什么是气动执行器？原理、分类、选型一篇搞定

在机械操作中，气动执行器起着至关重要的作用，这就要求大家对气动执行器的安装、调试、维护和故障分析有所了解，只有正确的安装操作和必要的维护保养，才能使阀门维护工作达到应有的效果和应用的目的。

安装与调试

一，执行器与阀门的安装

1. 在拿到气缸后首先检查气缸型号是否正确，检查气缸为开状态还是关状态，通常情况下安装时为关状态。（大口径阀门也可以开状态安装）.

2. 检查气缸旋转方向，逆时针旋转开阀，顺时针旋转关阀。

3. 在气缸与阀门连接时检查气缸的连接孔中心距与阀门上法兰连接孔中心距是否一致。

4. 检查气缸轴方与阀门的轴方是否一致，如果轴方不一致可加装方套。

5. 安装时气缸要与阀门状态保持一致。（注意不能一个为开状态一个为关状态，否则阀门旋转方向会相反）。

6. 安装状态：（无特殊要求外）蝶阀与执行器成90度安装。球阀与执行器安装为平行状态。

二，安装电磁阀（根据需求）

1. 在安装好气动执行器后如需要安装电磁阀，注意电磁阀上O型圈是否完好。

2. 安装好以后通气看阀门是否为全闭状态，否则把电磁阀拆下旋转180度重新安装。（无特殊要求安装后为全关状态）。

三，安装回信器

1. 首先要把气缸上端指示盖上螺丝拆下，回信器连接轴插入气缸中轴的凹槽内，然后固定好连接螺栓。

2. 打开回信器上盖，检查行程挡块是否与阀门开关相对应。阀门全开时黄色挡块压下开关，阀门全关时红色挡块压下开关。以及装上盖时，上盖上的指示也要与阀门开关一至。

四，调试

1. 在没有电磁阀的情况下，首先从一端通气，看阀门开或关的位置是否到位。如果没有到位把相对应的限位螺丝向外放松一点，多少根据阀门位置相差多少来决定。一个是开限位，一个是关限位。通常情况下执行器左边通气为开阀，右边通气为关阀。限位开关通常情况下，左边为开限位，右边为关限位。（逆时针旋转行程放大，顺时针行程变小）。（注：调整后应锁紧）

2. 在装上电磁阀以后，首先通气看阀门是否为全关状态，否则检查电磁阀及阀门安装状态。使用电磁阀上手动开关调试，看阀门的全开和全关位置是否到位，行程如需调整，方法与上面一样。

常见故障原因和现象

气动执行器常见故障及产生的原因有调节阀不动作、调节阀的动作不稳定、调节阀振动、调节阀的动作迟钝、调节阀的泄漏量增大、流量可调范围变小等。

一，调节阀不动作

1.无信号、无气源。

①气源未开，②由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵，③压缩机故障；④气源总管泄漏。

2.有气源，无信号

①调节器故障，②信号管泄漏；③定位器波纹管漏气；④调节网膜片损坏。

3.定位器无气源

①过滤器堵塞；②减压阀故障；③管道泄漏或堵塞。

4.定位器有气源，无输出。定位器的节流孔堵塞。

5.有信号、无动作

①阀芯脱落，②阀芯或与阀座卡死；③阀杆弯曲或折断；④阀座阀芯冻结或焦块污物；⑤执行机构弹簧因长期不用而锈死。

解决办法：更换电磁阀、更换线圈、清楚脏物。

二，调节阀的动作不稳定

1.气源压力不稳定。

①压缩机容量太小；②减压阀故障。

2.信号压力不稳定。

①控制系统的时间常数（T＝RC）不适当；②调节器输出不稳定。

3.气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定。

①定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严，耗气量特别增大时会产生输出震荡；②定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀；③输出管、线漏气；④执行机构刚性太小；⑤阀杆运动中摩擦阻力大，与相接触部位有阻滞现象。

