方便。
電動執行機構與氣動執行機構的選擇比較(1)氣動執行機構簡單可靠
老式電動執行機構可靠性差是它過去的一貫弱點,然而在90年代電子式執行機構的發展徹底解決了這一問題,可以在5~10年內免維修,它的可靠性甚至超過了氣動執行機構。正由于此,筆者認為,它將成為下世紀調節閥的主流。
(2)驅動源
氣動執行機構的最大不足就是需別設置氣源站,增加了費用;電動閥的驅動源隨地可取。
(3)價格方面
氣動執行機構必須附加閥門定位器,再加上氣源,其費用與電動閥不相上下(進口電氣閥門定位器與進口電子式執行機構價格相當;國產定位器與國產電動執行器不相上下)。
(4)推力和剛度兩者相當。
(5)防火防爆
“氣動執行機構+電氣閥門定位器”略好于電動執行機構。
推薦意見(1)在可能的情況下,建議選用進口電子式執行機構配國產閥(如全功能超輕型閥,以用于國產化場合、新建項目等。
(2)薄膜執行機構雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺陷,但其結構簡單,所以,目前仍是使用最多的執行機構。但這里我們強調的是最好選用ZHA、ZHB型的精小型薄膜執行機構去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜執行機構,以獲得更輕的重量、更小的尺寸和大的輸出力。
(3)活塞執行機構選擇注意方面:
①氣動薄膜執行機構推力不夠時,選用活塞執行機構來提高輸出力;對大壓差的調節閥(如中壓蒸汽切斷),當DN≥200時,甚至要選雙層活塞執行機構;
②對普通調節閥,還可選用活塞執行機構去代替薄膜執行機構,使執行機構的尺寸大大減小,就此觀點而言,氣動活塞調節閥使用會更多;
③對角行程類調節閥,其角行程執行機構,典型的結構是雙活塞齒輪齒條轉動式。