GT氣動(dòng)執(zhí)行器機(jī)構(gòu)的選型

以GTE系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例齒輪條式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節(jié)圓半徑(力臂)所得，且磨擦阻力小效率高。在正常操作條件下，雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%。以GTE系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例在彈簧復(fù)位的應(yīng)用中，輸出力矩是在兩個(gè)不同的操作過程中所得，根據(jù)行程位置，每一次操作產(chǎn)生兩個(gè)不同的力矩值。彈簧復(fù)位執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得第一種狀況:輸出力矩是由空氣壓力進(jìn)入中腔壓縮彈簧后所得，稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下，氣源壓力迫使活塞從0度轉(zhuǎn)向90度位置，由于彈簧壓縮產(chǎn)生反作用力，力矩從起點(diǎn)時(shí)最大值逐漸遞減直至到第二種狀況:輸出力矩是當(dāng)中腔失氣時(shí)彈簧恢復(fù)力作用在活塞上所得，稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下，由于彈簧的伸長(zhǎng)，輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述，單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)在兩種狀況下產(chǎn)生一個(gè)平衡力矩的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。如圖11所示。在每種情況下，通過改變每邊彈簧數(shù)量和氣源壓力的關(guān)系(如每邊2根彈簧和5.5巴氣源或反之)，有可能獲得不平衡力矩 在彈簧復(fù)位應(yīng)用中可獲得兩種狀況:失氣開啟或失氣關(guān)閉。在正常工作條件下，彈簧復(fù)位執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%。

1、閥門的運(yùn)行力矩加上生產(chǎn)廠家的推薦的安全系數(shù)/根據(jù)操作狀況。

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣源壓力或電源電壓。

3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型雙作用或者單作用(彈簧復(fù)位)以及一定氣源下的輸出力矩或額定電壓下的輸出力矩。

4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向以及故障模式(故障開或故障關(guān))正確選擇一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是非常重要的，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)過大，閥桿可能受力過大。相反如執(zhí)行機(jī)構(gòu)過小，側(cè)不能產(chǎn)生足夠的力矩來充分操作閥門。

一般地說，我們認(rèn)為操作閥門所需的力矩來自閥門的金屬部件(如球芯，閥瓣)和密封件(閥座)之間的磨擦。根據(jù)閥門使用場(chǎng)合，使用溫度，操作頻率，管道和壓差，流動(dòng)介質(zhì)(潤(rùn)滑、干燥、泥漿)，許多因素均影響操作力矩，球閥的結(jié)構(gòu)原理基本上根據(jù)一個(gè)拋光球芯(包括通道)包夾在兩個(gè)閥座這間(上游和下游)，球心的旋轉(zhuǎn)對(duì)流體進(jìn)行攔截或流過球芯，上游和下游的壓差產(chǎn)生的力使球芯緊靠在下游閥座(浮動(dòng)球結(jié)構(gòu))。這種情況下操作閥門的力矩是由球芯與閥座、閥桿與填料相互摩擦所決定的。如圖1所示，力矩最大值發(fā)生在出現(xiàn)壓差且球芯在關(guān)閉位置向打開方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，蝶閥。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理基本上根據(jù)固定在軸心的蝶板。在關(guān)閉位置蝶板與閥座完全密封,當(dāng)?shù)逍D(zhuǎn)(繞著閥桿)后與流體的流向平行時(shí)，閥門處于全開位置。相反當(dāng)?shù)迮c流體的流向垂直時(shí)，閥門處于關(guān)閉位置。操作蝶閥的力矩是由蝶板與閥座、閥桿與填料之間的磨擦所決定的，同時(shí)壓差作用在蝶板上的力也影響操作力矩如閥門在關(guān)閉時(shí)力矩最大，微小地旋轉(zhuǎn)后，力矩將明顯減小，旋塞閥的結(jié)構(gòu)原理是基本根據(jù)密封在錐形塞體里的塞子。在塞子的一個(gè)方向上有一個(gè)通道。隨著塞子旋入閥座來實(shí)現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。操作力矩通常不受流體的壓力影響而是由開啟和關(guān)閉過程中閥座和塞子之間的摩擦所決定的。閥門在關(guān)閉時(shí)力矩最大。由于有受壓力的影響，在余下的操作中始終保持較高的力矩。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型:GTD執(zhí)行器的開關(guān)動(dòng)作都通過氣源來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行，叫做DOUBLE ACTING (雙作用GTD氣動(dòng)執(zhí)行器)。SPRING RETURN (單作用GTE氣動(dòng)執(zhí)行器)的開關(guān)動(dòng)作只有開動(dòng)作是氣源驅(qū)動(dòng)，而關(guān)動(dòng)作時(shí)彈簧復(fù)位。

