执行器解释：执行器类型、应用选择、维护

在为应用选择合适的执行器之前，需要仔细分析工业和其他应用中使用的工业级产品的要求。

工业级产品在为应用选择合适的执行器之前需要仔细分析应用要求。

什么是工业级产品？

工业级产品是一种将控制信号的能量转换为机械运动的机械或机电设备。简而言之，执行器是一种允许受控运动或定位的装置。

执行器需要控制信号和能源来产生机械运动。执行器使用能源（例如电力、压缩空气或液压）和控制信号，控制信号可以是手动、自动电子系统、固定机械系统、软件运行系统或机器人控制系统。

从调节燃气轮机的燃料流量，到操作工厂中的阀门和液压缸，执行器可用于控制运动的一般用途，并且是多种工业阀门控制应用中的关键组件。

有哪些不同类型的执行器？执行器根据其产生的运动类型以及用于控制应用的动力或能源类型进行分类。

执行器类型： 基于运动

执行器可以产生两种主要类型的运动——线性和旋转。

线性执行器：线性阀门执行器用于将电动、气动和液压能转化为推拉运动或线性运动。线性致动器可以在设定的线性平面上产生向前和向后的运动。食品和饮料加工厂中需要直线运动的大多数设备都使用线性阀门来控制原材质和成品的流量。

旋转执行器：旋转执行器以圆周运动移动。具有旋转部件的机器有一个旋转执行器来完成圆形平面上的旋转运动。旋转执行器广泛用于控制阀和球阀。旋转执行器可以沿给定方向保持旋转，并且可以前后移动。旋转阀执行器经常用于石油和天然气行业。

在机构需要在两个运动平面上操作、需要顺时针和逆时针旋转运​​动以及上下线性运动的情况下，可以一起使用线性和旋转致动器。

六种类型的执行器 – 能源

下面给出了根据能量来源分类的不同类型的执行器

气动执行器：

气动执行器使用真空或加压气体作为气缸内的活塞来产生机械运动。

单作用气缸有一个端口，加压气体可以从一个方向进入。压缩空气迫使活塞沿一个方向移动，从而压缩安装在活塞上的弹簧。双作用气缸无需弹簧即可伸出和缩回，并具有两个可以进出空气的端口。

气动执行器是首选，因为它们安全、通常快速、经济高效，并且可以在很小的压力变化下产生大量扭矩。由于气动执行机构需要高压，因此这些阀门响应速度快，是需要立即停止和启动主控制的应用的首选。

在许多其他用途中，气动执行器通常用于控制发电厂冷却水流量的阀门。

电动执行器：

电动执行器需要电能来实现运动。电动执行器由易于获得的能源驱动，被认为更加节能和清洁。

电动执行器的最大问题是，如果占空比发生剧烈变化，它们可能会过热。由于惯性而导致的速度较慢也使其在某些应用中不太受欢迎。一些常用的应用是蝶阀或球阀的打开和关闭。电动执行机构又分为机电执行机构和电液执行机构。

机电执行器：

这些执行器将电信号转换为旋转运动、线性运动或两者的组合。机电执行器准确、使用寿命更长且维护需求低。

电液执行器：

这些执行器由电力驱动，但会向液压蓄能器提供运动，而液压蓄能器又提供运动所需的力。当使用这些执行器时，不需要单独的液压泵；这降低了成本，并提高了可靠性和安全性。

液压执行器：

液压执行器具有气缸或带活塞的液压马达，利用液压动力产生机械运动。根据应用，机械运动依次转换为线性、旋转或振荡运动。

液体几乎不可压缩；由压力和温度引起的密度变化可以忽略不计。因此，液压执行器阀产生的扭矩很大，因此非常强大。有单作用液压执行器阀，可在活塞的一侧施加压力，使其沿相反方向移动。反向运动需要弹簧。另一尺寸，双作用液压执行器在活塞的两侧施加压力，以便从两侧进行运动。

使用液压执行器的一些应用是高压蒸汽涡轮管道的主截止阀和控制阀。

磁力执行器：

磁致动器利用磁效应产生机械力、旋转或线性运动、连续或有限运动。磁性执行器广泛应用于 HVAC 应用中，用于关闭或混合流体和蒸汽。

热执行器：

热执行器使用活塞和热敏材质来响应温度变化而产生线性运动。

热执行器广泛用于需要流体混合和分流的应用，以及需要根据温度设定点打开或关闭阀门的安全关闭过程。

即使断电，热力阀门执行器也能正常工作，并且不会发生短路，因此可靠且安全。

如何选择合适的执行器

每个执行器都有独特的用途和能量需求。了解每个执行器的工作原理对于选择正确的阀门执行器非常重要。

选择合适的执行器时请考虑以下几点：

电源：选择合适的阀门执行器最重要的因素之一是可用的电源。对于具有不间断加压空气源的工业场所，正确的选择是气动执行器。但是，如果没有可用的压缩空气，您可以选择电动或液压类型。

所需的运动：选择执行器时的另一个重要考虑因素是您的应用所需的运动。确定您的设备所需的运动范围 - 线性、旋转或两者的组合 - 并为阀门选择合适的执行器。

精度：某些行业比其他行业需要更高水平的精度和可重复性。气动执行器是特定运动的最佳选择。

安全性 - NEMA 评级要求：选择阀门执行器时，安全性应该是另一个关键因素。了解执行器将在什么类型的环境中使用非常重要。您需要考虑 NEMA 评级要求并遵循 NEMA 指南以提高安全性。

NEMA 外壳体耐压额定值说明

最常见的 NEMA 等级是 NEMA 4、4x 和 7。

NEMA 4 外壳体耐压适用于室内或室外，为人员提供一定程度的保护，防止意外接触，并且具有防水功能（防止落尘、雨、雨夹雪、雪、风吹灰尘、溅水和软管引水）以及外部地层冰。

NEMA 4X 外壳体耐压与 NEMA 4 相同，但提供额外级别的防腐蚀保护。

NEMA 7 外壳体耐压可用于具有特定危险条件的区域，能够承受气体内部爆炸产生的压力，并满足爆炸、静水压和温度设计测试规范。

例如，在没有保护套和其他安全措施的情况下，在水源附近操作电动执行器可能会很危险。

维护执行器

与其他工业工厂设备一样，驱动阀门也面临危险环境和磨损。所有阀门执行器均应进行预防性维护，以便：

延长阀门执行器的使用寿命。

提高执行器的可靠性。

在问题发生并影响操作之前识别它们。

降低维护成本。

防止重大停机和停机。

维护执行器时需要考虑以下几点：

定期从外部检查执行器是否有磨损。

检查是否有泄漏和液压油液位。如果您发现执行器中的零件松动或损坏，请更换它们。

通过分析自动化图表和输出计算来检查性能表现。

执行器广泛应用于许多工业和其他应用中。在选择适合执行器应用目的的合适产品之前，必须仔细分析要求。