普通型機械原理

1、普通型電動執(zhí)行機構(gòu)普通型電動執(zhí)行機構(gòu)電動執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展歷史電動執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展歷史普通（防爆）型閥門電動裝置普通（防爆）型閥門電動裝置 （198090年代年代整體（防爆）型閥門電動裝置整體（防爆）型閥門電動裝置 （ 1990年代末）年代末）ZBZCQBZB-ZQB-Z工作環(huán)境和主要技術(shù)數(shù)據(jù) 1. 電機電壓：常規(guī)為380V，50Hz，（特殊訂貨可380V660V，50Hz，60Hz，以合同為準） 控制電壓：常規(guī)為220V, 50Hz，（特殊訂貨可60Hz，以合同為準） 2. 工作環(huán)境： 2.1 環(huán)境溫度：-2060 2.2 環(huán)境相對濕度：90%（25時） 2.3 工作環(huán)境不含有腐蝕性、易燃、易爆的

2、介質(zhì)； 2.4 防護等級 IP55（特殊訂貨可達IP68） 3. 短時工作制，時間定額為10分鐘；ZB型閥門電動裝置型閥門電動裝置 ZB系列閥門電動裝置多用于截止閥、閘閥、節(jié)流閥、隔膜閥等，其性能指標達到JB/T8528-1997標準的各項要求。 ZB型輸出轉(zhuǎn)矩從25Nm到400Nm，輸出轉(zhuǎn)速有12、18、24、30、36、42、48、60r/min八種可供選擇。手動速比均為1：1。 結(jié)構(gòu)簡圖 ZB系列閥門電動裝置的傳動原理：由齒輪和蝸輪蝸桿兩種傳動方式組合。詳情見結(jié)構(gòu)簡圖。1 手 輪2 輸出軸3 離合器4 蝸桿蝸輪5 行程機構(gòu)6 電器箱蓋7 閥桿螺母8 齒 輪9 力矩機構(gòu)10手電動切換11電

3、動機ZC型閥門電動裝置型閥門電動裝置 ZC系列閥門電動裝置多用于截止閥、閘閥、節(jié)流閥、隔膜閥等。 ZC型閥門電動裝置輸出轉(zhuǎn)矩從450Nm到10000Nm，輸出轉(zhuǎn)速有12、18、24、30、36、42、48、60r/min八種可供選擇（輸出轉(zhuǎn)矩較大的無高轉(zhuǎn)速）。結(jié)構(gòu)圖中主要部件有：專用電機4，電機齒輪5，齒輪12，花鍵軸9，蝸桿10，蝸輪2，手電動切換機構(gòu)和手輪，控制機構(gòu)（包括行程機構(gòu)，力矩機構(gòu)，開度機構(gòu)，現(xiàn)場按鈕盒），圖中不包括推力型用的附加推力盤。電動時，傳動路線如下：電機- 齒輪副-離合器-花鍵軸- 蝸桿蝸輪 -輸出軸。需要手動時，扳動切換手柄，這時離合器11和齒輪12之間的牙嵌脫開同時手

4、輪座處的牙嵌結(jié)合，路線如下：手輪-花鍵軸-蝸桿蝸輪-輸出軸。行程控制機構(gòu)由輸出軸上的行程齒輪1輸出傳給控制器，可以控制全開、全關(guān)、中1、中2四個位置（中1和中2可選），控制開關(guān)為本公司研制的大容量，轉(zhuǎn)動自凈1 行程齒輪2 蝸輪 3 輸出軸4 電機 5電機齒輪6 直立桿7箱體8碟形彈簧9花鍵軸10 蝸桿11離合器12齒輪式硬觸點開關(guān)，每對觸點獨立隔開。力矩控制機構(gòu)由蝸桿受力產(chǎn)生的軸向位移轉(zhuǎn)換成力矩機構(gòu)的轉(zhuǎn)角，通過調(diào)整轉(zhuǎn)角的大小就能限制輸出力矩的大小。開度機構(gòu)與行程機構(gòu)相連，分現(xiàn)場機械指針式開度（通過箱蓋視窗孔可以看到）和遠傳開度（即電位器），如果選用420mA電流閥位變送器，請見圖14 ?，F(xiàn)場按

