氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)常見故障及處理方法

執(zhí)行器在現(xiàn)代生產(chǎn)過程自動化中起著十分重要的作用。人們常把它稱為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的手足，因?yàn)樗谧詣踊?a target="_blank">控制系統(tǒng)中接受調(diào)節(jié)器的控制信號，自動的改變調(diào)節(jié)變量，達(dá)到對被調(diào)參數(shù)（如溫度、壓力、流量、液位等）進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的，使生產(chǎn)過程中按預(yù)定要求正常進(jìn)行。

執(zhí)行器的功能：

--控制閥門的開關(guān)，保證閥門正常工作所需的行程；

--提供閥門關(guān)閉時(shí)所需的關(guān)閉力；

--具備一定的開關(guān)速度，保證使用要求；

--與相關(guān)附件聯(lián)合使用，滿足意外故障時(shí)閥門的理想位置。

從應(yīng)用來分類：

直行程（Linear Actuator）：

直行程調(diào)節(jié)閥（口徑一般為15~150mm）的控制。輸出推力：0.5~25KN，行程（10~100mm），行程速度（0.2~2.5mm/s）；

角行程（Quaret-turn Actuator）：

90°轉(zhuǎn)角閥門（如蝶閥、球閥）和風(fēng)門擋板的控制。輸出力矩：50~2000Nm（常用力矩：100Nm，250Nm，700Nm，1600Nm，2500Nm，6500Nm）行程90°、120°，行程速度（5~150S）；

多轉(zhuǎn)式（Multi-turn Actuator）：

多回轉(zhuǎn)閥門（如閘閥）的控制，也是直行程、角行程執(zhí)行器的基礎(chǔ)。輸出力矩：30~2000Nm，行程（0.25~50s），行程速度（1~120r/min）。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受氣動控制器或閥門定位器輸出的氣壓信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的推桿直線位移，以推動調(diào)節(jié)閥動作。

按照結(jié)構(gòu)可分為：啟動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類：

對于不同的進(jìn)氣方位可分為：

? ?氣開式（進(jìn)氣打開閥門，失氣彈簧復(fù)位關(guān)閉閥門）；

? ?氣關(guān)時(shí)（進(jìn)氣關(guān)閉閥門，使其彈簧復(fù)位打開閥門）。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要組成部件和功能：

減壓閥：降低控制氣源壓力，以適宜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作壓力；

過濾器：濾去壓縮空氣中的水和其他雜質(zhì)，保證進(jìn)入電/氣轉(zhuǎn)換器、定位器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣的清潔。許多產(chǎn)品是減壓閥和過濾器一體化設(shè)計(jì)；

電/氣轉(zhuǎn)換器：將控制系統(tǒng)的4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成3-15psi（0.2-1kg/cm）的氣壓控制信號；

定位器：是閥位控制的核心部件，對調(diào)節(jié)閥的閥位進(jìn)行精確控制。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要組成部件和功能：

位置變送器：通過連桿與閥桿的位移同步產(chǎn)生轉(zhuǎn)角移動，轉(zhuǎn)換成4~20mA電信號，線性地反應(yīng)閥門的開度；

行程開關(guān)：通常安裝在閥門的全開和全關(guān)位置，用以發(fā)出閥門全開或全關(guān)的信號送到控制系統(tǒng)；

為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的控制功能，一些執(zhí)行機(jī)構(gòu)上還配備了其他的控制部件，如實(shí)現(xiàn)連鎖功能的電磁閥，實(shí)現(xiàn)保位功能的鎖氣器，加快動作速度的氣放大器，失氣時(shí)維持短時(shí)間的儲能罐等等。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)常見故障及產(chǎn)生的原因：

調(diào)節(jié)閥不動作。故障現(xiàn)象及原因如下：

一? 無信號、無氣源

1、氣源未開；2、由于氣源含水在冬季結(jié)冰，導(dǎo)致風(fēng)管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；3、空壓機(jī)故障；4、氣源總管泄漏。