三，调节阀振动

1.调节阀在任何开度下都振动。

①支撑不稳；②附近有振动源；③阀芯与衬套磨损严重。

2.调节阀在接近全闭位置时振动。

①调节阀选大了，常在小开度下使用；②单座阀介质流向与关闭方向相反。

四，调节阀的动作迟钝

1.阀杆仅在单方向动作时迟钝。

①气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏；②执行机构中“O”型密封泄漏。

2.阀杆在往复动作时均有迟钝现象。

①阀体内有粘物堵塞；②聚四氟乙烯填料变质硬化或石墨一石棉填料润滑油干燥；③填料加得太紧，摩擦阻力增大；④由于阀杆不直导致摩擦阻力大；⑤没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟钝。

五，调节阀的泄漏量增大

1.阀全关时泄漏量大。

①阀芯被磨损，内漏严重，②阀未调好关不严。

2.阀达不到全闭位置。

①介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严；②阀内有异物；③衬套烧结。

六，流量可调范围变小

主要原因是阀芯被腐蚀变小，从而使可调的最小流量变大。

了解了以上气动执行器常见的故障现象及原因，就可以对症采取相应的措施予以解决。

日常维护

1.气动执行器使用维护的目的在于延长阀门寿命和保证启闭可靠。

2.阀杆螺纹，经常与阀杆螺母摩擦，要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉，起润滑作用。

3.不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮，对阀杆螺纹添加润滑剂，以防咬住。

4.室外阀门，要对阀杆加保护套，以防雨、雪、尘土锈污。

5.如阀门系机械待动，要按时对变速箱添加润滑油。

6.要经常保持阀门的清洁。

7.要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱落，要配齐、不能凑合使用，否则会磨圆阀杆上部的四方，逐渐失去配合可靠性，乃至不能开动。

8.不要依靠阀门支持其它重物，不要在阀门上站立。

9.阀杆，特别是螺纹部分，要经常擦拭，对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的，因为尘土中含有硬杂物，容易磨损螺纹和阀杆表面，影响使用寿命。

安装与

一

气动执行器概述

气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。

活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。

二

气动执行器的工作原理

1.双作用气动执行器工作原理图

当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴 (齿轮)逆时针方向旋转。反之气源压力从气口(4)进入气缸两端气腔时，使两活塞向气缸中间方向移动，中间气腔的空气通过气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。（如果把活塞相对反方向安装，输出轴即变为反向旋转）

2.单作用气动执行器工作原理图

当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，迫使两端的弹簧压缩，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。在气源压力经过电磁阀换向后，气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动，中间气腔的空气从气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。（如果把活塞相对反方向安装，弹簧复位时输出轴即变为反向旋转）。

三

气动执行器的分类

1.薄膜式执行机构

薄膜式执行机构最为常用，它可以用作一般控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器。气动薄膜式执行机构的信号压力p作用于膜片，使其变形，带动膜片上的推杆移动，使阀芯产生位移，从而改变阀的开度。它结构简单，价格便宜，维修方便，广泛应用。

气动薄膜执行机构有正作用和反作用两种形式。

当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下的动作的叫正作用执行机构；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构。正作用执行机构的信号压力是通入波纹膜片上方的薄膜气室；反作用执行机构的信号压力是通入波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换个别零件，两者就能互相改装。

2.活塞式执行机构

气动活塞执行机构使活塞在气缸中移动产生推力，显然，活塞式的输出力度远大于薄膜式。因此，薄膜式适用于出力较小、精度较高的场合；活塞式适用于输出力较大的场合，如大口径、高压降控制或蝶阀的推动装置。除薄膜式和活塞式之外，还有一种长行程执行机构，它的行程长，转矩大，适用于输出角位移和大力矩的场合。

气动执行机构接收的信号标准为0.02至0.1MPa。

气动活塞执行机构的主要部件为气缸、活塞、推杆。气缸内活塞随气缸内两侧压差的变化而移动。根据特性分为比例式和两位式两种。两位式根据根据输入活塞两侧操作压力的大小，活塞从高压侧被推向低压侧。比例式是在两位式基础上加以阀门定位器，使推杆位移和信号压力成比例关系。

