氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選型PK

1、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)PK氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)在工業(yè)逐步趨向自動(dòng)化，閥門(mén)也有手動(dòng)閥門(mén)轉(zhuǎn)變成氣動(dòng)或電動(dòng)閥門(mén)，我們一般把代替 手動(dòng)的設(shè)備叫做執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般包括氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器、液動(dòng)執(zhí)行器這三種。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)最廣泛的定義是：可以提供直線或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，利用驅(qū)動(dòng)能源并在控制 信號(hào)的作用下，對(duì)一些設(shè)備和裝置進(jìn)行自動(dòng)操作，控制其開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)，代替人工作業(yè)。執(zhí)行 單元是過(guò)程控制工業(yè)里的終端控制單元，通常由閥門(mén)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。本文主要討論電動(dòng)執(zhí) 行器與氣動(dòng)執(zhí)行器的區(qū)別和優(yōu)劣勢(shì)，5大方面20個(gè)點(diǎn)全角度去帶大家了解兩者的區(qū)別。1）驅(qū)動(dòng)能源1.1驅(qū)動(dòng)源獲得的難易程度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)源是電源，無(wú)論是三相電源還是單

2、相電源，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都很方便獲取。 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)源是氣源，需要專(zhuān)門(mén)配套氣源站、鋪設(shè)管線，施工較為繁瑣，增加預(yù)算。 氣源一般為壓縮空氣，所以還要配以大型的空氣壓縮機(jī)。評(píng)述：各類(lèi)型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，電源都很容易獲取。一些小型設(shè)備的配套執(zhí)行器，用電動(dòng)方案會(huì)更 方便（通常小設(shè)備是沒(méi)有壓縮氣體的，例如：壓板機(jī)，盾構(gòu)機(jī)等）1.2對(duì)驅(qū)動(dòng)源的要求電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電源電壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，電機(jī)可以正常工作。一般波動(dòng)范圍在額定電 壓的10%氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣源不能含油，含水，含雜質(zhì)。不潔凈的氣體將會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)定位 器的正常運(yùn)行和壽命。評(píng)述：電源更容易保證供電質(zhì)量。氣源需使用氣體過(guò)濾裝置，維護(hù)檢測(cè)工作較多，但是現(xiàn)

3、在 一般工廠都會(huì)有氣源。1.3節(jié)能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：僅在改變控制閥開(kāi)度時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)，到達(dá)所需開(kāi)度時(shí)電機(jī)斷電。待機(jī)狀 態(tài)只需少量供電維持控制單元的運(yùn)作。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在整個(gè)控制閥運(yùn)行和待機(jī)狀態(tài)中都需要有一定的氣壓，氣壓下降時(shí)，壓縮機(jī) 就要運(yùn)行增壓。評(píng)述：通常來(lái)說(shuō)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)更省電節(jié)能。2）應(yīng)用范圍2.1動(dòng)作方式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：配置靈活，動(dòng)作方式有：直行程，角行程，多回轉(zhuǎn)?？梢杂糜诳刂扑蓄?lèi)型 的閥門(mén)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通常只有直行程和角行程兩種類(lèi)型，通常用于控制直行程調(diào)節(jié)閥，蝶閥，球 閥等，一般情況無(wú)法控制閘閥，截止閥等閥門(mén)。評(píng)述：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以方便的實(shí)現(xiàn)多回轉(zhuǎn)的動(dòng)作方式，其結(jié)構(gòu)形式

4、比較靈活，尤其是用于 控制閘閥，截止閥等在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有巨大使用量的閥門(mén)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常無(wú)法控制以上閥門(mén)。 2.2大力矩角行程閥門(mén)控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：可實(shí)現(xiàn)最大幾十萬(wàn)Nm力矩，且組合靈活，體積相對(duì)較小，容易實(shí)現(xiàn)。 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：也可實(shí)現(xiàn)幾萬(wàn)Nm的扭矩，但體積將會(huì)非常龐大，不便于安裝使用。 評(píng)述：較大力矩（超過(guò)1萬(wàn)Nm）的90回轉(zhuǎn)閥門(mén)，通常選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)更合適一些。 2.3防爆場(chǎng)合電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電機(jī)、控制單元等電子電器元件在故障狀態(tài)時(shí)有可能產(chǎn)生電火花，需要進(jìn)行 特殊的隔爆處理才能用于易燃易爆的場(chǎng)合。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)能源是氣源（空氣或者惰性氣體），不存在高壓強(qiáng)電原件，不易產(chǎn)生電 火花，安全性能高。