5、鈕盒作為獨立部件裝在箱體電氣箱的側(cè)面，內(nèi)有開、關(guān)、停三個按鈕和紅、綠兩個指示燈。 QB系列產(chǎn)品多用于球閥、蝶閥、風門等，輸出轉(zhuǎn)矩從125Nm到4000Nm，輸出轉(zhuǎn)速有1r/min和2r/min兩種。 QB型閥門電動裝置型閥門電動裝置結(jié)構(gòu) QB系列電動裝置主要由專用電機、減速器、行程控制器、轉(zhuǎn)矩控制器、開度指示器、手電動切換機構(gòu)和手輪組成。（見圖）電機為我廠設(shè)計制造的閥門專用電機。減速器由二對正齒輪和蝸輪副組成。行程控制器采用凸輪機構(gòu)，凸輪與輸出軸同步。轉(zhuǎn)矩控制器利用蝸桿竄動帶動曲拐和搖桿壓迫微動開關(guān)從而發(fā)信。開度指示器用于現(xiàn)場指示閥門開啟程度和遠傳閥位開度信號。（在輸出軸的側(cè)面裝有供控制室開度

6、表用的電位器） 手電動切換機構(gòu)為半自動形式，即手動操作時須先扳動切換手柄再轉(zhuǎn)動手輪，電動時手柄自動復位，切不可手動扳回。輸出軸中裝有花鍵套（見小圖），可取出轉(zhuǎn)過一微小角度以調(diào)整閥門全關(guān)位置。花鍵套在輸出軸中不定位,用戶可使用緊定螺釘或閥門上的軸肩來定位整體式整體式閥門電動裝置閥門電動裝置1.整體式電裝的特點及應用整體式電裝的特點及應用 整體式閥門電動裝置是將電控箱與常規(guī)電裝組合成一體的產(chǎn)品。通整體式閥門電動裝置是將電控箱與常規(guī)電裝組合成一體的產(chǎn)品。通過加裝控制模塊，實現(xiàn)了三相電源相序的鑒別，缺相保護和報警功能；過加裝控制模塊，實現(xiàn)了三相電源相序的鑒別，缺相保護和報警功能；遠程控制有四種方式可供

7、用戶選擇；現(xiàn)場控制和遠程控制均采用遠程控制有四種方式可供用戶選擇；現(xiàn)場控制和遠程控制均采用DC24V電壓，改變了以往電裝電壓，改變了以往電裝220V強電控制方式，使之成為強電控制方式，使之成為DCS（集（集散系統(tǒng)）控制中理想的前端執(zhí)行機構(gòu)。在不使用遠控時（只需現(xiàn)場操散系統(tǒng)）控制中理想的前端執(zhí)行機構(gòu)。在不使用遠控時（只需現(xiàn)場操作），只要接入動力線即可操作。作），只要接入動力線即可操作。BS1（選配件）閥位變送器，可為（選配件）閥位變送器，可為計算機控制提供計算機控制提供420mA閥位反饋信號。此型號產(chǎn)品具有安裝簡單、閥位反饋信號。此型號產(chǎn)品具有安裝簡單、重量輕、體積小易與自動控制設(shè)備連接等特點。

8、重量輕、體積小易與自動控制設(shè)備連接等特點。2.整體式閥門電動裝置分類。整體式閥門電動裝置分類。 按使用環(huán)境分：有隔爆型、普通型、戶外型。按使用環(huán)境分：有隔爆型、普通型、戶外型。 按輸出型式分：有多回轉(zhuǎn)型，部分回轉(zhuǎn)型。按輸出型式分：有多回轉(zhuǎn)型，部分回轉(zhuǎn)型。 按接口尺寸分：有普通型、電站型、推力型。按接口尺寸分：有普通型、電站型、推力型。特點和分類特點和分類主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)（1）電源電源 電機：38OV，50Hz 控制回路：現(xiàn)場控制和遠程控制均為直流24V。 遠程控制其信號門限為“ON”的最小值為20V，“OFF”的最大值為1.5V；控制信號的拉電流15mA。 （相當于1.6k，0.36W

