活塞连杆式气动执行器

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1、哈尔滨工业大学气动技术课程报告题目：活塞连杆式气动执行器院（系）学科教师研究生学号日期研究生院制二〇一二年三月单作用活塞连杆式气动执行器一、气动执行器简述气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，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，而且其机械误差大，输出力矩不一致，容易使阀门产生

2、偏差死区；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，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。图1.拨叉式和齿轮齿条式气动执行器的剖面图二、气动执行器与电动执行器的比较从技术性能方面讲，气动执行器的优势主要包括以下4个方面：（1）负载大，可以适应高力矩输出的应用。（2）动作迅速、反应快。（3）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射和振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制更优越。（4）行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。而电动执行器的优势主要包括：（1）结构紧凑，体积小巧。

3、比起气动执行器，电动执行器结构相对简单，一个基本的电子系统包括执行器，三位置DPDT开关、熔断器和一些电线，易于装配。（2）电动执行器的驱动源很灵活，一般车载电源即可满足需要，而气动执行器需要气源和压缩驱动装置。（3）电动执行器没有“漏气”的危险，可靠性高，而空气的可压缩性使得气动执行器的稳定性稍差。（4）不需要对各种气动管线进行安装和维护。（5）可以无需动力即保持负载，而气动执行器需要持续不断的压力供给。（6）由于不需要额外的压力装置，电动执行器更加安静。通常，如果气动执行器在大负载的情况下，要加装消音器。（7）在气动装置中的通常需要把电信号转化为气信号，然

4、后再转化为电信号，传递速度较慢，不宜用于元件级数过多的复杂回路。（8）电动执行器在控制的精度方面更胜一筹。实际上，气动系统和电动系统并不互相排斥。气动执行器可以简单的实现快速直线循环运动，结构简单，维护便捷，同时可以在各种恶劣工作环境中使用，如有防爆要求、多粉尘或潮湿的工况。但在作用力快速增大且需要精确定位的情况下，带伺服马达的电驱动器具有优势。对于要求精确、同步运转、可调节和规定的定位编程的应用场合，电驱动器是最好的选择，带闭环定位控制器的伺服或步进马达所组成的电驱动系统能够补充气动系统的不足之处。现代控制中各种系统越来越复杂、越来越精细，并不是某种驱动控制

5、技术就可满足系统的多种控制功能。电动执行器主要用于需要精密控制的应用场合，自动化设备中柔性化要求在不断提升，同一设备往往要求适应不同尺寸工件的加工需要，执行器需要进行多点定位控制，而且要对执行器的运行速度及力矩进行精确控制或同步跟踪，这些利用传统气动控制是无法实现的，而电动执行器就能非常轻松的实现此类控制。由此可见气动执行器比较适用于简单的运动控制，而电执行器则多用于精密运动控制的场合。三、气动执行器中较为新型的产品3.1DR/SC新型齿轮齿条式DR/SC新型齿轮齿条式气动执行器由上海SHST公司综合了最新技术，通过CAD三维模型创新优化设计，外形美观紧凑、现

6、代化的造型；并采用实用新型材料、新工艺，使产品的质量、性能更加可靠；多规格选型更经济实惠；产品全面符合最新国际标准技术规范。齿轮齿条双活塞对称结构设计，动作快速平稳，精度高，输出功率大，通过简单的改变活塞装配位置可得到反方向旋转。图2.DR/SC新型齿轮齿条式气动执行器3.2拨叉式意大利OMAL(欧玛尔)气动执行器区别于其它执行器的最大结构特点就是其独特的拨叉式机构，再加上其多项专利技术，使其气动执行器远优于其它同行。体积小，重量轻，扭矩大，寿命长。该气动执行器采用“单汽缸双活塞－拔叉式变扭矩”传动结构，和低摩擦、长寿命的多点导向专利密封技术，并选用PTFE-

7、碳石墨为标准活塞密封材料，使其输出扭矩符合闸门开关时扭矩变化要求。此外，OMAL气动执行器的“Scotch-joke”大力矩结构，是专门针对阀门启动点或关闭点所需力矩最大的运动特性而设计，结构新颖而灵活，将执行器活塞直线运动转换为输出轴的旋转运动，产生比普通齿轮齿条气动执行器大50%的启动力矩。图3.OMAL拨叉式气动执行器四、活塞连杆式气动执行器4.1改进需要针对齿轮齿条式气动执行器的机械磨损快，使用寿命短，磨损后误差偏差大，达不到阀门高精度控制的要求的特点进行机械结构的改进。4.2改进目的设计一种控制精度高，调节安全可靠的气动执行器。4.3设计原理将由齿轮

8、实现的转动运动交由其他的方式实现，但是