角行程還是直行程？.doc

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1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用與安裝在生產(chǎn)過程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到幾個(gè)問題：怎樣克服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的墮走？是選用直行程執(zhí)行器呢，還是選用角行程執(zhí)行器？要搞清楚這個(gè)問題，我們先要搞明白幾個(gè)問題。下面就一一說明：一、角行程、直行程的結(jié)構(gòu)角行程執(zhí)行器目前都采用電機(jī)帶動(dòng)齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪又帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行工作。二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的墮走電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生慣性，這個(gè)慣性產(chǎn)生的力矩一般較小。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生慣性，這個(gè)慣性較大。齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性與齒輪的轉(zhuǎn)速、質(zhì)量成正比。如果其中一個(gè)齒輪設(shè)計(jì)得較大，慣性就會(huì)增加。國產(chǎn)的DKJ執(zhí)行器，其中一個(gè)齒輪都很大，

2、產(chǎn)生慣性最大成分，是由這個(gè)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的。慣性帶動(dòng)輸出軸產(chǎn)生超過控制指令的動(dòng)作量，這個(gè)性質(zhì)叫做執(zhí)行器的墮走。墮走對(duì)控制是有害的。三、執(zhí)行器自身抑制墮走的能力這個(gè)自身抑制墮走的能力，是指在非專門的制動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下，依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自身的傳動(dòng)過程中的摩擦力，和電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜止慣性，尤其是電機(jī)側(cè)的摩擦和慣性，經(jīng)過傳動(dòng)比的放大，具有的抑制墮走的能力。執(zhí)行器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有三個(gè)基本作用：傳動(dòng)、減速、放大力矩。其中放大力矩既可以放大電機(jī)的動(dòng)力力矩，又可以放大電機(jī)側(cè)的摩擦和慣性力矩。慣性力矩中，分靜止慣性和運(yùn)動(dòng)慣性。在電機(jī)啟動(dòng)和的瞬間，我們希望

3、能夠克服靜止慣性；在電機(jī)結(jié)束動(dòng)作時(shí)，我們希望運(yùn)動(dòng)慣性越小越好；在執(zhí)行器靜止時(shí)候，我們希望靜止慣性越大越好，以此可以克服外來干擾。直行程執(zhí)行器一般采用齒輪減速傳動(dòng)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合的傳動(dòng)方式。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)主要是為了把角位移轉(zhuǎn)換成直線位移，同時(shí)由于蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)本身的特性，又具備了自行制動(dòng)的功能。眾所周知，當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，蝸輪帶動(dòng)蝸桿進(jìn)行直線位移，當(dāng)蝸論停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，即使蝸桿有一個(gè)強(qiáng)制位移的力量，這個(gè)力量也很難推動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，蝸輪機(jī)構(gòu)具有自身制動(dòng)的功能。但是這個(gè)功能是有限度的。齒輪減速機(jī)構(gòu)自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性會(huì)傳遞給蝸輪，渦輪

4、傳遞給蝸桿。所以直行程執(zhí)行器中，齒輪減速機(jī)構(gòu)的慣性問題會(huì)引起執(zhí)行器的墮走。角行程執(zhí)行器多采用純粹的齒輪盤傳動(dòng)，較少渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)。純粹齒輪盤傳動(dòng)的制動(dòng)能力較蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)稍差一點(diǎn)。無論蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)還是純粹齒輪盤傳動(dòng)，一般都應(yīng)該安裝專門的制動(dòng)功能。一、怎樣克服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的墮走除了直行程的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)自身有克服墮走的功能外，我們還要專門設(shè)計(jì)克服墮走的功能。在設(shè)計(jì)方面，直行程與角行程克服墮走的方法基本上是一樣的。總結(jié)起來有三種：1、機(jī)械制動(dòng)國產(chǎn)老式執(zhí)行器在電機(jī)上設(shè)計(jì)安裝一個(gè)剎車片，不管執(zhí)行器是否動(dòng)作，剎車片始終摩擦電機(jī)，依靠增加摩擦力產(chǎn)

