执行机构选型及方法

执行机构的比较与选型

执行机构分类

执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用并在某种控制信号作用下工作。其基本类型有部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式。执行机构的驱动方式主要是气动、电动、液压这三种，液动执行机构也有搭配电动、液压驱动方式，但是其本质和液压没有太大区别。三种驱动方式为执行机构带来的特性不同，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。

各类执行机构工作原理

气动执行机构

气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，是以压缩气体作为能源，可分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作时弹簧复位。其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，

气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。动作原理如下：信号压力，通常为0.2－1.0bar 或0.4-2bar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移动。与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围为执行机构的行程

电动执行机构

电动执行机构是电动单元组合式仪表中的执行单元。它是以单相、三相交流或直流电源为动力，接受统一的标准直流信号，通过控制单元驱动电机旋转，带动减速机构运动，从而输出相应的转角位移，操纵风门、挡板等调节机构，可配用各种电动操作器完成调节系统“手动—自动”的无扰动切换，及对被调对象的远方手动操作，电动执行机构还设有电气限位和机械限位双重保护来完成自动调节的任务。

（电）液动执行机构

电液动执行机构是将电机、油泵、电液伺服阀集成于一体，只要接入电源和控制信号即可工作，而液动执行器和气缸相近，但是比气缸能耐更高的压力，它的工作需要外部的液压系统，工厂中需要配备液压站和输油管路，相比之下，还是电动执行器更方便一些。

性能特点及优缺点

执行机构的驱动方式不外乎是气动、电动、液动这三种。这三种方式驱动的执行机构，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。

气动执行机构

执行机构的三种驱动方式中，应用最广的是气动执行机构，这是因为气动执行机构的门槛最低。它的性价比好、使用简单方便、易于维护，对人员技术要求相对较低。另外，气动执行机构的最具防火、防爆优势，安全性最高。适合应用于石化、石油、油品加工等行业。

气压传动的优点

1、以空气为工作介质，用后可直接排到大气中，处理方便。与液压传动相比不

必设置回收的油箱和管道。

2、动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质问题。

3、工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强振、潮湿、有

辐射和温度变化大的恶劣环境中工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气机

构。

4、因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所

以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。

5、与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，

不存在介质变质等问题。

6、成本低，过载能自动保护

气压传动的缺点

1、气动执行机构的缺点在于它的控制精度低，不能和电动、液动执行机构相比。

这是源于气动执行机构的压缩气体驱动方式，气体的易压缩性，使得气动执行

机构缺乏足够的抗偏移性能，因此在控制精度方面缺少竞争力。

2、由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。但采用气液联动装置会

得到较满意的效果。

3、因工作压力低（一般为0.31.0MPa），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不

宜大于10～40kN。

4、噪声较大，在高速排气时要加消声器。

5、气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢，因此，气动控制

系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。

电动执行机构

电动执行机构近年来的使用率越来越高，电动执行机构表现出其他两种执行机构所不具备的优点。电动执行机构的输出推力大、稳定性高，但同时造价又低于液动执行器，是高性价比的选择。

电动执行机构的安装成本也不高，和气动执行机构相比，它的能源更易获取，但是电动执行机构的结构复杂，更容易发生故障，维修难度也比较大，需要有较高技术水平的专业人员操作并维护。电动执行机构比气动执行机构更具优势的地方在于，电动执行机构的输出力更大，控制更精确，运行也更稳定。而且可以无需动力即保持负载。电动执行机构使用电源为动力因此不需要对各种气动管线进行安装和维护，但操作过程中容易出现电火花的问题，在防火、防爆等安全性上就要逊色于其他两种执行机构。

随着电子技术的飞速发展，新的技术元器件在电动执行机构上得到广泛应用，对于执行器的功能与性能有了很大的提高，老一代模拟器件正全面被高集成度数字式微处理器所取代，对执行机构的可靠性、可操作性、通信功能、诊断保护功能得到极大的扩展，尤其是近年来交流变频调速，直流无刷电机等在电动执行器的应用，更是将电动执行器技术推向一个全新的高度。电机的调速功能，不仅使执行器的运行速度可由用户根据自己的需要设置，减少了执行器厂家的产品规格，由调速功能衍生出来的如“柔性开启”、“柔性关闭”等功能，则使执行器的性能有了更大的提高。随着电力电子，稀土永磁材料技术的发展，具有更高性价比的直流无刷调速电机也逐步被用于电动执行器。在这些新技术在执行器方面的推广应用上，国外著名的执行器厂家如AUMA、SIPOS、ABB 算是行业的标杆，国内近几年也有厂家陆续推出自己的同类产品，武汉辰冠科技有限公司在2008年第一家将直流无刷电机及变频驱动技术应用到执行器行业后，接着陆续开发了各类执行器电气控制器，均具有智能中文汉显，红外遥控，远程控制信号具备开关量、4~20ma或总线控制，可驱动各种单相、三相、24V、220V、380V、交流电机、直流无刷电机，电机控制方式即可电子开关驱动，也可变频调速驱动，电制动功能保证了精确定位，同时提供选配的单圈绝对值编码器、PROFIBUS DP总线板，逐步打破国外厂家在高新技术方面的垄断，为国内执行器厂家的技术升级换代提供全方位的的技术支持

（电）液动执行机构

液动执行机构是以液体驱动，液体有不可压缩的特性，这赋予了液动执行机构很好的抗偏移能力，调节非常稳定。液动执行器的输出推动力要高于气动执行器和电动执行器，且液动执行器的输出力矩可以根据要求进行精确的调整，并将其通过液压仪表反应出来。液动执行器的传动更为平稳可靠，有缓冲无撞击现象，适用于对传动要求较高的工作环境。

液动执行器的调节精度高、响应速度快，能实现高精确度控制。液动执行器本身配备有蓄能器，在发生动力故障时，可以进行一次以上的执行操作，减少紧急情况对生产系统造成的破坏和影响，特别适用于长输送管路自动控制。