二? 有氣源，無信號

1、調(diào)節(jié)器故障；2、信號管泄漏；3、定位器波紋管漏氣；

三? 定位器無氣源

1、過濾器堵塞；2、減壓閥故障；3、管道泄漏或堵塞。

四? 定位器有氣源，無輸出

定位器的節(jié)流孔堵塞。

五? 定位器輸出正常調(diào)節(jié)閥不動作

1、閥芯脫落；2、閥芯與閥座卡死；3、管道泄漏或堵塞；4、閥座閥芯凍結(jié)或焦塊污物；5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧因長期不用而銹死。

調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定。故障現(xiàn)象和原因如下：

一? 氣源壓力不穩(wěn)定

1、壓縮機(jī)容量太?。?、減壓閥故障。

二? 信號壓力不穩(wěn)定

1、控制系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)（T=RC）不適當(dāng)；2、調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定。

三? 氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定

1、定位器中放大器磨損或臟，耗氣量特別增大時(shí)會產(chǎn)生輸出振蕩；2、定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；3、輸出管、線漏氣；4、膜盒漏氣；5、閥桿摩擦阻力大。

調(diào)節(jié)閥振蕩，故障現(xiàn)場和原因分析如下：

一? 調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振蕩

1、支撐不穩(wěn)；2、附近有振動源；3、閥芯與襯套磨損嚴(yán)重；4、膜盒漏氣；5、定位器泄漏；6、定位器輸出與膜盒間管路漏氣；7、盤根壓得太緊；8、盤根壓偏；9、閥桿摩擦力大。

二? 調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時(shí)振蕩

1、調(diào)節(jié)閥選大了，常在小開度下使用；2、單閥座介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反。

調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍。遲鈍的現(xiàn)象及原因如下：

一? 閥桿僅在單方向動作時(shí)遲鈍

1、氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中膜片破損泄漏；2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)中“O”型密封泄漏。

二? 閥桿在往復(fù)動作時(shí)均有遲鈍現(xiàn)象

1、閥體內(nèi)有粘物堵塞；2、聚四氟乙烯填料變硬或石墨--石棉填料潤滑油干燥；3、填料壓得太緊，摩擦阻力增大；4、由于閥桿不直導(dǎo)致摩擦阻力大；5、沒有定位器的氣動調(diào)節(jié)閥也會導(dǎo)致動作遲緩。

調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大。泄漏的原因如下：

一? 閥全關(guān)時(shí)泄漏量增大

1、閥芯被磨損，內(nèi)漏嚴(yán)重；2、閥未調(diào)好關(guān)不嚴(yán)；

二? 閥達(dá)不到全閉位置

1、介質(zhì)壓差太大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性小，閥關(guān)不嚴(yán)；2、閥內(nèi)有異物；3、襯套燒結(jié)。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動單元組合式儀表中的執(zhí)行單元。它是以單相交流電源為動力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，操縱風(fēng)門、擋板等機(jī)械機(jī)構(gòu)，可配用各種電動操作器完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動--自動”的無擾動切換，及對被調(diào)對象的遠(yuǎn)方手動操作，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位雙重保護(hù)來完成自動調(diào)節(jié)的任務(wù)。它在電力、冶金、石油化工及鍋爐系統(tǒng)的上水及風(fēng)門擋板的調(diào)節(jié)等部門得到廣泛應(yīng)用。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：

電動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)電動執(zhí)行器一般由：伺服電機(jī)、控制器、減速機(jī)、輔助部件

四部分組成。

電機(jī)：

電機(jī)是接受伺服放大器或電動操作器輸出的開關(guān)電源，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

減速器：

減速器上有手動部件、輸出軸、機(jī)械限位塊。減速器是將電機(jī)的高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的輸出功率，以帶動閥門機(jī)構(gòu)動作。

