執(zhí)行機(jī)構(gòu)選氣動還是電動？一看就明白了！

一．如何選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1．執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇的主要考慮因素

①可靠性；②經(jīng)濟(jì)性；③動作平穩(wěn)、足夠的輸出力矩；④結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便。

2．電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇比較

（1）氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡單可靠

老式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性差是它過去的一貫弱點，然而在 90 年代電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展徹底解決了這一問題，可以在 5~10年內(nèi)免維修，它的可靠性甚至超過了氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（2）驅(qū)動源

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大不足就是需別設(shè)置氣源站，增加了費用；電動閥的驅(qū)動源隨地可取。

（3）價格方面

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須附加閥門定位器，再加上氣源，其費用與電動閥不相上下（進(jìn)口電氣閥門定位器與進(jìn)口電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)價格相當(dāng)；國產(chǎn)定位器與國產(chǎn)電動執(zhí)行器不相上下）。

（4）推力和剛度：兩者相當(dāng)

（5）防火防爆

“氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) + 電氣閥門定位器”略好于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3．推薦意見

（1）在可能的情況下，建議選用進(jìn)口電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)配國產(chǎn)閥，以用于國產(chǎn)化場合、新建項目等。

（2）薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺陷，但其結(jié)構(gòu)簡單，所以，目前仍是使用最多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。但這里我們強調(diào)的是最好選用 ZHA 、 ZHB 型的精小型薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)去代替 ZMA 、 ZMB 型的老式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以獲得更輕的重量、更小的尺寸和大的輸出力。

（3）活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇注意方面：

①氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力不夠時，選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)來提高輸出力；對大壓差的調(diào)節(jié)閥（如中壓蒸汽切斷），當(dāng) DN≥ 200 時，甚至要選雙層活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

②對普通調(diào)節(jié)閥，還可選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)去代替薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸大大減小，就此觀點而言，氣動活塞調(diào)節(jié)閥使用會更多；

③對角行程類調(diào)節(jié)閥，其角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，典型的結(jié)構(gòu)是雙活塞齒輪齒條轉(zhuǎn)動式。值得強調(diào)的是，傳統(tǒng)的“直行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)+ 角鐵 + 曲柄連桿”方式。

二．電動和氣動執(zhí)行器的對比

1．抗過載能力和使用壽命

電動執(zhí)行器只能用于間斷性操作，因此不適用于持續(xù)的閉環(huán)操作。而氣動執(zhí)行器具有抗過載能力且在其整個使用壽命中是免維護(hù)的。不需要換油也不需要其它潤滑。其標(biāo)準(zhǔn)使用壽命多達(dá)一百萬次開關(guān)循環(huán)，所以氣動執(zhí)行器比其它閥執(zhí)行器優(yōu)越。

2．安全

氣動執(zhí)行器可用于有潛在爆炸危險的場合，特別是碰到下列情況：

需要防爆閥(如帶合適線圈的Namur閥)；閥或閥島需安裝在爆炸區(qū)域外，在爆炸區(qū)域使用的氣動執(zhí)行器要通過氣管驅(qū)動；電動執(zhí)行器不易在有潛在爆炸危險的場合中使用且成本高。

3．抗過載能力

在需要增加扭矩或?qū)ψ饔昧τ刑厥庖蟮那闆r下，電動執(zhí)行器將很快地達(dá)到扭矩極限。尤其是在不定期開啟或長時間關(guān)閉閥執(zhí)行器的情況下，氣動執(zhí)行器抗過載能力的優(yōu)點就顯而易見了，因為沉積物或燒結(jié)物會加大起動扭矩。使用氣動元件，可以很容易地增加工作壓力以及作用力或扭矩。

4．經(jīng)濟(jì)性

在水和污水處理技術(shù)中大多數(shù)閥執(zhí)行器都是以開/關(guān)的模式進(jìn)行操作或者甚至設(shè)計成手動操作形式，因此氣動元件開創(chuàng)了合理化的重要前景。與氣動執(zhí)行器相比，如果使用電動執(zhí)行器，則監(jiān)測功能如過溫監(jiān)測、扭矩監(jiān)測、轉(zhuǎn)換頻率、維修保養(yǎng)周期都必須設(shè)計在控制和測試系統(tǒng)中，這就導(dǎo)致了大量的線路輸入和輸出。除了終端位置感測和氣源處理，氣動執(zhí)行器不需要任何監(jiān)測和控制功能。氣動執(zhí)行器成本很低，所以更加應(yīng)該使手動閥執(zhí)行器自動化。