由于使用液压方式驱动，在操作过程中不会出现电动设备常见的打火现象，因此防爆性能要高于电动执行器。

工作平稳，冲击、振动和噪音都较小，易于实现频繁的启动、换向，能够完成旋转运动和各种往复运动。

操纵简单、调速方便，并能在大的范围内实现无级调速，调速比可达5000。

可实现低速大力矩传动，无需减速装置。

液动执行器的工作需要外部的液压系统支持，运行液压执行器要配备液压站和输油管路，这造成液压执行器相对电动执行器和气动执行器来说，一次性投资更大，安装工程量也更多，因此液动执行机构的使用范围最小只有大型的、特殊的工程才会专门建造并使用液动执行机构。，

使用场所

执行机构是自动化系统中用于执行系统控制操作信号，并改变操作量的机构，在生产过程中起控制产品质量的作用，因此执行器的工作性能决定了自动化系统的工作水平。就执行机构这三种驱动方式，综合来说，气动执行机构最适宜应用在普通工作场合，它的精确度不高却足以满足日常控制需要，防火防爆场合也多使用气动执行机构，因此在发电、化工、石油等对安全性要求较高的生产行业有着比较普遍的应用。电动执行器输出推力比较大，控制精确度很高，结构相对紧凑，性价比较高，因此在很多场所得到大量使用。但由于电动执行器的运行速度慢、且安全防爆性能不高，因此不能彻底替代

另两种执行器。液动执行器多为机电一体化结构，执行器的执行机构与调节机构为统一整体。液动执行器的特点是推力大、防爆性能好，但缺点是体积大、重量高，因此应用范围只局限在一些大型工作场合，例如三峡的船闸就是使用液动执行器。

执行机构选型及方法

执行机构的比较与选型 执行机构分类 执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用并在某种控制信号作用下工作。其基本类型有部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式。执行机构的驱动方式主要是气动、电动、液压这三种，液动执行机构也有搭配电动、液压驱动方式，但是其本质和液压没有太大区别。三种驱动方式为执行机构带来的特性不同，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。 各类执行机构工作原理 气动执行机构 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，是以压缩气体作为能源，可分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作时弹簧复位。其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点， 气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。动作原理如下：信号压力，通常为0.2－1.0bar 或0.4-2bar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移动。与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围为执行机构的行程

温州瑞基电动执行器选型样本 RJ智能型选型安装使用说明

-- 一、概述 角行程电动执行机构作为自控系统中一种重要的现场控制设备，采用直联式结构，能很方便地与旋转型阀门（诸如蝶阀、球阀、旋塞阀）及风门挡板等配套，其输出角位移为0∽110°或其它转角,可广泛用于电站、冶金、石油、化工、水利、机械、轻工、消防和环保等工业部门。RJ系列电动执行机构设计简洁、结构紧凑，全系列涵盖13个品种规格，能在输出扭矩60N.m∽2500 N.m范围内提供最合理的解决方案。 本系列电动执行机构为智能型可根据用户要求，增加选件即附加各种功能配置，满足各种工业过程控制的要求。经磷化、涂层处理的标准型外壳及箱体可适应腐蚀性的工作环境，以选件形式提供的、具有防爆耐压结构的隔爆型产品则可适用于IIA、IIB级T1-T4级爆炸性混合物的1、2区场所等危险作业环境。 二、产品特点 ◆液晶显示 液晶屏幕以数字实时显示阀门的开度大小，并根据工作情况实时显示报警信息；．．．．．．高亮度LED发光管指示阀门的开、关极限位置。 ◆控制方式 远程开关量信号可控（可选远程4∽20mA电流信号控制），就地操作旋钮可现场．．．．．．．．调控阀门的位置。．．◆状态指示 以继电器触点输出来指示阀门的开关限位及故障报警（可选4∽20mA电流信号输出反映阀门开度）。 ◆免开盖调试 工作参数设置、开关限位调试均可通过操作旋钮完成，不需要打开电气罩，使得．．．．环境中的灰尘、潮气等有害物质不能进入执行机构的内部，极大的提高了电气控制部分的可靠性。 ◆高智能化 具有人机对话功能，电气控制部分采用全新的SOC芯片控制，智能化程度高。．．．．．．．◆防护性 铝合金外壳及箱体经表面磷化处理后具有很强的防腐能力，静配合处配有O型圈、动配合处配有骨架油封的箱体达到IP68的防护等级，可选择的防爆型箱体可适合于IIA、IIB级T1-T4级爆炸性混合物的1、2区场所等危险作业环境工作。 ◆高效低噪音 精密蜗轮蜗杆减速机构，间隙小、效率高、噪音低（最高50分贝）、寿命长。 ◆自锁性 蜗轮与蜗杆的自锁性防止了执行机构在断电或断信号的情况下的反转现象。 ◆离合器自动复位 具有独特的机械式手/自动切换机构，手动操作通过扳动离合器分离手柄后实现，电机一旦接受电信号启动，离合器能自动复位并使执行机构恢复到自动状态。 ◆操作手轮 手轮的尺寸设计保证了手动操作时的安全、省力。 ◆电机特性 根据电源要求而配置的单相或三相全封闭鼠笼式感应电机，启动力矩大、转动惯量小。 1 --

电动执行器的选型

苏州博睿测控设备有限公司 培训教程之 智能型电动执行器选型

电动执行器与工况的关系 ? 电动执行器是过程控制中非常重要的现场控制设备。? 随着现代工业自动化要求的不断提高，电动执行器（尤其是智能型电动执行器）广泛进入了各个行业和领域。?电动执行器可输出不同行程的转角和直线位移，控制阀门、风门等设备，对管线内流体的流量、压力等过程参数进行控制。 ?不夸张地说，现代工业现场中有管线的地方就有电动执行器的身影。? 因此，工业现场过程控制需要电动执行器，电动执行器的选型也必须从现场工况出发！电动执行器选型的基础信息必须从实际工况中获得！只有这样，产品才能最好的为工业现场服务！