控制部位接受和輸出4—20mA模擬信號和數(shù)字信號實(shí)現(xiàn)對于執(zhí)行器的自動控制，包括伺服放大器和位置變送器， 新近發(fā)展的智能化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行器的功能設(shè)定、故障自我診斷、狀態(tài)報(bào)警和記錄、顯示和通訊功能。

位置發(fā)送器：

位置發(fā)送器是由電源變壓器、差動變壓器、印刷電路板等部件組成。當(dāng)減速器輸出軸移動時(shí)，凸輪隨之旋轉(zhuǎn)，是壓在凸輪斜面上的差動變壓器的鐵芯連桿產(chǎn)生軸向位移，改變鐵芯在差動變壓器的鐵芯連桿產(chǎn)生軸向位移，改變鐵芯在差動變壓器線圈中的位置，使差動變壓器輸出對應(yīng)位置的電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號（4~20mA）。

伺服放大器：

四氟放大器的調(diào)節(jié)原理類似于一個(gè)純積分作用的調(diào)節(jié)閥，只要指令型號與閥位反饋型號的偏差超過調(diào)節(jié)不靈敏區(qū)的范圍，伺服放大器就會一直發(fā)出開指令或者關(guān)指令。

它接受調(diào)節(jié)儀表的標(biāo)準(zhǔn)型號（4-20mA）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號，進(jìn)行比較放大后輸出220V交流電驅(qū)動伺服電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開度。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制方式：

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有遠(yuǎn)方遙控調(diào)節(jié)、就地電動控制和就地手動操作三種控制方式。

1.? 就地手動方式

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)需就地手動操作時(shí)，當(dāng)電動操作器切換開關(guān)位置“手動”位置，把電機(jī)端部旋鈕撥到“手動”位置，拉出執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的手輪或波動手/自動切換把手，搖動手輪就可以實(shí)現(xiàn)手動操作。當(dāng)不用就地操作時(shí)，千萬要注意，把電動端部的旋鈕撥到“自動”位置，并把首輪推進(jìn)。

2.? 就地電動方式

當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)切換開關(guān)放在“就地”位置時(shí)，操作只要將旋轉(zhuǎn)切換開關(guān)分別撥到“開”或“關(guān)”的位置（或按“開”或“關(guān)”按鈕），帶動電動正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸就可以實(shí)現(xiàn)上行或下行動作，在運(yùn)動過程中觀察電動操作器上的閥位開度表，到所需控制閥位開度時(shí)，立即松開切換開關(guān)即可。

3.? 遠(yuǎn)方控制方式

當(dāng)電動執(zhí)行機(jī)器切換放在：“自動”或“遠(yuǎn)控”位置時(shí)，即處在自動調(diào)節(jié)狀態(tài)，接受DCS或控制器4-20mA DC指令信號，自動調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位到預(yù)定位置。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)試：

調(diào)試步驟：

1）檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)外觀完整，信號匹配；

2）完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線，檢查接線是否正確。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接線：1.電源線，220V或380V，氣動閥門定位器一般不需要專用電源線；2.模擬信號：指令信號4-20mA DC，從DCS或PLC至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，反饋型號4-20mA DC，從執(zhí)行機(jī)構(gòu)至DCS或PLC等；3.開關(guān)信號（可選）：全開、全關(guān)行程開關(guān)信號，故障信號等。

3）在通風(fēng)前，先手動把執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)到中間位置，然后將操作方式打到“就地操作”，通電，先點(diǎn)動看執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向和閥動作的方向是否一致，如果相反，則需將電源線換相或更改執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用方式。

4）調(diào)限位：通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)將閥動作至“全關(guān)”位置，將萬用表打到蜂鳴檔，量下關(guān)限位的“開點(diǎn)”是否變?yōu)椤伴]點(diǎn)”；如果沒有變化，則需要調(diào)整關(guān)限位，直至調(diào)好；然后再將閥動作到“全開”位置，看下“開限位”信號是否來，否則需要調(diào)開限制。

編輯：黃飛

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