氣動(dòng)執(zhí)行器緊湊的雙活塞齒條式結(jié)構(gòu)，嚙合精確，效率高，輸出扭矩恒定。 鋁制缸體、活塞及端蓋，與同規(guī)格結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器相比重量最輕。缸體為擠壓鋁合金，經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化處理，內(nèi)表面質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度，硬度高。采用低摩擦材料制成的滑動(dòng)軸承，避免了金屬間的相互直接接觸，摩擦系數(shù)低，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，使用壽命長(zhǎng)。 氣動(dòng)執(zhí)行器與閥門連接符合ISO5211標(biāo)準(zhǔn) 氣源孔符合 NAMUR標(biāo)準(zhǔn)。 氣動(dòng)執(zhí)行器底部軸裝配孔(符合ISO5211標(biāo)準(zhǔn))成雙四方形，便于帶方桿的閥線性或45°轉(zhuǎn)角安裝。 輸出軸的頂部和頂部的孔符合 NAMUR 標(biāo)準(zhǔn)。 兩端的調(diào)整螺釘可調(diào)整閥門的開啟角度。 相同規(guī)格的有雙作用式、單作用式(彈簧復(fù)位)。 可根據(jù)閥門需要選擇方向，順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)用戶需要安裝電磁閥、定位器(開度指示)、回信器、各種限位開關(guān)及手動(dòng)操作裝置。

雙作用氣動(dòng)執(zhí)行器的工作原理是:氣動(dòng)執(zhí)行器一端進(jìn)氣開啟，一端進(jìn)氣關(guān)閉，跟據(jù)客戶需要，可以方向可以更換。單作用GTE氣動(dòng)執(zhí)行器的工作原理是:氣動(dòng)執(zhí)行器一端進(jìn)氣閥門開啟，斷氣時(shí)靠彈簧力關(guān)閉閥門。

氣動(dòng)執(zhí)行器控制精度較低，雙作用氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后不能回到預(yù)設(shè)位置。單作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回到預(yù)設(shè)位置。優(yōu)點(diǎn)是，氣動(dòng)執(zhí)行器價(jià)格便宜，能滿足80%以上的工況需求。

1、GT氣動(dòng)執(zhí)行器與閥門連接符合ISO5211標(biāo)準(zhǔn)，可與閥門直接連接。也可通過過渡支架和接頭與任何閥門連接。

2、安裝時(shí)必須保證GT氣動(dòng)執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)軸與閥門軸的同軸度。

3、管接頭及導(dǎo)管內(nèi)部應(yīng)清洗干凈，無多余物、粉塵及油污等。

4、GT氣動(dòng)執(zhí)行器與電磁閥、定位器、過濾器、減壓閥等的連接，可采用銅管或尼龍管，為防塵及減少噪聲，排氣口應(yīng)安裝消聲器或消聲節(jié)流閥。

5、GT氣動(dòng)執(zhí)行器上的調(diào)節(jié)螺釘，可以微量調(diào)整閥門的開啟角度，調(diào)整后必須將螺帽鎖緊。

6、安裝好后，GT氣動(dòng)執(zhí)行器與閥門應(yīng)同時(shí)試驗(yàn)，閥門加壓至額定壓力，GT氣動(dòng)執(zhí)行器以氣源壓力0.4~0.7MPa對(duì)GT氣動(dòng)執(zhí)行器的兩個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)行切換進(jìn)氣，觀察閥門的開啟和關(guān)閉情況，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象，并做反復(fù)試驗(yàn)。