电动执行器选型的基础信息 ?工况配置的是什么形式的阀门？ ?工况配置的阀门所需转矩或推力是多少？ ?工况配置的阀门与电动执行器采用何种方式连接，连 接尺寸是多少？ ?工况要求阀门全行程（从开到关）动作所需的时间是 多少？ ?工况能够提供什么标准的动力电源？ ?工况要求电动执行器达到什么样的防护标准？ ?工况要求电动执行器采用什么方式控制？有哪些控制 和保护的要求？ ?工况或用户的其它要求？

电动执行器选型的基础信息 工况配置的是什么形式的阀门？ 闸阀、截止阀等由阀杆带动启闭件沿阀座密封面做升降运动的阀门一般采用多回转输出的推力型电动执行器。球阀、蝶阀等启闭件绕垂直于通路的固定轴旋转的阀门一般选用部分回转输出的转矩型电动执行器。 阀门的形式决定电动执行器输出的形式 调节阀等靠垂直推拉阀 杆改变流体通道面积， 以改变流体流量的阀门 一般用直行程输出的频 繁调节型电动执行器。

电动执行器选型

温州合力自动化仪表有限公司 培训教程之 智能型电动执行器选型 电动执行器与工况的关系 电动执行器是过程控制中非常重要的现场控制设备。 随着现代工业自动化要求的不断提高，电动执行器（尤其是智能型电动执行器）广泛进入了各个行业和领域。 电动执行器可输出不同行程的转角和直线位移，控制阀门、风门等设备，对管线内流体的流量、压力等过程参数进行控制。 不夸张地说，现代工业现场中有管线的地方就有电动执行器的身影。 因此，工业现场过程控制需要电动执行器，电动执行器的选型也必须从现场工况出发！电动执行器选型的基础信息必须从实际工况中获得！ 只有这样，产品才能最好的为工业现场服务！ 电动执行器选型的基础信息 一.工况配置的阀门所需转矩或推力是多少？ 二.工况配置的阀门与电动执行器采用何种方式连接，连接尺寸是多少？ 三.工况要求阀门全行程（从开到关）动作所需的时间是多少？ 四.工况能够提供什么标准的动力电源？ 五.工况要求电动执行器达到什么样的防护标准？ 六.工况要求电动执行器采用什么方式控制？有哪些控制和保护的要求？ 七.工况或用户的其它要求？

一．工况配置的是什么形式的阀门？ （一）阀门的形式决定电动执行器输出的形式 1.闸阀、截止阀等由阀杆带动启闭件沿阀座密封面做升降运动的阀门一般采用多回转输出的推力型电动执行器。 2.球阀、蝶阀等启闭件绕垂直于通路的固定轴旋转的阀门一般选用部分回转输出的转矩型电动执行器。 3.调节阀等靠垂直推拉阀杆改变流体通道面积，以改变流体流量的阀门一般用直

行程输出的频繁调节型电动执行器。 （二）阀门的形式决定电动执行器输出的形式 1.闸阀、截止阀等启闭件由阀杆带动沿阀座密封面做升降运动的阀门一般采用多回转输出的电动执行器。 2.一般多回转和部分回转电动执行器输出转矩都不大于几千N.m。

电动执行机构的选型

电动执行器又称阀门电动装置，它是在不同行业领域的称谓，在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置，在仪表行业称之为电动执行器，但现在业内已没有很明确的区分，本文所涉及到的关于称谓问题将统一称之为电动执行器。 阀门在工业管路控制中是经常使用的重要设备，电动阀门随着工业自动化的发展，因其动力源容易取得，且一般情况下无需维护的优点，比起气动、液动等不同驱动方式的设备使用更为普遍。在工业场合电动阀门必需具有更高的可靠性和安全性，当阀门能保证性能和寿命的情况下，电动阀门的安全性与可靠性取决于电动执行器，因此电动执行器的性能、控制水平是电动阀门整机技术水平的综合表现。所以在电动执行器选型时除必需考虑的一些基本要素外，对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现最大化。 电动执行器的类型很多，不同类型和功能的电动执行器与阀门配套后都可称之为电动阀门，但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数忽略或没有明确电动执行器的相关要求，这样不仅使电动阀门发挥不出最佳的性能，而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦，甚至给生产造成严重的后果。 本文将针对电动执行器选型考虑的要点进行说明，并对目前智能电动执行器的相关功能做简单介绍，它将是当今乃至将来工业自动化控制发展所需的主流产品。 （一）电动执行器选型考虑要点 一、根据阀门类型选择电动执行器 阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。 1．角行程电动执行器（转角<360度） 电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。 a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。 b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。 此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。 2．多回转电动执行器（转角>360度） 电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。 此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。 3．直行程（直线运动）

控制阀执行机构的选用

控制阀执行机构的选用 任何一种控制阀执行机构都是一种利用能源去驱动阀门的装置。这种装置可能是人力操作的齿轮组，用它去开关阀门，或者是一种具备复杂控制和测量装置的智能电子部件，用它可实现阀门的连续调节。随着微电子技术的发展，执行机构变得更加复杂。早期的执行机构只不过是带有位置感应开关的马达齿轮传动装置。如今的执行机构已经具备了更多先进的功能，它们不仅可以打开或关闭阀门而且可以检测阀门与执行机构的工作状态为预测性维护提供各种数据。 执行机构是什么？对于执行机构最广泛的定义是：一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。 执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。 因为越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在一些危险性的场合，自动化的执行机构装置能减少人员的伤害。某些特殊阀门要求在特殊情况下紧急打开或关闭，阀门执行机构能阻止危险进一步扩散同时将工厂损失减至最少。对一些高压大口径的阀门，所需的执行机构输出力矩非常大，这时所需执行机构必须提高机械效率并使用高输出的电机，这样平稳的操作大口径阀门。 阀门与自动化 为了成功的实现过程自动化，最重要的是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类，阀芯的类型以及阀内件和阀门的结构和材料。 阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求即执行机构的选择。可以简单的按两种基本的阀门操作类型来考虑执行机构。 1.旋转式阀门（单回转阀门） 这类阀门包括：旋塞阀、球阀、蝶阀以及风门或挡板。这类阀门需要已要求的力矩进行90度旋转操作的执行机构 2.多回转阀门 这类阀门可以是非旋转提升式阀杆或旋转非提升式杆，或者说是他们需要多转操作去驱动阀门到开或关的位置。这类阀门包括：直通阀（截止阀）、闸阀、刀闸阀等。作为一种选择，直线输出的气动或液动气缸或薄膜执行机构也开来驱动上述阀门。目前共有四种类型的执行机构，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。 1.电动多回转式执行机构 电力驱动的多回转式执行机构是最常用、最可靠的执行机构类型之一。使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆最后驱动阀杆螺母，阀杆螺母使阀杆产生运动使阀门打开或关闭。 多回转式电动执行机构可以快速驱动大尺寸阀门。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构可在电源故障时手动操作阀门。 这种类型执行机构的主要优点是所有部件都安装在一个壳体内，在这个防水、防尘、防爆的外壳内集成了所有基本及先进的功能。主要缺点是，当电源故障时，阀门只能保持在原位，只有使用备用电源系统，阀门才能实现故障安全位置（故障开或故障关） 2.电动单回转式执行机构 这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构最终输出的是1/4转记90度的运动。