5、評(píng)述：在石化、冶金、煤化工等行業(yè)的一些主裝置設(shè)備中，常含有石油、天然氣、煤氣等易 燃易爆介質(zhì)，出于安全考慮，通常會(huì)選用氣動(dòng)執(zhí)行器。而隔爆電動(dòng)執(zhí)行器通常用于油庫(kù)，罐 區(qū)，油氣管線，煤氣管線等不便于鋪設(shè)氣路的場(chǎng)合。3）產(chǎn)品性能3.1耐高溫電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：即使控制器分體安裝，但主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中因?yàn)殡姍C(jī)、傳感器等元器件的正常運(yùn) 行受環(huán)境溫度的限制，耐環(huán)境溫度一般不超過(guò)80 C。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：閥門(mén)定位器分體安裝后，主體（氣缸）可以選用耐高溫型產(chǎn)品，耐環(huán)境高溫 可達(dá)100 C以上或更高。評(píng)述：智能一體化的電動(dòng)和氣動(dòng)執(zhí)行器的工作環(huán)境溫度差不多。但控制單元與主體分體安裝 后，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)更耐高溫一些。

6、3.2抗震性能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：有大量機(jī)械、電子元件構(gòu)成，其正常運(yùn)行和壽命受震動(dòng)影響較大。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可動(dòng)部件少，對(duì)震動(dòng)不敏感。評(píng)述：氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)抗震性更強(qiáng)。3.3運(yùn)行速度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通過(guò)不同類(lèi)型的齒輪箱減速后，不同型號(hào)產(chǎn)品具有快慢不等的輸出速度，運(yùn) 行速度一般不可調(diào)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通過(guò)氣源信號(hào)根據(jù)使用需求調(diào)節(jié)運(yùn)行速度的快慢，并且可以達(dá)到較快的運(yùn)行 速度評(píng)述：氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作響應(yīng)，并且速度可調(diào)，提高調(diào)節(jié)效率。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需 要采用特殊電機(jī)和變速控制模塊才可實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。3.4過(guò)載能力及壽命電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電機(jī)超出使用條件的頻繁動(dòng)作或過(guò)載時(shí)，容易發(fā)熱，導(dǎo)致產(chǎn)生熱保護(hù)并中途

7、停機(jī)，長(zhǎng)期大負(fù)荷也會(huì)加大對(duì)傳動(dòng)齒輪的磨損。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：適應(yīng)頻繁滿負(fù)載動(dòng)作，運(yùn)行壽命長(zhǎng)。閥門(mén)因?yàn)榻橘|(zhì)沉積可能會(huì)加大啟動(dòng)扭距， 使用氣動(dòng)元件，可以在一定范圍內(nèi)增加工作壓力以及作用力。評(píng)述:氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)更加適應(yīng)頻繁大負(fù)荷的調(diào)節(jié)動(dòng)作，調(diào)節(jié)型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用周期更長(zhǎng)些， 最高可達(dá)200萬(wàn)次動(dòng)作。調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行周期最高可達(dá)180萬(wàn)次動(dòng)作。3.5保位功能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在斷電、斷信號(hào)等故障情況下，可以通過(guò)自身的機(jī)械自鎖實(shí)現(xiàn)保位。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：因?yàn)闅庠吹目蓧嚎s性，在斷電、斷氣、斷信號(hào)等故障情況下，很難實(shí)現(xiàn)保位。 必須要加一套保位閥的組合系統(tǒng)。評(píng)述：大多數(shù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)保位。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要配置