3.齿轮齿条式执行机构

齿轮齿条式(双活塞齿条式)气动执行器，具有结构紧凑，外观优美，反应迅捷，运行稳定，使用寿命长等特点。所有配件都采用最先进的防腐蚀处理技术，能适应各种恶劣工况。其高低温以及各种特殊行程的执行器在各种应用领域都有良好的表现。

四

气动执行器的选型

在选用气动执行器前，请确认阀门扭矩。并在扭矩上增加安全值，水蒸汽或非润滑液体介质增加25%安全值；非润滑浆料液体介质增加30%安全值。

当选用阀门扭矩为210NM，气源压力只有5bar，介质为非润滑的水蒸汽，考虑到安全因素，增加25%安全值值即262NM，按双作用输出扭矩表查找气源压力在5bar时相应扭矩值。应选用277NM，型号为POADA300。

气动执行器扭矩表

五

气动执行器的性能特点

1.气动装置额定输出力或力矩应符合GB/T12222和GB/T12223的规定上面为薄膜式执行机构；

2.在空载情况下，对气缸内输入按规定的气压，其动作应平稳，无卡阻及爬行现象；

3.在0.6MPa的空气压力下，气动装置启、闭两个方向的输出力矩或推力，其值应不小于气动装置标牌所标示的数值，且动作应灵活，不允许各部位出现永久变形及其他异常现象；

4.密封试验用最大工作压力进行试验时，从各自背压一侧泄漏出的空气量不允许超过（3+0.15D）cm3/min（标准状态）；从端盖、输出轴处泄漏出的空气量不允许超过（3+0.15d）cm3/min；

5.强度试验用1.5倍的最大工作压力进行试验，保持试验压力3min后，其缸体端盖和静密封部位不允许有渗漏及结构变形；

6.动作寿命次数，气动装置模拟气动阀门动作，在保持两个方向的输出力矩或推力能力的情况下，启闭操作的启闭次数应不低于50000次（启—闭循环为一次）；

7.带缓冲机构的气动装置，当活塞运动到行程终端位置时，不允许出现冲击现象。

气动执行器以压缩空气为动力源，将输入控制信号转换为气压信号加到气动执行机构上进而驱动阀门，实现连续调节或开关动作，气动控制阀可配用各种附件来实现多种控制功能，满足控制系统对气动控制阀提出的各种特殊要求。也就是说，附件可以使气动控制阀的功能更完善、更合理、更齐全。今天，仪控君就为大家整理了一下气动执行器有哪些附件，各自的作用是什么，希望能对大家有所帮助。

气动执行器的主要附件

一，过滤减压阀

过滤减压阀是工业自动化仪表中的一种附件，其主要功能是将来自空压机的压缩空气进行过滤净化并将压力稳定在所需要的数值上，可用于各类气动仪表、电磁阀、气缸、喷涂设备及小型气动工具的供气源和稳压装置。

过滤减压阀可分为：

A.二联件（过滤器、减压阀）

作用：完成对压缩仪表空气的过滤和减压功能

B.三联件（过滤器、减压阀、油雾器，压力表为可选件）

作用：完成对压缩仪表空气的过滤和减压功能，并对空气进行润滑。

注意：有的人很容易混淆气源三联件和气动三联件，二者区别在于气源三联件由过滤器、减压阀、油雾器，三部分组成，而气动三联件是由气源三联件，信号开关、电磁阀三部分组成，气源三联件是气动三联件里面的组成部分。

过滤器是空气的净化装置，过滤掉空气中的水和杂质，也是气动执行器执行工作，不可缺少的部件，否则气动执行吸入杂质将会影响其使用功能及使用寿命。减压阀是调整气源压力达到稳压的，在减压阀调整压力合适后，应用锁定装置。油雾器的作用是将油通过气管送到气缸里，达到润滑气缸的目的。