7、安裝電磁閥的GT氣動(dòng)執(zhí)行器，調(diào)試時(shí)應(yīng)先用手動(dòng)裝置進(jìn)行(電磁閥上的紅色按扭)調(diào)式，然后再通電調(diào)試。

8、GT氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，定期對(duì)GT氣動(dòng)執(zhí)行器相配合使用的空氣對(duì)濾器進(jìn)行放水、排污、正常情況下，六個(gè)月檢驗(yàn)一次，每年檢修一次。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器是全密封、模塊、省位的產(chǎn)品，于90年代初期成的引進(jìn)國(guó)外技術(shù),是國(guó)內(nèi)研究與開發(fā)最早的公司，暢銷國(guó)內(nèi)及各地歐洲及亞洲國(guó)家(銷往美國(guó)、德國(guó)、加拿大、澳大利亞、日本、韓國(guó)等地)。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器7大特點(diǎn)

1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用雙活塞齒輪齒條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證輸出力矩穩(wěn)定可靠。采用預(yù)載荷彈簧座和預(yù)載荷彈簧，保證了可靠的安裝與拆卸，減小了產(chǎn)品的體積。且易于更換彈簧數(shù)量，使雙作用形式易于轉(zhuǎn)化為單作用形式。

2、內(nèi)部為齒輪齒條，雙活塞設(shè)計(jì)，輸出軸與小齒輪為一體式。

3、缸體內(nèi)表面是經(jīng)過衍磨，軸承墊片(醇縮醛軸墊片)活塞導(dǎo)環(huán)有很低的摩擦阻力，能吸收活塞側(cè)向推力。

4、所有密封，采用永久潤(rùn)滑的丁腈橡膠O型密封圈，在正常操作的環(huán)境下，不必再次潤(rùn)滑。

5、標(biāo)準(zhǔn)軸裝配孔為雙正四方形，符合ISO5211DIN3337，便于與閥桿連接。并可旋轉(zhuǎn)45°角安裝。

6、供氣孔符合NAMUR標(biāo)準(zhǔn)，便于電磁閥直接安裝。

7、工作溫度范圍-20℃-95℃，特殊溫度-50℃-180℃。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，它與其它閥類相比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器的7大優(yōu)點(diǎn)

1、流體阻力小、球閥是所有閥類中流體阻力最小的一種，即使是縮徑球閥，其流體阻力也相當(dāng)小。

2、止推軸承減小閥桿摩擦力矩，可使閥桿長(zhǎng)期操作平衡靈活。

3、閥座密封性能好，采用聚四氟乙烯等材料制成的密封圈，結(jié)構(gòu)易于密封，而且球閥的閥封能力隨著介質(zhì)壓力的增設(shè)而增大。

4、閥桿密封可靠，由于閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不做升降運(yùn)動(dòng)，閥桿的填料密封不易破壞，且密封能力隨著介質(zhì)的壓力增設(shè)而增大。

5、由于聚四氟乙烯等材料具有良好的自潤(rùn)滑性，與球體的摩擦損失小，幫球閥的使用壽命大。

6、下裝式閥桿和閥桿頭部凸階防止閥桿噴出，如火災(zāi)造成閥桿密封破壞，凸階與閥體間還可形成金屬接觸，確保閥桿密封。

7、防靜電功能:在球體、閥桿、閥體之間設(shè)置彈簧，能將開關(guān)過程產(chǎn)生的靜電導(dǎo)出。

?GT氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)地機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式兩類?；钊叫谐涕L(zhǎng)，適用于要求有較大推力的場(chǎng)合，不但可以直接帶動(dòng)閥軒，而且可以和蝸輪蝸桿等配合使用;而薄膜式行程較小，只能直接帶動(dòng)閥桿。

