作者: 时间:2022-11-30 09:30:46 阅读:116
旋转执行器是手动、电动或流体驱动的设备,可将能量转换为旋转、振荡运动。旋转执行器的主要用途是阀门的自动或手动操作,其中电力或压缩空气(通常在较长的管道上)等公用设施的可用性在选择一种类型的执行器而不是另一种类型的执行器方面发挥着作用。旋转致动器与线性致动器不同,线性致动器使用线性运动而不是旋转来传递力,但旋转致动器也可以连接到机构以形成线性致动器。这些执行器中的任何一个都可以是伺服或伺服电机,后者是带有传感器的执行器,可提供高精度。
手动旋转执行器通常会使用蜗杆驱动来增加工人可以物理施加以关闭阀门的扭矩。这种执行器在角行程蝶阀和球阀上很常见,其中许多蜗杆驱动器的自锁能力有助于保持阀门关闭。这些执行器通常会使用大手轮来进一步增加工人的可用扭矩。这些设备在阀门行业有时被称为“齿轮操作器”或“手动操作装置”。
电动旋转执行器通常也通过蜗轮减速器驱动。它使用可逆电机在打开和关闭位置之间移动阀门。可用的型号可在断电时使用存储的弹簧能量或电池或电容器备份将阀门返回到安全位置。通常,存储弹簧设计需要更复杂的传动装置来上弦。电动旋转执行器很容易适应分布式控制系统。手轮通常也用于手动操作,通常具有分离功能。
在液压旋转致动器或气动旋转致动器等流体动力旋转致动器中,来自液压油或空气的流体动力被施加到气缸以移动齿条和小齿轮组件和拨叉轭,或施加到叶片转子以直接驱动轴。这些执行器通常在 90° 到 360° 的停止之间移动,具体取决于给定阀门或组件的旋转要求。
齿条和小齿轮式使用至少一个,有时是两个或四个气缸来驱动一个或多个齿条(一个带齿的杆与齿轮配合)通过小齿轮(这是一个圆形齿轮)。小齿轮响应旋转,驱动输出轴。齿轮齿条式执行器将继续旋转小齿轮,直到它到达冲程末端,尽管空气和液压系统都可以进行调制。由于油的不可压缩性,液压系统更擅长将阀门保持在半开状态。在许多情况下,气缸中的活塞将作用于大螺旋弹簧,这些螺旋弹簧使阀门能够在电源中断期间返回到安全位置。
拨叉式执行器也使用气缸,通常是单作用的,带有弹簧复位。这种类型的旋转执行器的特点是一个滑动杆连接到一个阀门上,另一个连接到一个轭,它有一个用于来回滑动的块的槽。滑块连接到活塞上,因此当活塞移动时,滑块推动轭旋转,然后移动杆使阀门打开。同时,这会压缩弹簧,如果断电,阀门会突然关闭。这种类型通常限制在 90° 的旋转范围内,适用于角行程阀门。双作用拨叉式执行器没有弹簧,因此它们需要气压来打开和关闭阀门。
液压和气动叶片执行器使用一个或两个叶片连接到楔形或圆形腔内的轮毂上,叶片可以在 90 度到280 度之间枢转。空气或油压用于在止动件之间旋转轮毂并在输出阀杆处产生运动。双叶片执行器具有两个相对的叶片以提供更大的扭矩,尽管旋转比全圆形腔室中的单叶片执行器更受限制。在相关设计中,气囊执行器的两侧各有两个气囊,可将杠杆推过最多 100 度的圆周。
螺旋旋转执行器样式主要用于气动压力。它采用气缸和一组斜齿轮将线性输入转换为旋转、振荡输出。三个同心圆柱体组成一个螺旋执行器;内筒(即驱动轴)将具有三个旋转销,并在最外管上加工三个螺旋槽。最外面的管子在其下部也有三个键,以防止它移动得太远,它们穿过中间圆柱体的小树林。当螺旋圆柱体运动时,气压会向下推动最外层的圆柱体以打开阀门,从而压缩最外层管外的弹簧。随着空气压力的释放,弹簧推动阀门再次关闭。
电液执行器将电动液压泵与传统的液压执行器相结合,以利用各自的优势。这种设备只需要电力输入,产生很大的扭矩,并且是故障安全的——它们的缺点是成本。在许多情况下,可以通过单个液压动力单元以更便宜的方式为多个液压执行器提供服务。
旋转致动器也用于许多运动控制系统中,以操作例如拾取和放置处理器或夹具。这些通常是气动的,但也可以是电动的,甚至是液压的。也可以采购能够进行非常精细运动的微型致动器。通常这些充当螺线管,通过磁场的相互作用产生振荡运动。
旋转执行器的另一个主要用户——尤其是液压品种——是给定液压动力的移动建筑设备行业。尽管液压马达和液压缸很常见,但在旋转被限制为一圈或更少且需要紧凑型解决方案的情况下使用执行器。
航空航天中的旋转致动器通常用于将高速、低扭矩的旋转运动(在许多情况下通过行星齿轮系)转换为低速、高扭矩的运动。可能需要这样的致动器来致动后缘襟翼,例如,或者在军用飞行器上,炸弹舱门。
市场上还有其他更专业的旋转执行器,例如设计用于水下工作的执行器。