机构的选型和组合应用要点

第八章机构的选型和组合应用 基本要求: 1. 了解机构选型的基本知识； 2. 了解运动循环图和组合机构应用的基本概念； 3. 了解机构的组合方式和所得相应组合机构的类型、分析及设计方法 4. 了解组合机构分析和设计的基本思路。 教学内容: 1 研究机构选型和组合应用的目的和内容 2 机构的组合方式和相应组合机构的分析与设计 3 机构的选型 4 机器执行机构的协调设计和运动循环图 重点难点: 本章重点是机器执行机构的协调设计和运动循环图。机构的组合是发展新机构的重要途径之一。学习的难点在于掌握机构组合的方式和特点，以及组合机构的基本原理和设计思路，以便在进行机械系统方案设计时，能够根据机械工艺动作的不同特点，选择不同类型的组合机构或利用适当的组合方式创造新机构。

§8－1 研究机构选型和组合应用的目的和内容 一、研究的目的 由于生产对各种机器的要求千变万化，工作原理各殊，因而其工艺过程所需的动作往往不只一个，不是单独一个机构所能实现的，而必须应用几个机构适当组合起来才能完成。 由于能够变化转速大小的传动机构和能够转换输入件与输出件所需运动型式的执行机构往往有很多种，他们各有优缺点，故应当按照实际情况选用其中最好的一种。 因此，设计机器时，便会遇到机构的选型和组合应用问题。 二、机构选型和组合应用的内容 机器整机设计的内容和步骤是： 1.根据生产任务拟定机器的工作原理，再进行工艺动作分析，定出其运动方案，从而 便确定了所需的执行构件的数目和运动。 2.合理选择能够实现各执行构件所需运动的机构。 3.根据工艺过程各个动作的要求，编制机器的运动循环图来确定各执行构件动作的协 调关系。及结构设计计算，绘制装配图和零件工作图。 4.进行整体布置，完成各个机构的运动设计和动力设计，绘制组合起来的机构系统的 运动简图。 5.进行零、部件的动力计算、强度设计

气动执行器的选型

气动执行器的选型 气动执行器的选型 气动执行机构的操作要求有两个外部影响因素：一是信号，二是动力源。 信号通常是120/240 VAC或12/24VDC的离散电压，可以为电磁阀供电。如果使用定位器控制执行机构的旋转，信号通常是模拟（4~20 mA）或数字信号。电磁阀或数字定位器控制着执行机构汽缸的供气和排气，交替控制阀门的位置。电磁阀用来完成阀的开、关位置的转换。定位器也有同样的功能，但主要用于调节控制功能，并能支持更先进的应用，如安全仪表系统中的部分行程测试。随着数字式定位器成本的日益降低，其应用在持续增长。气动执行机构的常用动力源是约为60~100 psig的压缩空气。 每一种气动执行器在切断气源后都会有一个故障位置。双作用执行器故障断气时（通气开、通气关），阀门会停在最后的位置处。但如果管道流体压力产生的动力矩大于阀门的摩擦力矩时，就会出现阀门旋转。弹簧复位式执行机构在阀断气时阀门会恢复至初始位置。这样的设计通常被选用于有故障安全要求的关键场合。 一旦阀门的扭矩要求确定后，即可正确地进行执行机构的选型。在选型前，确切的信息是必须的。客户应提供执行机构的最低供气压力和动作模式（如：双动式或弹簧复位式）。如执行机构要求弹簧复位式，故障模式（即：故障关或故障开）也必须加以确定。请遵循以下指导方针： 双动用操作：所选择的执行机构在最小供气压力时的输出扭矩应大于计算所得的阀门扭矩。弹簧复位操作，故障关：所选择的执行机构在最小供气压力情况下弹簧行程末端时的输出扭矩应大于关闭阀门所需要的扭矩。 弹簧复位操作，故障开：所选择的执行机构在最小供气压力情况下气动行程末端时的扭矩输出应大于打开阀门所需要的扭矩。

阀门的执行机构和选用方法

阀门的执行机构以及选用 【摘要】一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作，这是对于执行机构最广泛的定义。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用，基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。因为越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在本文就阀门的执行机构及其选用做简单的介绍。 【关键词】阀门；执行机构；自动化；选用 前言：随着微电子技术的发展，执行机构变得更加复杂，早期的执行机构只不过是带有位置感应开关的马达齿轮传动装置。如今的执行机构已经具备了更多先进的功能，它们不仅可以打开或关闭阀门而且可以检测阀门与执行机构的工作状态为预测性维护提供各种数据。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置等。任何一种控制阀执行机构都是一种利用能源去驱动阀门的装置。这种装置可能是人力操作的齿轮组，用它去开关阀门，

