反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)

隨操作壓力增大，輸出桿向里退回，壓力減小又自行向外伸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

中文名稱

反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)

英文名稱

reverse actuator

定　　義

隨操作壓力增大，輸出桿向里退回，壓力減小又自行向外伸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），工業(yè)自動(dòng)化儀表與系統(tǒng)（二級(jí)學(xué)科），執(zhí)行器-執(zhí)行器名稱（三級(jí)學(xué)科）

反作用力是與與“作用力”相對(duì)，在力學(xué)中，力總是成對(duì)出現(xiàn)的，其中一個(gè)力（叫做作用力）對(duì)應(yīng)的大小相等、方向相反的力叫做反作用力（reaction）。

結(jié)構(gòu)反力牛頓第三定律

兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，總是大小相等，方向相反。力不能離開(kāi)物體單獨(dú)存在。這便是著名的牛頓第三定律。

結(jié)構(gòu)反力注意

（1）作用力和反作用力沒(méi)有主次、先后之分。同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。

（2）這一對(duì)力是作用在不同物體上，不可能抵消。

（3）作用力和反作用力必須是同一性質(zhì)的力。

（4）牛頓第三定律的成立與參照系無(wú)關(guān)，在非慣性系中牛頓第三定律依然成立。

（5）注意區(qū)別作用力與反作用力、平衡力。

結(jié)構(gòu)反力實(shí)例

為什么向后噴氣能將火箭推向前去"_blank" href="/item/炮彈">炮彈向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，炮身會(huì)向后運(yùn)動(dòng)？這都是作用力與反作用力原理。當(dāng)物體甲給物體乙一個(gè)作用力的時(shí)候，物體乙必然同時(shí)回敬給物體甲一個(gè)反作用力；作用力與反作用力大小相等，方向相反，而且作用在同一直線上。這是自然界萬(wàn)物都有的通性。我們走路的時(shí)候，腳將地往后蹬（作用力），地就把腳往前推（反作用力），使我們的身體前進(jìn)。劃船的時(shí)候，槳將水往后推（作用力），水將槳往前反推（反作用力），從而使船能前進(jìn)。同樣，往后噴射出去的燃?xì)夥赐浦鸺斑M(jìn)。炮在發(fā)射時(shí)對(duì)炮彈施加作用力，炮彈向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，反作用力將使炮身向后運(yùn)動(dòng)……

人類很早就發(fā)現(xiàn)了作用力與反作用力的關(guān)系。比如，我國(guó)先秦時(shí)代的墨子學(xué)派就說(shuō)過(guò)“船夫用竹篙鉤岸上的木樁，木樁能反過(guò)來(lái)拽著船靠岸”后來(lái)，偉大的科學(xué)家牛頓把作用力與反作用力的原理概括成為牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有二種類型，一般分為部分回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Part-Turn Electric Valve Actuator)，和多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Multi-Turn Electric Valve Actuator),前者主要控制需要部分回轉(zhuǎn)的閥門 例如：球閥，蝶閥等，后者需要多圈數(shù)旋轉(zhuǎn)的閥門，例如閘閥等。

電力驅(qū)動(dòng)的多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最常用、最可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型之一。使用單相或三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或蝸輪蝸桿最后驅(qū)動(dòng)閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)使閥門打開(kāi)或關(guān)閉。多回轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以快速驅(qū)動(dòng)大尺寸閥門。為了保護(hù)閥門不受損壞，安裝在在閥門行程的終點(diǎn)的限位開(kāi)關(guān)會(huì)切斷電機(jī)電源，同時(shí)當(dāng)安全力矩被超過(guò)時(shí)，力矩感應(yīng)裝置也會(huì)切斷電機(jī)電源，位置開(kāi)關(guān)用于指示閥門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，安裝離合器裝置的手輪機(jī)構(gòu)可在電源故障時(shí)手動(dòng)操作閥門。

這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是所有部件都安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，在這個(gè)防水、防塵、防爆的外殼內(nèi)集成了所有基本及先進(jìn)的功能。主要缺點(diǎn)是，當(dāng)電源故障時(shí)，閥門只能保持在原位，只有使用備用電源系統(tǒng)，閥門才能實(shí)現(xiàn)故障安全位置（故障開(kāi)或故障關(guān)）。

這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似于電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要差別是執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終輸出的是1/4轉(zhuǎn)記90度的運(yùn)動(dòng)。新一代電動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合了大部分多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的復(fù)雜功能，例如：使用非進(jìn)入式用戶友好的操作界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定與診斷功能。單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊可以安裝到小尺寸閥門上，通常輸出力矩可達(dá)800公斤米，另外應(yīng)為所需電源較小，它們可以安裝電池來(lái)實(shí)現(xiàn)故障安全操作。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇要素

選擇一臺(tái)合適的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和規(guī)格時(shí)必須考慮下列要素：

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)能源

最常用的驅(qū)動(dòng)能源是電源或流體源，如果選擇電源為驅(qū)動(dòng)能源，對(duì)于大尺寸閥門一般選用三相電源，對(duì)于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可有多種電源類型供選擇。

有時(shí)也可選直流供電，此時(shí)可通過(guò)安裝電池實(shí)現(xiàn)電源故障安全操作。流體源種類很多，首先可以是不同的介質(zhì)如：壓縮空氣、氮?dú)狻⑻烊粴?、液壓流體等，其次它們可以具備各種壓力，第三執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門類型

當(dāng)選擇閥門用執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，必須要知道閥門的種類，這樣才可以選擇正確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型。有些閥門需要多回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，有些需要單回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，有些需要往復(fù)式驅(qū)動(dòng)，它們影響了執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的選擇。通常多回轉(zhuǎn)的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格要貴，但是往復(fù)式直行程輸出的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格比電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)便宜。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩大小

對(duì)于90度回轉(zhuǎn)的閥門如：球閥、碟閥、旋塞閥，最好通過(guò)閥門廠商獲得相應(yīng)閥門力矩大小，大部分閥門廠商是通過(guò)測(cè)試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩，他們將這一力矩提供給客戶。

對(duì)于多回轉(zhuǎn)的閥門情況有所不同，這些閥門可分為：往復(fù)式（提升式）運(yùn)動(dòng)-閥桿不旋轉(zhuǎn)、往復(fù)式運(yùn)動(dòng)-閥桿旋轉(zhuǎn)、非往復(fù)式-閥桿旋轉(zhuǎn)，必須測(cè)量閥桿的直徑，閥桿連接螺紋尺寸已決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型

一但執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和閥門所需驅(qū)動(dòng)力矩確定了，就可以使用執(zhí)行機(jī)構(gòu)廠商提供的數(shù)據(jù)表或選型軟件進(jìn)行選型。有時(shí)還需考慮閥門操作的速度和頻率。

流體驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度，但是三相電源的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有固定的行程時(shí)間。

部分小規(guī)格的直流電動(dòng)單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度。