9、）（2）隔爆標記隔爆標記 隔爆型：dl（煤礦井下用電氣設(shè)備） dllBT4（工廠用） 普通型：不含有腐蝕性、易燃、易爆的介質(zhì)（3）環(huán)境溫度和相對濕度環(huán)境溫度和相對濕度： -2060 90%（25時）（4）防護等級防護等級： IP55（特殊定貨可達IP67）（5）工作制工作制：本裝置為短時工作制，額定運行時間為10分鐘。主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)專用電機專用電機1.電動機的工作制電動機的工作制 本公司生產(chǎn)的專用電機為短時本公司生產(chǎn)的專用電機為短時1010分鐘分鐘，同時要限制電動機的允許工作，同時要限制電動機的允許工作頻率。頻率。2.電動機的轉(zhuǎn)矩特性電動機的轉(zhuǎn)矩特性 從閥門的操作特性來看，最大操作轉(zhuǎn)矩只是在

10、操作過程中的某一瞬間，從閥門的操作特性來看，最大操作轉(zhuǎn)矩只是在操作過程中的某一瞬間，而在開閥和關(guān)閥過程中的其它時間里操作轉(zhuǎn)矩是不大的，在電動裝置而在開閥和關(guān)閥過程中的其它時間里操作轉(zhuǎn)矩是不大的，在電動裝置中是利用電機的最大轉(zhuǎn)矩或起動轉(zhuǎn)矩來提供最大操作轉(zhuǎn)矩的。中是利用電機的最大轉(zhuǎn)矩或起動轉(zhuǎn)矩來提供最大操作轉(zhuǎn)矩的。電機的電機的起動（或堵轉(zhuǎn)）電流是額定電流的起動（或堵轉(zhuǎn)）電流是額定電流的7 7倍倍。3.電動機的轉(zhuǎn)動慣量電動機的轉(zhuǎn)動慣量 要求轉(zhuǎn)動慣量低，有時采用外部制動。要求轉(zhuǎn)動慣量低，有時采用外部制動。4.電動機的自身熱保護電動機的自身熱保護 工作頻率超過允許值造成的過載工作頻率超過允許值造成的過載

11、, ,使用熱繼電器是起不到保護作用的，使用熱繼電器是起不到保護作用的，比較有效的方法是在比較有效的方法是在電機繞組中埋入溫度開關(guān)電機繞組中埋入溫度開關(guān)。 蝸桿蝸輪傳動蝸桿蝸輪傳動 優(yōu)點是：優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊；傳動平穩(wěn)；速比高結(jié)構(gòu)緊湊；傳動平穩(wěn)；速比高。最大特點是：。最大特點是：實現(xiàn)電動裝置的轉(zhuǎn)矩控制較為簡便實現(xiàn)電動裝置的轉(zhuǎn)矩控制較為簡便。如果相配的閥門本。如果相配的閥門本身身自鎖自鎖，那電動裝置可以不必自鎖，如果閥門本身不自，那電動裝置可以不必自鎖，如果閥門本身不自鎖，則電動裝置就需自鎖。蝸桿的自鎖條件和螺紋相同，鎖，則電動裝置就需自鎖。蝸桿的自鎖條件和螺紋相同，即螺旋升角小于摩擦角。若蝸輪副的