或者是一种具备复杂控制和测量装置的智能电子部件，用它可实现阀门的连续调节。 一、阀门的执行机构介绍 为了成功的实现过程自动化，最重要的是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类，阀芯的类型以及阀内件和阀门的结构和材料。阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。 1、首先一种是电动单回转式的执行机构，它与电动多回转执行机构类似但是存在最终输出的是1/4转即90度的运动的差别，这种单回转式执行机构相对来说比较紧凑，甚至可以安装到小尺寸的阀门上，且在运行过程中所需要的电源较小，可以利用电池来实现故障安全操作。同时，新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，使用非侵入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能等。 2、在阀门的执行机构中，最常用、最可靠的执行机构类型便是电力驱动的多回转式执行机构。这种执行机构运用原理是使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆最后驱动阀杆螺母，利用阀杆螺母的转动使阀杆产生运动，最终控制阀门打开或关闭的效果。在运用过程中为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，

如何选择合适的电动执行机构

如何选择合适的电动执行机构 一、对电动执行机构的叫法做的说明 电动执行机构在市场上的叫法很多，很容易让人混淆，其实这是根据行业分类而来的。在阀门行业分类中，电动执行机构称为阀门电动装置，简称电动装置，而阀门行业内的从业人员更将其简称为电装。在仪器仪表行业分类中，属于执行器的一种，所以称为电动执行器或电动执行机构。 二、电动执行机构的定义 百度百科对其广泛的定义为：一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。 在阀门行业内这个表述更加具体一些：阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。 通过对上面定义的了解，我们知道电动执行机构在现实生活中的应用十分广泛，比如：电力、冶金、石油、化工、造纸、污水处理等行业。通过电力驱动阀门及其类似设备，从而完成人力所不能及的任务，比如：力矩要求过大或者阀门所处环境恶劣。 三、如何选择合适的电动执行机构 那怎么样才能选择一款合适的电动装置呢？从我们电动装置销售这个角度也可以说成我们需要哪些参数来确定客户需要哪种电动执行器呢？下面进行详细解释： 当然最简单的是，客户直接提供电动执行机构的型号，是最容易确定的，但这里有一个问题，市场上电动执行机构的型号很多，从而也为产品之间的对比造成一些麻烦。 如果没有电动执行机构的型号，那就要采取下面的步骤: 第一、确定电动装置的种类 电动执行器总体上分为四类：多回转电动装置，部分回转电动装置，直行程电动执行器，角行程电动执行器。这是根据电动执行器的运转方式而区分的。因为阀门或类似设备的运转方式决定着电动执行器运转方式。 比如闸阀、截止阀等需要转多圈才能实现阀门的开启或关闭，所以它们是多回转类的阀门，配此类阀门就需要多回转电动装置。

执行机构的选型和设计

常用机构的型式及工作特点 机构名称基本功能应用特点 连杆机构曲柄摇杆机构 等速转动—— 非等速摇摆 汽车雨刮器、缝纫机 常为曲柄主 动，连杆可实 现复杂轨迹， 摇杆有急回特 性。 双曲柄机构 等速转动—— 非等速转动 火车轮 将曲柄摇杆中 的曲柄固定， 即演化为双曲 柄机构，可实 现从动连架杆 的整周回转。双摇杆机构汽车转向机构 曲柄滑块机构 等速转动—— 非等速往复直 线运动 自卸汽车卸料机构 将曲柄摇杆机 构中摇杆长度 延长至无穷大 时，即演化为 曲柄滑块机 构，滑块作直 线往复运动， 当滑块偏置 时，机构有急 回特性。 导杆机构 等速运动—— 非等速摆动 压水井 一般曲柄主 动，导杆摆动 且有急回特 性。 摇块机构 等速运动—— 非等速摆动 汽车卸料机构 一般曲柄主 动，摇块摆动 且有急回特 性。 凸轮 机构移动尖顶推杆凸 轮机构 等速转动—— 往复直线运动 凸轮等速转 动，尖顶从动 杆件按凸轮给 定运动规律作 往复运动，尖 顶处摩擦大。

摆动滚子摆杆凸 轮机构等速转动—— 往复摆动 凸轮等速转 动，滚子从动 杆件按凸轮给 定运动规律摆 动，滚子的存 在使从动件受 力状况好转。 间歇运动机构棘轮机构单向间歇转动 通过棘轮棘 爪，实现单向 回转运动的传 递。 槽轮机构双向间歇运动 主动轮等速转 动，从动槽轮 间歇运动。 齿轮机构 齿轮机构 两轴间等速转 动 两轮齿数不同 时，可实现增 减速转动的传 递，传动平稳， 速比恒定。 齿轮齿条机构 齿轮转动—— 齿条平动 齿条相当于将 一齿轮直径延 展至无限大， 实现传动—— 平动转换，传 动平稳，速比 恒定。 螺旋 机构双螺旋机构 转动——双向 平动——单向 平动 压榨机 转动螺旋手 柄，螺杆上螺 母实现双向平 动，通过连杆 能实现换向平 动，可用于压 榨机等。 组合机构凸轮连杆组合机 构 实现复杂运动 轨迹 利用凸轮连杆 组合机构，控 制连杆，实现 复杂运动轨 迹。 凸轮齿轮组合机 构 实现复杂运动 轨迹 利用凸轮连杆 组合机构，控 制齿轮上某 点，实现复杂 运动规律。

执行器选型方法

一、电动执行机构产品的选用 电动执行机构，又名电动执行器，电动头。在管道工程中，当所选阀门确定之后，选配电动执行机构是确保电动阀门安全正常工作的保证条件之一。如果电动执行机构选择不当，不仅会影响使用，而且还会带来严重的不良后果和经济损失。通常可从下述几个方面来考虑选配电动执行机构： ●工作环境 DCL系列电动执行机构适用于下列比较典型的工作环境。 a、户外露天安装，有风、砂、雨、雪、霜、阳光、昼夜温差大、粉尘等环境。当然，户内安装使用则更能适用。 b、湿热带、干热带地区环境。环境温度-30℃～60℃。 c、盐雾、霉菌、潮湿的工作环境，如船坞码头、远洋或内河船舶等。 d、含有腐蚀性气体的工作环境，如化工厂等。 e、具有剧烈振动的场合，如蒸汽管道、船舶等。 ●控制要求 DCL系列电动执行机构提供了八种比较典型的控制回路（详见产品中心），可根据管道工程系统的需要选取合适的控制回路。如有特殊需要，需在订货时特殊说明。 ●输出力矩 因阀门种类繁多，即使同种规格型号的阀门，由于生产厂家制造水平、结构形式、材质选取等的不同，其扭矩值各有不同。所以当阀门选定后，应与制造厂家确认阀门开启、关闭的最大力矩值。