GT氣動(dòng)執(zhí)行器分為正作用和反作用兩種形式，所謂正作用就是信號(hào)壓力增大，推桿向下;反作用形式就是信號(hào)壓力增大，推桿向上。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移與輸入氣壓信號(hào)成正比例關(guān)系，信號(hào)壓力越大，推桿的位移量也越大。當(dāng)壓力與彈簧的反作用力平衡時(shí)，推桿穩(wěn)定在某一位置，氣動(dòng)執(zhí)行器又有角行程氣動(dòng)執(zhí)行器和直行程氣動(dòng)執(zhí)行器兩種。隨著氣動(dòng)執(zhí)行器智能化的不斷發(fā)展，智能閥門定位器成為其不可缺少的配套產(chǎn)品。智能閥門定位器內(nèi)裝高集成度的微控制器，采用電平衡(數(shù)字平衡)原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理，將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)定位增量來實(shí)現(xiàn)閥位控制;利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;閥位反饋信號(hào)直接通過高精確度的位置傳感器，實(shí)現(xiàn)電/氣轉(zhuǎn)換功能。智能閥門定位器具有提高輸出力和動(dòng)作速度、調(diào)節(jié)精確度、克服閥桿摩擦力、實(shí)現(xiàn)正確定位等特點(diǎn)。正是因?yàn)檫@些配套產(chǎn)品的不斷智能化，才使得GT氣動(dòng)執(zhí)行器更加智能化。

由于GT氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出推力大、動(dòng)作平穩(wěn)可靠、安全防爆等優(yōu)點(diǎn)，在化工、煉油等對(duì)安全要求較高的生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用。

GTD氣動(dòng)執(zhí)行器120度和180度行程氣動(dòng)執(zhí)行器只能是雙作用形式，除了120度和180度行程，不同行程的氣動(dòng)執(zhí)行器可根據(jù)要求提供。

控制精度較低，雙作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后不能回到預(yù)設(shè)位置。單作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回到預(yù)設(shè)位置

氣動(dòng)執(zhí)行器是用氣壓力驅(qū)動(dòng)啟閉或調(diào)節(jié)閥門的執(zhí)行裝置，又被稱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)裝置，不過一般通俗的稱之為氣動(dòng)頭。本文對(duì)氣動(dòng)頭的各種技術(shù)要求，進(jìn)行闡述。

氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。活塞式行程長(zhǎng)，適用于要求有較大推力的場(chǎng)合;而薄膜式行程較小，只能直接帶動(dòng)閥桿。撥叉式氣動(dòng)執(zhí)行器具有扭矩大、空間小、扭矩曲線更符合閥門的扭矩曲線等特點(diǎn)，但是不很美觀;常用在大扭矩的閥門上。齒輪齒條式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作平穩(wěn)可靠，并且安全防爆等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)電廠、化工，煉油等對(duì)安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應(yīng)用。

工作原理

當(dāng)壓縮空氣從A管咀進(jìn)入氣動(dòng)執(zhí)行器時(shí)，氣體推動(dòng)雙活塞向兩端(缸蓋端)直線運(yùn)動(dòng)，活塞上的齒條帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即被打開。此時(shí)氣動(dòng)執(zhí)行閥兩端的氣體隨B管咀排出。反之，當(dāng)壓縮空氣從B官咀進(jìn)入氣動(dòng)執(zhí)行器的兩端時(shí)，氣體推動(dòng)雙塞向中間直線運(yùn)動(dòng)，活塞上的齒條帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即被關(guān)閉。此時(shí)氣動(dòng)執(zhí)行器中間的氣體隨A管咀排出。以上為標(biāo)準(zhǔn)型的傳動(dòng)原理。根據(jù)用戶需求，氣動(dòng)執(zhí)行器可裝置成與標(biāo)準(zhǔn)型相反的傳動(dòng)原理，即選準(zhǔn)軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為開啟閥門，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為關(guān)閉閥門。單作用(彈簧復(fù)位型)氣動(dòng)執(zhí)行器A管咀為進(jìn)氣口，B管咀為排氣孔(B管咀應(yīng)安裝消聲器)。A管咀進(jìn)氣為開啟閥門，斷氣時(shí)靠彈簧力關(guān)閉閥門。