12、磨擦系數(shù)取即螺旋升角小于摩擦角。若蝸輪副的磨擦系數(shù)取0.10.1，則，則摩擦角為摩擦角為5 54242。在設(shè)計時若要自鎖，取蝸桿頭數(shù)為。在設(shè)計時若要自鎖，取蝸桿頭數(shù)為1 1且特性系數(shù)且特性系數(shù)q10q10。蝸桿傳動的自鎖不自鎖對電動裝置的。蝸桿傳動的自鎖不自鎖對電動裝置的整機效率影響較大，不自鎖的比自鎖的效率高。整機效率影響較大，不自鎖的比自鎖的效率高。左圖是我公司左圖是我公司ZB型電動裝置的傳動示意圖型電動裝置的傳動示意圖1. 專用電機專用電機 2. 電機齒輪電機齒輪3. 行程輸出齒輪行程輸出齒輪 4. 蝸輪蝸輪5. 螺旋齒輪螺旋齒輪 6. 手電動切換機構(gòu)手電動切換機構(gòu)7. 蝸桿蝸桿 8.

13、碟簧座碟簧座9. 碟簧碟簧 10. 力矩輸出機構(gòu)力矩輸出機構(gòu)11.蝸桿齒輪蝸桿齒輪 主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)減速機構(gòu)減速機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)手電動切換機構(gòu)手電動切換機構(gòu) 按功能分，可以分為按功能分，可以分為全手動全手動切換、全自動切換和半自動切切換、全自動切換和半自動切換換三種形式。三種形式。 半自動切換是指電動裝置由半自動切換是指電動裝置由電動操作切換為手動操作時，電動操作切換為手動操作時，要輔以人工操作；而由手動操要輔以人工操作；而由手動操作改為電動操作的過程，則是作改為電動操作的過程，則是自動進行的，所以稱為半自動自動進行的，所以稱為半自動切換。切換。左圖為離合器和直立桿等都在左圖為離合器和直立

14、桿等都在低速軸上的半自動切換機構(gòu)原低速軸上的半自動切換機構(gòu)原理。理。1.手輪手輪 2.手動半離合器手動半離合器 3.彈簧彈簧 4.輸出軸輸出軸 5.中間離合器中間離合器 6.切換手柄切換手柄 7.撥叉撥叉 8.直立桿直立桿 9.蝸輪蝸輪 10.蝸桿蝸桿 11.電動半離合器電動半離合器 主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)行程控制機構(gòu)行程控制機構(gòu)左圖是我公司左圖是我公司ZC型電裝上用的型電裝上用的行程機構(gòu)，特點有：行程機構(gòu)，特點有：具有四層計數(shù)齒輪，具有四層計數(shù)齒輪，傳動齒傳動齒輪都是封閉的輪都是封閉的；四位置四位置，即除了可以控制全，即除了可以控制全開全關(guān)兩個閥位以外，還有中開全關(guān)兩個閥位以外，還有中1和中和中2

15、兩個中間位置，可以在全兩個中間位置，可以在全行程的任意位置發(fā)出信號；行程的任意位置發(fā)出信號；由本公司設(shè)計的由本公司設(shè)計的自凈轉(zhuǎn)動式自凈轉(zhuǎn)動式大容量硬觸點開關(guān)大容量硬觸點開關(guān)替代了原來替代了原來的微動開關(guān)，具有動作可靠、的微動開關(guān)，具有動作可靠、容量大、絕緣好、接線方便等容量大、絕緣好、接線方便等特點。特點。行程控制器的調(diào)整行程控制器的調(diào)整 （1）閥門）閥門“全關(guān)全關(guān)”位置的調(diào)整位置的調(diào)整 將手電動切換手柄按箭頭方將手電動切換手柄按箭頭方向推，用手動將閥門向推，用手動將閥門“全關(guān)全關(guān)”，再從這個位置稍退回一點。再從這個位置稍退回一點。 用螺絲刀壓下頂軸，并轉(zhuǎn)用螺絲刀壓下頂軸，并轉(zhuǎn)90可卡住為止。