5、生制動(dòng)。該方法增大了電機(jī)的阻力，剎車片易因高溫老化，屬于較落后的制動(dòng)方式。該方式在國內(nèi)基本淘汰。2、電氣制動(dòng)在電機(jī)停轉(zhuǎn)的瞬間，給電機(jī)一個(gè)反方向的控制脈沖，達(dá)到讓電機(jī)制動(dòng)的目的。該技術(shù)思路多取自歐美。3、機(jī)械與電氣綜合制動(dòng)繼續(xù)采用剎車片的方式，只是在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，發(fā)出指令控制剎車片抬起，停止的時(shí)候落下。該技術(shù)多取自歐美日。4、變頻器自身的制動(dòng)功能該方法只有采用變頻電機(jī)的執(zhí)行器中采用。變頻器輸出的頻率是固定的，電機(jī)轉(zhuǎn)速可以控制在很小的范圍內(nèi)。5、無專門的制動(dòng)功能有些執(zhí)行器生產(chǎn)廠家認(rèn)為其傳動(dòng)比比較大，加上傳動(dòng)過程中的摩擦、和電機(jī)

6、及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜止慣性，尤其是電機(jī)側(cè)的摩擦，經(jīng)過傳動(dòng)比的放大，足以抑制執(zhí)行器的墮走。因而有些廠家的執(zhí)行器本身沒有設(shè)計(jì)專門的制動(dòng)功能。一、克服閥門側(cè)施加的外來干擾力矩制動(dòng)的目的有兩個(gè)：一是為了克服執(zhí)行器的墮走，二是為了克服閥門機(jī)構(gòu)自身的晃動(dòng)給執(zhí)行器帶來的擺動(dòng)。我們這里稱這種外來的力矩干擾為外來干擾。對(duì)于外來干擾，我們一般無需采用制動(dòng)措施，這與執(zhí)行器內(nèi)部的傳動(dòng)部分的特性有關(guān)。無論是齒輪傳動(dòng)還是蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其傳動(dòng)比都比較大，因而力矩在上面說的克服執(zhí)行器墮走的方法中，一般來說，第1、3種方法可以克服外來干擾?？墒且泊嬖谔厥馇闆r。比如

7、有的機(jī)械傳動(dòng)比比較小，加上傳動(dòng)的機(jī)械摩擦比較小，則有可能造成機(jī)械制動(dòng)不能抑制外來干擾的情況。一般來說，執(zhí)行器的生產(chǎn)廠家都會(huì)關(guān)注機(jī)械制動(dòng)問題。但是也有的廠家對(duì)此考慮的不夠周全，比如沈陽威爾特角行程執(zhí)行器就沒考慮到這個(gè)問題，因而在重要場合不宜采用此類執(zhí)行器。一、閥門與執(zhí)行器的連接角度在閥門與執(zhí)行器鏈接的時(shí)候，要避免執(zhí)行器和閥門的死角。如下圖所示：圖一：避免鏈接死角上圖中不管是左邊區(qū)域還是上面中間區(qū)域，都是不正確的連接方法，都會(huì)產(chǎn)生死角。左邊區(qū)域中，閥門關(guān)閉位置執(zhí)行器無法帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；上面的區(qū)域中，閥門關(guān)閉位置執(zhí)行器無法帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。最理

8、想的連接方法應(yīng)該是下面的區(qū)域和右邊的區(qū)域。一、直行程和角行程是否可以互換？直行程，只要有輸出伸縮軸，基本上都可以用角行程代替。角行程也基本上都可以改造成直行程。在鏈接時(shí)，可以依靠一個(gè)傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)角度的轉(zhuǎn)換。一般來說，直行程要比較形成的線性要好。尤其是給水系統(tǒng)，要求線性較好，最好選用直行