5．裝配

氣動技術(shù)非常簡單?？梢院苋菀椎貙崿F(xiàn)氣動執(zhí)行器在閥驅(qū)動頭上的安裝以及氣源處理裝置的連接和驅(qū)動，另外氣動執(zhí)行器的免維護(hù)設(shè)計確保了方便易用的即裝即運行。

6．元件

氣動元件具有較高的抗振性，堅固、耐用，一般不會損壞。即使很高的溫度也不會損壞耐腐蝕元件。電動執(zhí)行器由大量的元件組成，相對而言，比較容易損壞。

7．技術(shù)

直線執(zhí)行器直接作用在關(guān)閉裝置上，而擺動執(zhí)行器只需一個活塞和一根驅(qū)動軸就可將“直線壓縮空氣力”轉(zhuǎn)換為擺動。使用氣動執(zhí)行器也可很容易地實現(xiàn)緩慢運動，如通過使用簡單且成本較低的流量控制元件可實現(xiàn)緩慢運動。電動執(zhí)行器在將供給的能量轉(zhuǎn)換為運動時，要發(fā)生很大的能量損失。首先是由于電馬達(dá)將大部分能量轉(zhuǎn)換為熱量，其次是由于使用了齒輪箱。

三．總 結(jié)

1．氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

現(xiàn)今大多數(shù)工控場合所用執(zhí)行器都是氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因為用氣源做動力，相較之下，比電動和液動要經(jīng)濟(jì)實惠，且結(jié)構(gòu)簡單，易于掌握和維護(hù)。由維護(hù)觀點來看，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)比其它類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)易于操作和校定，在現(xiàn)場也可以很容易實現(xiàn)正反左右的互換。

它最大的優(yōu)點是安全，當(dāng)使用定位器時，對于易燃易爆環(huán)境是理想的，而電訊號如果不是防爆的或本質(zhì)安全的則有潛在的因打火而引發(fā)火災(zāi)的危險。所以，雖然現(xiàn)在電動調(diào)節(jié)閥應(yīng)用范圍越來越廣，但是在化工領(lǐng)域，氣動調(diào)節(jié)閥還是占據(jù)著絕對的優(yōu)勢。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要缺點就是：響應(yīng)較慢，控制精度欠佳，抗偏離能力較差，這是因為氣體的可壓縮性，尤其是使用大的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，空氣填滿氣缸和排空需要時間。但這應(yīng)該不成問題，因為許多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應(yīng)以及抗偏離能力。

2．電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于動力廠或核動力廠，因為在高壓水系統(tǒng)需要一個平滑、穩(wěn)定和緩慢的過程。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力，最大執(zhí)行器產(chǎn)生的推力可高達(dá)225000kgf，能達(dá)到這么大推力的只有液動執(zhí)行器，但液動執(zhí)行器造價要比電動高很多。電動執(zhí)行器的抗偏離能力是很好的，輸出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力，達(dá)到對工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制，所以控制精度比氣動執(zhí)行器要高。如果配用伺服放大器，可以很容易地實現(xiàn)正反作用的互換，也可以輕松設(shè)定斷信號閥位狀態(tài)（保持/全開/全關(guān)），而故障時，一定停留在原位，這是氣動執(zhí)行器所作不到，氣動執(zhí)行器必須借助于一套組合保護(hù)系統(tǒng)來實現(xiàn)保位。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缺點主要有：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更容易發(fā)生故障，且由于它的復(fù)雜性，對現(xiàn)場維護(hù)人員的技術(shù)要求就相對要高一些；電機(jī)運行要產(chǎn)生熱，如果調(diào)節(jié)太頻繁，容易造成電機(jī)過熱，產(chǎn)生熱保護(hù)，同時也會加大對減速齒輪的磨損；另外就是運行較慢，從調(diào)節(jié)器輸出一個信號，到調(diào)節(jié)閥響應(yīng)而運動到那個相應(yīng)的位置，需要較長的時間，這是它不如氣動、液動執(zhí)行器的地方。