在实际使用当中，往往因为系统的压力波动、介质类型、现场环境、工作特性等因素，导致阀门开启或关闭扭矩有很大变化。为确保执行机构稳定可靠工作，必须在选型上留有适当余量。建议在选型时留有1.1-1.3倍的余量系数，即：余量系数=执行机构输出扭矩/阀门带压测试扭矩>1.1-1.3倍。 注：电动执行机构的输出力矩有两个： 启动力矩：根据JB/T8219标准要求，启动力矩为电动执行机构在-15％额定电压下静态启动的力矩值。通常将启动力矩作为执行机构的铭牌力矩，以确保执行机构在极限情况下能顺利驱动阀门。 最大力矩：是指执行机构在额定电压下动态工作被堵转时所能产生的最大力矩值。最大力矩实际上反映的是执行机构在工作过程中的短时过载能力。 DCL系列电动执行机构的铭牌力矩即为-15％额定电压下的静态启动力矩值，最大力矩为启动力矩的1.3～1.8倍。 电动执行器选型考虑要点 一、根据阀门类型选择电动执行器 阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。 1．角行程电动执行器（转角<360度） 电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。

气动执行器型号选择

型号选择 选用AW气动执行器时，先确定阀门启、闭时的扭矩，再根据阀门使用的流体介质，增加安全值。对清洁、润滑介质增加20%安全值；对水蒸汽或非润滑的介质增加25%安全值；非润滑的干气介质增加60%安全值；非润滑的用气体输送的颗粒粒粉料介质增加100%安全值。然后根据气源工作压力，查找双作用或单作用式扭矩表，可等到准确的执行器型号。单作用式输出扭矩表中，最小弹簧扭矩即为关闭阀门时的扭矩，最大弹簧扭矩即为打开阀门时的扭矩。 执行器及附件的功能和用途 1、双作用执行器：对阀门开启和关闭的两位式控制。 2、单作用执行器（弹簧复位）：在电路、气路切断或有故障时，自动关闭阀门。 3、双电控电磁阀：一个线圈得电时阀门打开，另一个线圈得电时阀门关闭，有记忆功能（可提供防爆型）。 4、单电控电磁阀：供电时阀门打开或关闭，断电时阀门关闭或打开（可提供防爆型）。 5、限位开关回讯器：远距离传送阀门开或关位置的信号（可提供防爆型）。 6、电气定位器：根据电流信号（4-20mA）的大小对阀门的介质流量调节控制（可提供防爆型）。 7、气动定位器：根据气压信号（标准0.02-0.1MPa）的大小对阀门的介质流量调节控制。 8、电气转换器：将电流信号转换万气压信号，与气动定位器配套使用（可提供防爆型）。 9、气源处理三联件：包括空气减压阀、过滤器、油雾器，对气源稳压、清洁、运动部件起润滑作用。

10、手操机构：自动控制在不正常情况下可以手动操作阀门的启闭。 气动阀门：借助压缩空气驱动的阀门。 气动阀采购时只明确规格、类别、工压就满足采购要求的作法，在当前市场经济环境里是不完善的。因为气动阀制造厂家为了产品的竞争，各自均在气动阀统一设计的构思下，进行不同的创新，形成了各自的企业标准及产品个性。因此在气动阀采购时较详尽的提出技术要求，与厂家协调取得共识，作为气动阀采购合同的附件是十分必要的。本类阀门在管道中一般应当水平安装。 1.通用要求 1.1气动阀规格及类别，应符合管道设计文件的要求。 1.2气动阀的型号应注明依据的国标编号要求。若是企业标准，应注明型号的相关说明。 1.3气动阀工作压力，要求≥管道的工作压力，在不影响价格的前提下，阀门可承受的工压应大于管道实际的工压；气动阀关闭状况下的任何一侧应能承受1.1倍阀门工压值而不渗漏；阀门开启状况下，阀体应能承受二倍阀门工压的要求。 1.4气动阀制造标准，应说明依据的国标编号，若是企业标准，采购合同上应附企业文件。 2.气动阀门标质 2.1阀体材质，应以球墨铸铁为主，并注明牌号及铸铁实际的物理化学检测数据。 2.2阀杆材质，力求不锈钢阀杆(2CR13)，大口径阀门也应是不锈钢嵌包的阀杆。 2.3螺母材质，采用铸铝黄铜或铸铝青铜，且硬度与强度均大于阀杆。 2.4阀杆衬套材质，其硬度与强度均应不大于阀杆，且在水浸泡状况下与阀杆、阀体不形成电化学腐蚀。 2.5密封面的材质 ①气动阀门类别不一，密封方式及材质要求不一； ②普通楔式闸阀，铜环的材质、固定方式、研磨方式均应说明； ③软密封闸阀，阀板衬胶材料的物理化学及卫生检测数据； ④蝶阀应标明阀体上密封面材质及蝶板上密封面材质；它们的物理化学检测数据，特别是橡胶的卫生要求、抗老化性能、耐磨性能；通常采用丁腈橡胶及三元乙丙橡胶等，严禁掺用再生胶。 2.6阀轴填料 ①由于管网中的气动阀，通常是启闭不频繁的，要求填料在数年内不活动，填料亦不老化，长期保持密封效果； ②阀轴填料亦应在承受频繁启闭时，密封效果的良好性； ③鉴于上述要求，阀轴填料力求终身不换或十多年不更换； ④填料若需更换，气动阀设计应考虑能有水压的状况下更换的措施。 3.变速传动箱 3.1箱体材质及内外防腐要求与阀体原则一致。 3.2箱体应有密封措施，箱体组装后能承受3米水柱状况的浸泡。 3.3箱体上的启闭限位装置，其调节螺帽应在箱体内或设在箱外，但需专用工具才可作业。 3.4传动结构设计合理，启闭时只能带动阀轴旋转，不使其上下窜动，传动部件咬合适度，不产生带负荷启闭时分离打滑。

