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气动执行机构工作原理及选型

2010-9-23　　阅读(3722)

　RAT单作用执行器输出力矩

1、指示器
NAMUR标准指示器方便安装位置开关、定位器等附件。
2、输出轴
镀镍合金钢、高精密一体式输出轴同时符合NAMUR、ISO5211、DIN3337标准。可根据客户要求定制尺寸和不锈钢材料。
3、缸体
ASTM6005挤压铝合金缸体可以采用硬质氧化、氧化、环氧树脂喷涂（根据要求喷涂兰色、橙色、黄色等）、PTFE涂层或镀镍满足不同要求。
4、端盖
压铸铝合金表面金属粉末喷涂各种颜色、PTFE 涂层或镀镍处理。
5、活塞
双活塞齿条、采用压铸铝合金氧化或者铸钢镀镍锌处理，安装位置对称、运作迅速、使用寿命长、简单的颠倒活塞可以改变旋转方向。
6、行程调节
两个独立的行程调节螺钉可以进行方便、±5°的调节开、关位置。
7、高性能弹簧
采用进口材料，镀层处理组合式预涂层处理，预压装配。具有较强的抗腐蚀性和使用寿命。能够安全、简单的拆卸单作用执行器，通过改变弹簧数量满足不同的力矩输出范围。
8、轴承、导板
采用低摩擦、长寿命复合材料，避免了金属与金属的直接接触，维修更换简单方便。
9、密封圈
在常温工作条件下使用丁腈橡胶，在高温或低温时采用氟橡胶或硅橡胶。

工作原理

1、双作用式（俯视图）

压缩空气由A口输入，使左右活塞向相反方向运动，输出轴逆时针方向转动，打开阀门，两活塞侧面的空气由B口排出。压缩空气由B口输入，使左右活塞向中心移动，输出
轴顺时针方向转动，关闭阀门，两活塞中间的空气由
A口排出。

2、单作用式（俯视图）

压缩空气由A口输入，使左右活塞向相反方向运动，输出轴逆时针方向转动，打开阀门，两活塞侧面的空气由B口排出。失气或失电时，由于弹簧的作用使两活塞向中心移
动，输出轴顺时针方向转动，关闭阀门，空气由A口
排出,B口进气可加速关闭阀门。

双作用执行器：控制阀门的开启和关闭。
单作用执行器（弹簧复位）：当电路气路切断或故障时，自动关闭（常闭式）或自动打开（常开式）阀门。
双电控电磁阀：一个线圈通电时阀门打开，另一个线圈通电时阀门关闭，有记忆功能（可供防爆型）。
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（可供防爆型）。
限位开关（回讯器）：远距离传送阀门打开或关闭的信号（可供防爆型）。
气动定位器：根据气压信号（0.2~1Bar）的大小对阀门的介质流量进行调节控制（可供防爆型）。
电气定位器：根据电流信号（4~20mA）的大小对阀门的介质流量进行调节控制（可供防爆型）。
电气转换器：将电流信号转换成气压信号，与气动定位器配套使用。
气源处理三联件：包括减压阀、过滤器、油雾器。对气源稳压、清洁及对连动部件起润滑作用。
手动装置：当气路电路切断或有故障时，用于手动操作阀门的启闭。
型号选择
首先确定阀门启、闭时所需要的力矩，在正常使用条件下，推荐安全系数为15~20%。对水蒸汽或非润滑液体介质增加至25%安全值。非润滑的浆料液体介质增加至40%安全值；非润滑的颗粒粉料介质增加至80%安全值。然后根据使用的气源压力，查找双作用式或单作用式输出力矩表，就可得到准确的气动执行器型号。单作用执行器输出力矩表中，弹簧输出力矩终点栏中的力矩即为关闭阀门的力矩。
双作用执行器选用示例：
球阀所需力矩=280N.m
使用介质：水
安全系数（20%）=280（1+20%）=336N.m
气源压力=4Bar
查双作用式输出力矩表的型号为：RAT140DA，在4Bar气源压力下输出力矩是350.96N.m
单作用执行器的选型示例

在单作用执行器的选配过程中，如果能够了解阀门在开启、运行和关闭时的扭矩分配，我们就可以更加经济、更加合理地选配执行器。

例如
阀门需要力矩=80N.m
安全力矩80（1+30%）=104N.m
打开后扭矩104x30%=32N.m
气源压力=4Bar
我们可以选择RFS125S K10
●空气行程0°=114.4N.m>104N.m
●空气行程90°=59.4N.m>32N.m
●弹簧行程90°=173.8N.m>32N.m
●弹簧行程0°=118.8N.m>104N.m
●以上数据显示可以满足该蝶阀的正常启闭。

注意
单作用执行器弹簧复位过程中，执行器B口通气不影响执行器输出力矩，相反帮助弹簧的复位。
耗气量计算

气缸开向容器和关向容积

型号开向容积（L）
关向容积（L）型号开向容积（L）关向容积（L）

RAT032
0.035 0.045 RAT160 2.6 3.7

RAT052
0.09 0.12 RAT190 4.2 5.9

RAT063
0.14 0.2 RAT210 5.7 8.2

RAT075
0.21 0.3 RAT240 9 12.8

RAT083
0.29 0.41 RAT270 12.6 17.9

RAT092
0.49 0.71 RAT300 21.4 30

RAT105
0.7 0.99 RAT350 31.2 43.7

RAT140 1.7 2.4 RAT400 47.9 67.1

耗气量计算
双作用式耗气量（L/分）= 气缸容积（开向容积+关向容积）× { 供气压力（Kpa）+101.3/101.3}×次数/分钟。
单作用式耗气量（L/分）= 气缸开向容积×{ 供气压力（Kpa）+101.3/101.3}×次数/分钟。