8、帶有保位功能的定位器 或外加保位閥，增加一定成本才能實(shí)現(xiàn)保位。3.6控制精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：抗偏離能力好，輸出的推力或力矩穩(wěn)定，可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力， 達(dá)到對(duì)工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制。通常智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度為1%。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：因?yàn)闅庠吹目蓧嚎s性和要克服閥門(mén)填料、閥桿、工藝介質(zhì)的摩擦力，可能 導(dǎo)致閥位的階躍變化，影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位精度。在氣源穩(wěn)定的情況下，國(guó)產(chǎn)智能閥門(mén)定位 器的控制精度可達(dá)1%，而一些進(jìn)口定位器精度可實(shí)現(xiàn)0.1%。評(píng)述：在控制精度上來(lái)看，氣動(dòng)執(zhí)行器的控制精度還是高于電動(dòng)執(zhí)行器。3.7故障安全電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在失去電源的情況下，如果要實(shí)現(xiàn)關(guān)閉或打開(kāi)閥門(mén)，需要選擇電容復(fù)位或彈

9、 簧復(fù)位型產(chǎn)品。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在失去氣源的情況下，可以實(shí)現(xiàn)彈簧復(fù)位功能，比電動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)。目前國(guó) 際上，得銳自動(dòng)化旗下的意大利OMAL單作用氣動(dòng)執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)彈簧復(fù)位，角行程最大力 矩可達(dá)16000Nm。評(píng)述：雖然氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彈簧復(fù)位功能較為容易，但石化管線等長(zhǎng)距離傳輸場(chǎng)合，因其 要求的特殊性，使得彈簧復(fù)位型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有更廣泛的應(yīng)用范圍。4）使用維護(hù)4.1后期維護(hù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)電一體化程度高，包含許多運(yùn)動(dòng)部件、齒輪、電路板等，對(duì)設(shè) 備維護(hù)人員的技術(shù)要求較高氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)維護(hù)人員要求不高4.2操作安全性電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一般是380V或220V電壓，

10、有一定危險(xiǎn)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：沒(méi)有高電壓5）常見(jiàn)認(rèn)識(shí)誤區(qū)5.1電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度慢，有快開(kāi)快關(guān)要求的閥門(mén)要選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)？評(píng)述：一般認(rèn)為對(duì)于角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無(wú)法達(dá)到小于10S/90。的運(yùn)行時(shí)間。實(shí)際上，通 過(guò)配置大功率高轉(zhuǎn)速電機(jī)和適當(dāng)?shù)臏p速機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)行的功能。5.2氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更經(jīng)濟(jì)？評(píng)述：一般認(rèn)為電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括電機(jī)、伺服控制、減速機(jī)等，價(jià)格更高。盡管 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單機(jī)價(jià)格確實(shí)不高，但對(duì)于一臺(tái)閉環(huán)控制回路的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括氣動(dòng)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)、閥門(mén)定位器、伺服放大器、電磁閥、保位閥、空氣過(guò)濾減壓器、位置反饋系統(tǒng)等，再 加上需要配置氣源，建設(shè)壓縮機(jī)站

11、，鋪設(shè)管路，整體成本并不低。5.3氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)成熟，可靠性遠(yuǎn)優(yōu)于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)？評(píng)述：產(chǎn)品可靠性的保障除了產(chǎn)品本身技術(shù)環(huán)節(jié)的成熟外，跟產(chǎn)品選型，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況，產(chǎn) 品質(zhì)量控制體系等因素也是密切相關(guān)的?，F(xiàn)代智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)論傳動(dòng)技術(shù)還是控制技術(shù) 都非常成熟，軟硬件的配套也都有成熟技術(shù)的保證，尤其國(guó)外知名品牌廠家的產(chǎn)品其可靠性 是比較高的?，F(xiàn)代氣動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)成熟，運(yùn)動(dòng)部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在配合適當(dāng)?shù)拈y門(mén)定位器 之后，總體來(lái)說(shuō)有很高的可靠性。5.4氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)停氣、停電復(fù)位。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能保位？評(píng)述：在系統(tǒng)故障停電、停氣時(shí)，從系統(tǒng)的安全角度要求閥門(mén)要處在全開(kāi)或保位或全關(guān)的位 置。單作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以通過(guò)彈簧復(fù)位功能，使得閥門(mén)處于任一安全位置。對(duì)于電動(dòng)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)，也可以通過(guò)一體化的彈簧復(fù)位功能，或自備電源功能來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)閥或者關(guān)閥。應(yīng)用場(chǎng)合：高壓加熱器緊急放散閥，油氣管線緊急關(guān)閉球閥等。5.5電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)智能化程度比氣動(dòng)要更高？評(píng)