执行机构选型及方法

执行机构选型及方法 Prepared on 24 November 2020

执行机构的比较与选型 执行机构分类 执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用并在某种控制信号作用下工作。其基本类型有部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式。执行机构的驱动方式主要是气动、电动、液压这三种，液动执行机构也有搭配电动、液压驱动方式，但是其本质和液压没有太大区别。三种驱动方式为执行机构带来的特性不同，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。 各类执行机构工作原理 气动执行机构 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，是以压缩气体作为能源，可分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作时弹簧复位。其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点， 气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。动作原理如下：信号压力，通常为－或，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移动。与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围为执行机构的行程 电动执行机构 电动执行机构是电动单元组合式仪表中的执行单元。它是以单相、三相交流或直流电源为动力，接受统一的标准直流信号，通过控制单元驱动电机旋转，带动减速机构运动，从而输出相应的转角位移，操纵风门、挡板等调节机构，可配用各种电动操作器完成调节系统“手动—自动”的无扰动切换，及对被调对象的远方手动操作，电动执行机构还设有电气限位和机械限位双重保护来完成自动调节的任务。

西门子阀门与执行器匹配选型

一: 西门子执行器关断力： 电动执行器SQX系列-------------------- 700 N SQS81系列-------------------- 300 N SQS35，SQS65系列------------------------- 400 N 液压执行器SKD系列-------------------- 1000 N SKB系列-------------------- 2800 N SKC系列-------------------- 2800 N 二阀门与执行器配合选型： VVG41&VXG41系列阀门（DN15—DN50）在等于和小于DN50可选用SQX系列执行器。 VVG44&VXG44系列阀门（DN15—DN40）在等于和小于DN50可选用SQS系列执行器。 VVF31&VXF31系列阀门在等于和小于DN80可选用SQX系列，SKD系列，SKB系列执 行器，在大于DN80（即DN100—DN150）可选用SKC系列执行器。 VVF41&VXF41 系列阀门在等于和小于DN50可选用SQX系列，SKD系列，SKB系列执 行器，在大于DN50（即DN65—DN150）可选用SKC系列执行器。 VVF45.50选用SKB系列执行器，在大于DN50（即DN65—DN150）可选用SKC系列执行 器。 VVF52系列阀门（DN15—DN40）可选用SQX系列，SKD系列，SKB系列执行器。 VVF61&VXF61 系列阀门在等于和小于DN25可选用SKD系列，DN40和DN50选用SKB 系列执行器，等于和大于DN50（即DN65—DN150）可选用SKC 系列执行器。 备注：在关断力对比中由弱到强分别是SQS----SQX----SKD----SKB----SKC，因此在可以选 多种型号执行器时，作保守一点稍微选高一点，在临界阀门口径上 尤其是这样。并且随着管道压力增高，蒸汽压力增高，蒸汽温度升 高，执行器要选得保守一点，选高关断力的。

机构的选型和组合应用

机构的选型和组合应用

第八章机构的选型和组合应用 基本要求: 1. 了解机构选型的基本知识； 2. 了解运动循环图和组合机构应用的基本概念； 3. 了解机构的组合方式和所得相应组合机构的类型、分析及设计方法 4. 了解组合机构分析和设计的基本思路。教学内容: 1 研究机构选型和组合应用的目的和内容 2 机构的组合方式和相应组合机构的分析与设计 3 机构的选型 4 机器执行机构的协调设计和运动循环图重点难点: 本章重点是机器执行机构的协调设计和运动循环图。机构的组合是发展新机构的重要途径之一。学习的难点在于掌握机构组合的方式和特点，以及组合机构的基本原理和设计思路，以便在进行机械系统方案设计时，能够根据机械工艺动作的不同特点，选择不同类型的组合机构或利

用适当的组合方式创造新机构。 §8－1 研究机构选型和组合应用的目的和内容 一、研究的目的 由于生产对各种机器的要求千变万化，工作原理各殊，因而其工艺过程所需的动作往往不只一个，不是单独一个机构所能实现的，而必须应用几个机构适当组合起来才能完成。 由于能够变化转速大小的传动机构和能够转换输入件与输出件所需运动型式的执行机构往往有很多种，他们各有优缺点，故应当按照实

际情况选用其中最好的一种。 因此，设计机器时，便会遇到机构的选型和组合应用问题。 二、机构选型和组合应用的内容 机器整机设计的内容和步骤是： 1.根据生产任务拟定机器的工作原理，再进行 工艺动作分析，定出其运动方案，从而便确定了所需的执行构件的数目和运动。 2.合理选择能够实现各执行构件所需运动的 机构。 3.根据工艺过程各个动作的要求，编制机器的 运动循环图来确定各执行构件动作的协调关系。及结构设计计算，绘制装配图和零件工作图。 4.进行整体布置，完成各个机构的运动设计和 动力设计，绘制组合起来的机构系统的运动简图。 5.进行零、部件的动力计算、强度设计

电动阀门执行器的选型分析

电动阀门执行器的选型分析 阀门电动执行器又称电动执行器，在流体控制行业阀门电动执行器有着重要的作用,阀门电动执行器是现代工业自动化重要的部分.专业术语称之为电动执行机构,在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置，在仪表行业称之为电动执行器，但现在业内已没有很明确的区分,统一称之为电动执行器。 阀门在工业管路控制中的重要设备，电动阀门随着工业自动化的发展，因其动力源容易取得，且一般情况下无需维护的优点，比起气动、液动等不同驱动方式的设备使用更为普遍。在工业场合电动阀门必需具有更高的可靠性和安全性，当阀门能保证性能和寿命的情况下，电动阀门的安全性与可靠性取决于电动执行器，因此电动执行器的性能、控制水平是电动阀门整机技术水平的综合表现。所以在电动执行器选型时除必需考虑的一些基本要素外，对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现最大化。 电动执行器的类型很多，不同类型和功能的电动执行器与阀门配套后都可称之为电动阀门，但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数忽略或没有明确电动执行器的相关要求，这样不仅使电动阀门发挥不出最佳的性能，而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦，甚至给生产造成严重的后果。 针对电动执行器选型考虑的要点进行说明，并对目前智能电动执行器的相关功能做简单介绍，它将是当今乃至将来工业自动化控制发展所需的主流产品。 电动执行器选型考虑要点 一、根据阀门类型选择电动执行器 阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。 1． 角行程电动执行器（转角<360度）

