什么是气动执行器？原理(lǐ)、分(fēn)类、选型一篇搞定！

一、气动执行器概述

气动执行器是用(yòng)气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又(yòu)被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之為(wèi)气动头。气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整體(tǐ)，其执行机构有(yǒu)薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。

 

活塞式行程長(cháng)，适用(yòng)于要求有(yǒu)较大推力的场合；而薄膜式行程较小(xiǎo)，只能(néng)直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有(yǒu)扭矩大、空间小(xiǎo)、扭矩曲線(xiàn)更符合阀门的扭矩曲線(xiàn)等特点，但是不很(hěn)美观；常用(yòng)在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有(yǒu)结构简单，动作平稳可(kě)靠，并且安全防爆等优点，在发電(diàn)厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有(yǒu)广泛的应用(yòng)。

 

二、气动执行器的工作原理(lǐ)

 

1.双作用(yòng)气动执行器工作原理(lǐ)图

 

 

当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分(fēn)离向气缸两端方向移动，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴 (齿轮)逆时针方向旋转。反之气源压力从气口(4)进入气缸两端气腔时，使两活塞向气缸中间方向移动，中间气腔的空气通过气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。（如果把活塞相对反方向安装，输出轴即变為(wèi)反向旋转）

 

2.单作用(yòng)气动执行器工作原理(lǐ)图

 

 

当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分(fēn)离向气缸两端方向移动，迫使两端的弹簧压缩，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。在气源压力经过電(diàn)磁阀换向后，气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动，中间气腔的空气从气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。（如果把活塞相对反方向安装，弹簧复位时输出轴即变為(wèi)反向旋转）。

 

三、气动执行器的分(fēn)类

 

1.薄膜式执行机构

 

薄膜式执行机构最為(wèi)常用(yòng)，它可(kě)以用(yòng)作一般控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器。气动薄膜式执行机构的信号压力p作用(yòng)于膜片，使其变形，带动膜片上的推杆移动，使阀芯产生位移，从而改变阀的开度。它结构简单，价格便宜，维修方便，广泛应用(yòng)。

 

气动薄膜执行机构有(yǒu)正作用(yòng)和反作用(yòng)两种形式。

 

当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下的动作的叫正作用(yòng)执行机构；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用(yòng)执行机构。正作用(yòng)执行机构的信号压力是通入波纹膜片上方的薄膜气室；反作用(yòng)执行机构的信号压力是通入波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换个别零件，两者就能(néng)互相改装。

 

2.活塞式执行机构

 

气动活塞执行机构使活塞在气缸中移动产生推力，显然，活塞式的输出力度遠(yuǎn)大于薄膜式。因此，薄膜式适用(yòng)于出力较小(xiǎo)、精度较高的场合；活塞式适用(yòng)于输出力较大的场合，如大口径、高压降控制或蝶阀的推动装置。除薄膜式和活塞式之外，还有(yǒu)一种長(cháng)行程执行机构，它的行程長(cháng)，转矩大，适用(yòng)于输出角位移和大力矩的场合。

 

气动执行机构接收的信号标准為(wèi)0.02至0.1MPa。

 

气动活塞执行机构的主要部件為(wèi)气缸、活塞、推杆。气缸内活塞随气缸内两侧压差的变化而移动。根据特性分(fēn)為(wèi)比例式和两位式两种。两位式根据根据输入活塞两侧操作压力的大小(xiǎo)，活塞从高压侧被推向低压侧。比例式是在两位式基础上加以阀门定位器，使推杆位移和信号压力成比例关系。

 

 

3.齿轮齿条式执行机构

 

齿轮齿条式(双活塞齿条式)气动执行器，具有(yǒu)结构紧凑，外观优美，反应迅捷，运行稳定，使用(yòng)寿命長(cháng)等特点。所有(yǒu)配件都采用(yòng)最先进的防腐蚀处理(lǐ)技术，能(néng)适应各种恶劣工况。其高低温以及各种特殊行程的执行器在各种应用(yòng)领域都有(yǒu)良好的表现。

 

四、气动执行器的选型

在选用(yòng)气动执行器前，请确认阀门扭矩。并在扭矩上增加安全值，水蒸汽或非润滑液體(tǐ)介质增加25%安全值；非润滑浆料液體(tǐ)介质增加30%安全值。

 

当选用(yòng)阀门扭矩為(wèi)210NM，气源压力只有(yǒu)5bar，介质為(wèi)非润滑的水蒸汽，考虑到安全因素，增加25%安全值值即262NM，按双作用(yòng)输出扭矩表查找气源压力在5bar时相应扭矩值。应选用(yòng)277NM，型号為(wèi)POADA300。

 

▼气动执行器扭矩表

 

五、气动执行器的性能(néng)特点

 

1.气动装置额定输出力或力矩应符合GB/T12222和GB/T12223的规定上面為(wèi)薄膜式执行机构；

 

2.在空载情况下，对气缸内输入按规定的气压，其动作应平稳，无卡阻及爬行现象；

 

3.在0.6MPa的空气压力下，气动装置启、闭两个方向的输出力矩或推力，其值应不小(xiǎo)于气动装置标牌所标示的数值，且动作应灵活，不允许各部位出现永久变形及其他(tā)异常现象；

 

4.密封试验用(yòng)最大工作压力进行试验时，从各自背压一侧泄漏出的空气量不允许超过（3+0.15D）cm3/min（标准状态）；从端盖、输出轴处泄漏出的空气量不允许超过（3+0.15d）cm3/min；

 

5.强度试验用(yòng)1.5倍的最大工作压力进行试验，保持试验压力3min后，其缸體(tǐ)端盖和静密封部位不允许有(yǒu)渗漏及结构变形；

 

6.动作寿命次数，气动装置模拟气动阀门动作，在保持两个方向的输出力矩或推力能(néng)力的情况下，启闭操作的启闭次数应不低于50000次（启—闭循环為(wèi)一次）；

 

7.带缓冲机构的气动装置，当活塞运动到行程终端位置时，不允许出现冲击现象。