二，电磁阀

定义：用电磁铁操纵阀芯移动的阀，一般是通过控制气动执行器的运动过程实现对阀门的打开与关闭。

电磁阀常用于开关阀，通过电压信号控制气源、气路的通断，以控制阀门的开关。

电磁阀分类：

1.按操作方式分类

人力操作：按钮式、手柄式、脚踏板式；

机械操作：柱塞式、滚轮杠杆式；

气压操作：直接控制、简介控制；

电气操作：直动式、先导式。

2.按使用习惯分类

分为两位两通电磁阀 ；两位三通电磁阀 ；两位四通电磁阀 ；两位五通电磁阀；三位五通电磁阀 。

三，限位开关

限位开关又称行程开关，是用以指示和反馈机械设备的运动极限位置的电气开关。

限位开关分普通限位开关和防爆限位开关；类型有感应式、接触式、行程开关；材质有塑料限位开关、铝合金限位开关、不锈钢限位开关；限位开关规格有210、310、410、510等；限位开关防护等级有IP65、IP67、IP68等；普通限位开关和低温型限位开关；此外还有防爆等级。

四，定位器

阀门定位器是控制阀的主要附件，它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。

1.阀门定位器的分类

（1）阀门定位器按结构形式和工作原理分为：

a.气动阀门定位器：输入信号是标准气信号。例如，20~100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。

b.电气阀门定位器：输入信号是标准电流或电压信号。例如，4~20mA电流信号，其输出信号是标准的气信号。

c.智能阀门定位器

（2）按阀门定位器是否带CPU可分为：普通电气阀门定位器和智能电气阀门定位器。

2.配定位器的情况

（1）介质压力高、压差大的时候；

（2）调节阀的口径大时（DN>100）；

（3）高温或低温调节阀；

（4）需要提高调节阀的动作速度时；

（5）用标准信号、操作非标准弹簧的执行机构时（20～100KPa以外的弹簧范围）；

（6）用于分程控制时；

（7）使阀门实现反向动作时（气关式和气开式互相转换）；

（8）需要改变阀的流量特性时（可以改变定位器凸轮）；

（9）无弹簧执行机构或活塞执行机构，要实现比例动作时；

（10）用电信号去操作气动执行机构时，必须配电-气阀门定位器。

3.定位器的作用

（1）用于对调节质量要求高的重要调节系统，以提高调节阀的定位精确及可靠性。

（2）用于阀门两端压差大的场合。通过提高气源压力增大执行机构的输出力，以克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。

（3）当被调介质为高温、高压、低温、有毒、易燃、易爆时，为了防止对外泄露，往往将填料压得很紧，因此阀杆与填料间的摩擦力较大，此时用定位器可克服时滞。

（4）被调介质为粘性流体或含有固体悬浮物时，用定位器可以克服介质对阀杆移动的阻力。

（5）用于大口径（Dg>100mm）的调节阀，以增大执行机构的输出推力。

（6）当调节器与执行器距离在60m以上时，用定位器可克服控制信号的传递滞后，改善阀门的动作反应速度。

（7）用来改善调节阀的流量特性。

五，气控阀

六，快速排气阀

快速排气阀的结构

七，保位阀

保位阀也叫气动锁止阀，是气动单元组合仪表辅助元件。当气源系统发生故障时，保位阀能自动切断调节仪表与调节阀的通道，使调节阀的开度保证停在故障前的位置，使工艺过程正常运行。气源故障消除后，又能自动恢复正常工作。因此保卫阀可作为自动控制回路中的安全保护装置。

作用：当控制回路失气或失电时，可使用保位闪阀使 阀保位在故障前位置。

八，压力开关

通过压力开关对执行机构的气源压力进行高地压控制，保证执行机构得到稳定的输出扭矩。

九， 调速阀

单向调速阀：通过调节输入到执行机构的气量大小来控制阀门的开关速度，一般采用排气节流，更稳定、可靠。

十，手动操作机构

分类：机械手轮、齿轮箱、手动液压泵装置。

作用：当电路、气路切断或有故障时，用于操作阀门的启闭。