反作用執(zhí)行機構(gòu)簡介

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)行機構(gòu)。

中文名稱

反作用執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)。

應(yīng)用學科

機械工程（一級學科），工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)（二級學科），執(zhí)行器-執(zhí)行器名稱（三級學科）

反作用力是與與“作用力”相對，在力學中，力總是成對出現(xiàn)的，其中一個力（叫做作用力）對應(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。力不能離開物體單獨存在。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有主次、先后之分。同時產(chǎn)生、同時消失。

（2）這一對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">炮彈向前運動時，炮身會向后運動？這都是作用力與反作用力原理。當物體甲給物體乙一個作用力的時候，物體乙必然同時回敬給物體甲一個反作用力；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。這是自然界萬物都有的通性。我們走路的時候，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。劃船的時候，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。同樣，往后噴射出去的燃氣反推著火箭前進。炮在發(fā)射時對炮彈施加作用力，炮彈向前運動的同時，反作用力將使炮身向后運動……

人類很早就發(fā)現(xiàn)了作用力與反作用力的關(guān)系。比如，我國先秦時代的墨子學派就說過“船夫用竹篙鉤岸上的木樁，木樁能反過來拽著船靠岸”后來，偉大的科學家牛頓把作用力與反作用力的原理概括成為牛頓第三運動定律。

電動執(zhí)行機構(gòu)有二種類型，一般分為部分回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)（Part-Turn Electric Valve Actuator)，和多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(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)動的多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機構(gòu)是最常用、最可靠的執(zhí)行機構(gòu)類型之一。使用單相或三相電動機驅(qū)動齒輪或蝸輪蝸桿最后驅(qū)動閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產(chǎn)生運動使閥門打開或關(guān)閉。多回轉(zhuǎn)式電動執(zhí)行機構(gòu)可以快速驅(qū)動大尺寸閥門。為了保護閥門不受損壞，安裝在在閥門行程的終點的限位開關(guān)會切斷電機電源，同時當安全力矩被超過時，力矩感應(yīng)裝置也會切斷電機電源，位置開關(guān)用于指示閥門的開關(guān)狀態(tài)，安裝離合器裝置的手輪機構(gòu)可在電源故障時手動操作閥門。

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

這種執(zhí)行機構(gòu)類似于電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)，主要差別是執(zhí)行機構(gòu)最終輸出的是1/4轉(zhuǎn)記90度的運動。新一代電動單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機構(gòu)結(jié)合了大部分多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)雜功能，例如：使用非進入式用戶友好的操作界面實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定與診斷功能。單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(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800公斤米，另外應(yīng)為所需電源較小，它們可以安裝電池來實現(xiàn)故障安全操作。

電動執(zhí)行機構(gòu)選擇要素

選擇一臺合適的閥門執(zhí)行機構(gòu)類型和規(guī)格時必須考慮下列要素：

電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動能源

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

有時也可選直流供電，此時可通過安裝電池實現(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、氮氣、天然氣、液壓流體等，其次它們可以具備各種壓力，第三執(zhí)行機構(gòu)具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。

電動執(zhí)行機構(gòu)閥門類型

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

電動執(zhí)行機構(gòu)力矩大小

對于90度回轉(zhuǎn)的閥門如：球閥、碟閥、旋塞閥，最好通過閥門廠商獲得相應(yīng)閥門力矩大小，大部分閥門廠商是通過測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）運動-閥桿不旋轉(zhuǎn)、往復(fù)式運動-閥桿旋轉(zhuǎn)、非往復(fù)式-閥桿旋轉(zhuǎn)，必須測量閥桿的直徑，閥桿連接螺紋尺寸已決定執(zhí)行機構(gòu)規(guī)格。

電動執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)選型

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

流體驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度，但是三相電源的電動執(zhí)行機構(gòu)只有固定的行程時間。

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