执行器的重量

型号 RAT032 RAT052 RAT063 RAT075 RAT083 RAT092

近似重量 0.72 1.3 1.4 1.9 2.9 2.7 3.2 3.1 3.6 5.1 5.9

型号 RAT105 RAT125 RAT140 RAT160 RAT190 RAT210

近似重量 5.8 7.0 9.4 10.5 13.7 16.2 24.5 49.6 31.2 37.3 40.2 48

型号 RAT240 RAT270 RAT300 RAT350 RAT400

近似重量 60.5 72.4 85.4 104.6 120.1 196.6 192.5 250.5 283 344.5

操作条件
操作介质
清洁干燥或润滑的空气或惰性气体，只要和执行器内部零件和润滑剂兼容的非腐蚀性气体。
● 操作介质的露点温度为-20℃。介质中的杂质微粒尺寸不超过30u。
● 选用定位器时其使用介质中的杂质微粒尺寸不超过5u。
气源压力
3bar 至（to） 8bar。
工作环境温度
标准型为-20℃ 至 +80℃。
低温型为-40℃ 至 +80℃
高温型为-20℃ 至 +160℃。
润滑
正常使用条件下，标准型无需添加润滑剂。对低温或高温的使用场合，需要用特殊的润滑剂.
三位式执行器
三位式执行器
三位式气动执行器提供了一种0°、45°、90°或者中间任意角行程的三个位置的操作方式。中间位置是由两个辅助活塞移动产生的机械制动来实现的，中间位置根据需要是可调的。

图1 是中间位置，气源分别进入2口和D口，空气从4口和C口排出来实现的。气源供至D口时迫使辅助活塞向中心移动，推动作为机械限位使内部活塞在设定位置停止。

图2 是全开位置，气源分别进入2口和C口，（C口可不供气），空气从4口和D口排出时来实现。

图3 是全关位置，气源进入4口，空气从2口排出时来实现的。无需作C口和D口。

订货须知
气动执行器：双作用式，单作用式（常闭式或常开式）；
阀门工作压力，使用介质及工作的环境温度，硬或软密封；
电磁阀：双电控电磁阀，单电控电磁阀，使用电压，是否防爆；
信号反馈：机械式开关，接近式开关，使用电压，输出电流信号，防爆型；
定位器：气动定位器，电气定位器，电流信号，气压信号，电气转换器，防爆型；
气源处理三联件；
手动装置；
特殊定制；
附件应说明是国产还是进口。
产品
每一个执行器出厂前均经过测试和检验。
每一个执行器都带有质量检验合格标签。
每一个执行器都有标准NUMAR接口规格，及底孔安装尺寸。
每一个执行器都用特殊的纸箱包装，带上产品标签及说明书。

常见故障及检查、排除方法

故障现象检查项目解决方法

气动阀门不能动作 1、电磁阀是否正常，线圈是否烧坏，电磁阀
芯是否被脏物卡死。更换电磁阀、更换线圈、清除脏物。

2、对气动执行器单独供气试验，检查密封圈
及气缸是否是损坏。更换已坏密封圈及气缸。

3、阀内有杂质将阀芯卡住。清除杂质，更换已损件。

4、手动机构的手柄处在手动位置。将手柄转到气动位置。

动作迟缓、爬行 1、气源压力不够。增加气源压力（0.4~0.7Mpa）

2、气动执行器输出扭矩过小。增大气动执行器的型号规格。

3、阀门阀芯或其他阀件装配太紧。重新装配调整。

4、气源管路堵塞，流量过小。排除堵塞，更换过滤器滤芯。

回信器无信号 1、电源线路短路或断路。检修电源线路。

2、回信器内凸轮位置不准确。调整凸轮至正确位置

3、微动开关损坏。更换微动开关

产品大图

气动执行器

气动执行器

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设计及特点
RAT系列气动执行器在综合运用国内外新技术、新材料、新工艺和创新观念的基础上进行研制、开发、设计而成，具有以下特点：
全面符合的规范：ISO5211、DIN3337和VD/VDE3845、NAMUR标准。
挤压的高强度铝制缸体，内表面经细磨及硬质阳极氧化处理，使用寿命长，摩擦系数低、动作迅速。
优美紧凑、现代化的造型，多规格的系列产品使选型更经济实惠。
所有活动表面均选用高质量的轴承，低摩擦、长寿命、无噪音。
外部安装两个独立的行程调节机构，方便进行±5°全开或全关位置的调整。
外部结构一样的执行器有双作用式和单作用式（弹簧复位）供选择，单作用式有常闭式和常开式。
NAMUR标准的多功能位置指示器可视代指示，安装并输出所有附件。
预压缩负荷弹簧，安装、拆卸安全、方便。
活塞和端盖采用压铸铝合金，强度高、重量轻。
改变密封件材料，可应用于高温或低温场合。
根据需要可提供多种角行程（例如：120°、135°、180°等）和三位式气动执行器。
不需要连接板，可直接安装电磁阀。

如需尺寸规格请，为您提供详细参数，本厂按国家标准生产。
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