气动活塞执行机构.doc

3 气动活塞执行机构??? 为了充分用足工厂的气源压力来提高执行机构的输出力、减少其重量和尺寸，便产生了活塞执行机构。??? 由于受到传统应用的影响，活塞执行机构的应用都局限于大推力上，故使用的场合较少。这是因为过去的定位器气源压力为140～250KPa，而700KPa气源的定位器的可靠性较差。如今，这一问题已不存在，定位器700KPa以上的气压都可用一台定位器来实现。换言之，现在的定位器，既可用于140～250KPa场合，又可用于700KPa的场合，这样一来，我们就应该改变传统的习惯作法——选用700KPa的气源定位器，配活塞执行机构去代替气动薄膜执行机构，使气动调节阀的尺寸和重量进一步下降。所以可以预言，气动活塞调节阀的应用会越来越广泛。??? 3.1 直行程活塞执行机构??? 它主要用于配直行程的调节阀，它分为有弹簧式和无弹簧式两种，其结构图见4－4。??? 1）无弹簧活塞执行机构??? ??? （1）用于故障下要求阀保位的场合；??? ??? （2）用于大口径阀要求执行机构推力特别大的场合；??? ??? （3）对两位阀配用二位五通电磁阀；对调节型的阀配用双作用式阀门定位器。??? 2）有弹簧式活塞执行机构??? 大多数场合使用有弹簧的活塞执行机构，其特点是：①在故障情况下，通过弹簧进行复位，实现故障开或故障关功能；②可以抵抗不平衡力的变化，增加执行机构的刚度，提高调节阀的稳定性。它的缺点是：①弹簧会抵消一部分输出力；②气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。 （a）无弹簧型 （b）有弹簧型 图4-4 单层活塞执行机构 ??? 3）双层活塞执行机构??? 为了进一步提高活塞执行机构的输出力，活塞执行机构可设计为双层式，输出力可提高约一倍，主要用于大压差、大口径、输出力要求特别大的场合。其结构见图4—5。3.2 角行程活塞执行机构??? 角行程的活塞执行机构主要用于角行程类的调节阀，按气缸的安装方向，分为立式气缸和卧式气缸两种。按活塞的推杆驱动输出轴转动的结构，常用的有：①曲柄连杆式；②齿轮齿条式；③活塞螺旋式。??? 1）立式曲柄连杆活塞执行机构??? 它最常见的是用于蝶阀，其结构见图4－6。它是最老式、陈旧的结构，其主要存在的问题是：①曲柄连杆转动为滑动摩擦，不仅间隙大，而且摩擦力特别大、造成执行机构的回差大、动作不灵敏，常常使有效输出力矩损失约30％左右；②尺寸大、笨重，与现在追求调节阀为轻型化和高可靠的要求不相适应，故建议不选用。??? 2）卧式曲柄连杆活塞执行机构??? 它的典型结构见图4－7，其存在的问题同1），也是属淘汰的对象。然而，现在许多场合，如偏心旋转阀、球阀还在大量使用。显而易见，应该用更小型的、更可靠的活塞执行机构去取代它。 （a）无弹簧型 （b）有弹簧型 图4-5 双层活塞执行机构 图4-6 立式曲柄连杆活塞执行机构 ?? 3）卧式齿轮齿条活塞执行机构??? 它的结构见图4－8所示。它有如下特点：①齿轮齿条转动方式克服滑动摩擦，它比曲柄连杆的滑动摩擦方式的摩擦力小得多，同口径可提高效率20％；②齿轮齿条转动均匀，转动间隙小，因此运动自如、回差小；③很容易设计成双活塞式，使其输出力矩提高一倍；反过来，当输出力矩一定时，就可获得更小尺寸的执行机构，使重量和尺寸得到大幅度的减小；④非常容易实现与阀直接相连，又简化了阀的连接方式，并使所配阀的外形更加匀称、美观、小型。 图4-7 卧式曲柄连杆活塞执行机构 图4-8 卧式齿轮齿条活塞执行机构 ????4）立式螺旋式活塞执行机构????卧式活塞执行机构横向尺寸较大，对于一些特殊场合，横向安装尺寸受限，如国产化，原来的阀要更换下来，它的左右、前后尺寸都受到了限制，只能向上方空间发展，此时，卧式的执行机构就不能用了，只能配立式执行机构，见图4-9。气缸内开有螺旋槽的活塞直接带动输出轴转动，具有尺寸小、重量轻的特点。但它比卧式齿轮齿条活塞执行机构的可靠性差、有效输出力矩小，所以除在不得已的情况下选用此执行机构外，我们还是建议选用卧式齿轮齿条活塞执行机构。 图4-9 立式螺旋式活塞执行机构 ????5）建议性意见????（1）直行程的调节阀，如单座阀、双座阀、套筒阀，建议选用立式直行程活塞执行机构去代替气动薄膜执行机构，它不仅可以减小尺寸，还有效地利用500KPa的气源来提高输出力、提高阀的刚度（如加粗阀杆、加大弹簧等）。 ????（2）对角行程类的调节阀，应选用卧式齿轮齿条活塞执行机构，最典型的是蝶阀，所配气动薄膜执行机构或立式活塞曲柄连杆的驱动方式都应淘汰，配用卧式齿轮齿条活塞执行机构。这样，不仅提高了动作的可靠性和精度，且外形尺寸大大减小，外形也更加美观；其次是偏心阀、球阀，也应将原来的老式曲柄连杆结构淘汰，由