执行机构选型及方法

精心整理执行机构的比较与选型 执行机构分类 执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用并在某种控制信 矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点， 气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。动作原理如下：信号压力，通常为0.2－

1.0bar或0.4-2bar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移 动。与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围 性能特点及优缺点 执行机构的驱动方式不外乎是气动、电动、液动这三种。这三种方式驱动的执行机构，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。 气动执行机构

执行机构的三种驱动方式中，应用最广的是气动执行机构，这是因为气动执行机构的门槛最低。它的性价比好、使用简单方便、易于维护，对人员技术要求相对较低。另外，气动执行机构的最具防火、防爆优势，安全性最高。适合应用于石化、石油、油品加工等行业。 气压传动的优点 1 2 3 4 5 6 1 比。这是源于气动执行机构的压缩气体驱动方式，气体的易压缩性，使得气动执行机构缺乏足够的抗偏移性能，因此在控制精度方面缺少竞争力。 2、由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。但采用气液联动装置 会得到较满意的效果。

各种执行机构选型及其在磨煤机中的应用 张永亮

各种执行机构选型及其在磨煤机中的应用张永亮 发表时间：2019-10-16T15:34:09.910Z 来源：《电力设备》2019年第9期作者：张永亮 [导读] 摘要：这些年，随着我国工业不断向前发展，自动化控制被越来越多的工厂所采用，水平也越来越高，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求控制系统与阀门机械运动之间有一个简单而友好的界面，执行机构的出现正好满足这个基本要求。 北京电力设备总厂有限公司北京 102401 摘要：这些年，随着我国工业不断向前发展，自动化控制被越来越多的工厂所采用，水平也越来越高，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求控制系统与阀门机械运动之间有一个简单而友好的界面，执行机构的出现正好满足这个基本要求。任何一种阀门的执行机构都是一种利用能源去驱动阀门的装置。如今的执行机构已经具备了更多先进的功能，它们不仅可以打开或关闭阀门而且可以检测阀门与执行机构的工作状态为预测性维护提供各种数据。 关键词：执行机构；阀门；电动；气动；液动；磨煤机 一、执行机构的基本定义 对于执行机构最广泛的定义是：一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。尽管大部分执行机构基本应用都是开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电机保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。 对一些高压大口径的阀门，所需的执行机构输出力矩非常大，这时所需执行机构必须提高机械效率并使用高输出的电机，这样才能平稳的操作大口径阀门。 二、阀门及执行机构的分类 为了成功的实现过程自动化，最重要的就是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类、阀芯的类型以及阀内件、阀门的结构和材料。阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求即执行机构的选择。可以简单的按两种基本的阀门操作类型来考虑执行机构。 1.旋转式阀门（单回转阀门），这类阀门包括：旋塞阀、球阀、蝶阀以及风门或挡板。这类阀门需要已要求的力矩进行90度旋转操作的执行机构 2.多回转阀门，这类阀门可以是非旋转提升式阀杆或旋转非提升式阀杆，或者说是他们需要多转操作去驱动阀门到开或关的位置。这类阀门包括：直通阀（截止阀）、闸阀等。 根据阀门和驱动能源的不同，目前所用基本上共有四种类型的执行机构，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。 1.电动多回转式执行机构 电力驱动的多回转式执行机构是最常用、最可靠的执行机构类型之一。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关在开关到位情况下会自动切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构则可以在电源故障时手动操作阀门。 这种类型执行机构的主要优点是所有部件都安装在一个壳体内，在这个防水、防尘、防爆的外壳内集成了所有基本及先进的功能。主要缺点是，当电源故障时，阀门只能保持在原位，只有使用备用电源系统，阀门才能实现故障安全位置（故障开或故障关）。 2.电动单回转式执行机构 这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构最终输出的是1/4转即90度的运动。单回转执行机构结构紧凑可以安装到小尺寸阀门上，通常输出力矩较小，一般可达800牛米，现在通过加装减速机也能实现较大力矩的输出。 3.流体驱动多回转式或直线输出执行机构 这种类型执行机构经常用于操作直通阀（截止阀）和闸阀，它们使用气动或液动操作方式。结构简单，工作可靠，很容易实现故障安全操作模式。 通常情况下人们使用电动多回转执行机构来驱动闸阀和截止阀，只有在无电源时才考虑使用液动或气动执行机构。 4.流体驱动单回转式执行机构 气动、液动单回转执行机构非常通用，它们不需要电源提供动力并且结构简单，性能可靠。它们应用的领域非常广泛，通常输出从几牛米到几万牛米。气动执行机构一般需要安装电磁阀、定位器或位置开关等附件来实现对阀门的控制和监测。 三、执行机构选择要素 选择一台合适的阀门执行机构类型和规格时必须考虑下列要素： 1.驱动能源 最常用的驱动能源是电源或流体源，如果选择电源为驱动能源，对于大尺寸阀门一般选用三相电源，对于小尺寸阀门可选用单相电源。一般电动执行机构可有多种电源类型供选择。 流体源种类很多，首先可以是不同的介质如：压缩空气、氮气、天然气、液压流体等，其次它们可以具备各种压力，第三，执行机构具有各种尺寸以提供各种输出力矩。 2.阀门类型 当选择阀门用执行机构时，必须要知道阀门的种类，这样才可以选择正确的执行机构类型。有些阀门需要多回转驱动，有些需要单回转驱动，有些需要往复式驱动，它们影响了执行机构类型的选择。 3.力矩大小 对于90度回转的阀门如：球阀、碟阀、旋塞阀，最好通过阀门厂商获得相应阀门力矩大小，大部分阀门厂商是通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩，他们将这一力矩提供给客户。 4.执行机构选型 一旦执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了，就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。有时还需考虑阀门操作