16、可卡住為止。 按關(guān)向箭頭旋轉(zhuǎn)按關(guān)向箭頭旋轉(zhuǎn)“關(guān)向關(guān)向” 調(diào)調(diào)整軸，直到轉(zhuǎn)動柱上的小凸臺整軸，直到轉(zhuǎn)動柱上的小凸臺方向與兩方向與兩 旁箭頭方向基本一旁箭頭方向基本一致為止。致為止。 旋回頂軸，使之復位。旋回頂軸，使之復位。（2）閥門）閥門“全開全開”位置的調(diào)整位置的調(diào)整 在閥門在閥門“全關(guān)全關(guān)”位置調(diào)好的基礎(chǔ)上，手動或電動將閥門開到位置調(diào)好的基礎(chǔ)上，手動或電動將閥門開到“全全開開”位置之前停下（建議開到全行程的位置之前停下（建議開到全行程的95%左右）。左右）。 用螺絲刀壓下頂軸，并轉(zhuǎn)用螺絲刀壓下頂軸，并轉(zhuǎn)90可卡住為止。可卡住為止。 按開向箭頭旋轉(zhuǎn)按開向箭頭旋轉(zhuǎn)“開向開向”調(diào)整軸，直到轉(zhuǎn)動柱上

17、的小凸臺方向與調(diào)整軸，直到轉(zhuǎn)動柱上的小凸臺方向與兩旁箭頭方向基本一致為止。兩旁箭頭方向基本一致為止。 旋回頂軸，使之復位。旋回頂軸，使之復位。 （3）中間位置的調(diào)整 中1和中2兩個中間位置，用戶可以根據(jù)需要用于開向或關(guān)向的中間位置，或用于增加開、關(guān)向的觸點數(shù)。這時調(diào)整軸的旋轉(zhuǎn)方向視中1、中2是用于開向還是關(guān)向而定，若用于開向則與開向調(diào)整軸的旋向一致，若用于關(guān)向則與關(guān)向調(diào)整軸的旋向一致。 行程控制器全部調(diào)好后，需電動試運轉(zhuǎn)，控制器控制的整個行程應符合要求，否則需要重新進一步調(diào)整。 在行程控制器的調(diào)整過程中，如果出現(xiàn)調(diào)過頭或者還沒有開始調(diào)轉(zhuǎn)動柱已經(jīng)處于動作狀態(tài)（即轉(zhuǎn)動柱上小凸臺方向與兩旁箭頭基本一

18、致），這時需反方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整軸，直到恢復動作前狀態(tài)，再按箭頭方向重新調(diào)。行程控制器的調(diào)整行程控制器的調(diào)整 主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)力矩控制機構(gòu)力矩控制機構(gòu) 上圖為上圖為ZB型和型和ZC型電動裝置力矩控制器的結(jié)構(gòu)。力矩控制器所控制型電動裝置力矩控制器的結(jié)構(gòu)。力矩控制器所控制的力矩值（開向和關(guān)向）在出廠前已根據(jù)訂貨要求整定好并填在產(chǎn)品的力矩值（開向和關(guān)向）在出廠前已根據(jù)訂貨要求整定好并填在產(chǎn)品證明書上證明書上(如用戶未指定，通常對于多回轉(zhuǎn)開向整定在公稱值上，關(guān)向如用戶未指定，通常對于多回轉(zhuǎn)開向整定在公稱值上，關(guān)向為公稱值的為公稱值的0.7；對于部分回轉(zhuǎn)，開向和關(guān)向都整定在公稱值上；對于部分回轉(zhuǎn)，開向和關(guān)向都整定在公稱值上)，一一般不允許再調(diào)整般不允許再調(diào)整,若一定要調(diào)的話，必須十分謹慎，可參考產(chǎn)品證明書若一定要調(diào)的話，必須十分謹慎，可參考產(chǎn)品證明書上的力矩曲線，查找對應刻度值，進行調(diào)整。上的力矩曲線，查找對應刻度值，進行調(diào)整。主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)開度指示機構(gòu)開度指示機構(gòu) 我