普通型機(jī)械原理

1、普通型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)普通型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷史電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷史普通（防爆）型閥門電動(dòng)裝置普通（防爆）型閥門電動(dòng)裝置 （198090年代年代整體（防爆）型閥門電動(dòng)裝置整體（防爆）型閥門電動(dòng)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(jī)電壓：常規(guī)為380V，50Hz，（特殊訂貨可380V660V，50Hz，60Hz，以合同為準(zhǔn)） 控制電壓：常規(guī)為220V, 50Hz，（特殊訂貨可60Hz，以合同為準(zhǔn)） 2. 工作環(huán)境： 2.1 環(huán)境溫度：-2060 2.2 環(huán)境相對(duì)濕度：90%（25時(shí)） 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(hù)等級(jí) IP55（特殊訂貨可達(dá)IP68） 3. 短時(shí)工作制，時(shí)間定額為10分鐘；ZB型閥門電動(dòng)裝置型閥門電動(dòng)裝置 ZB系列閥門電動(dòng)裝置多用于截止閥、閘閥、節(jié)流閥、隔膜閥等，其性能指標(biāo)達(dá)到JB/T8528-1997標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)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(dòng)速比均為1：1。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 ZB系列閥門電動(dòng)裝置的傳動(dòng)原理：由齒輪和蝸輪蝸桿兩種傳動(dòng)方式組合。詳情見結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。1 手 輪2 輸出軸3 離合器4 蝸桿蝸輪5 行程機(jī)構(gòu)6 電器箱蓋7 閥桿螺母8 齒 輪9 力矩機(jī)構(gòu)10手電動(dòng)切換11電

3、動(dòng)機(jī)ZC型閥門電動(dòng)裝置型閥門電動(dòng)裝置 ZC系列閥門電動(dòng)裝置多用于截止閥、閘閥、節(jié)流閥、隔膜閥等。 ZC型閥門電動(dòng)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(jī)4，電機(jī)齒輪5，齒輪12，花鍵軸9，蝸桿10，蝸輪2，手電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)和手輪，控制機(jī)構(gòu)（包括行程機(jī)構(gòu)，力矩機(jī)構(gòu)，開度機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)按鈕盒），圖中不包括推力型用的附加推力盤。電動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)路線如下：電機(jī)- 齒輪副-離合器-花鍵軸- 蝸桿蝸輪 -輸出軸。需要手動(dòng)時(shí)，扳動(dòng)切換手柄，這時(shí)離合器11和齒輪12之間的牙嵌脫開同時(shí)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(jī)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(gè)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(dòng)自凈1 行程齒輪2 蝸輪 3 輸出軸4 電機(jī) 5電機(jī)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(diǎn)開關(guān)，每對(duì)觸點(diǎn)獨(dú)立隔開。力矩控制機(jī)構(gòu)由蝸桿受力產(chǎn)生的軸向位移轉(zhuǎn)換成力矩機(jī)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(jī)構(gòu)與行程機(jī)構(gòu)相連，分現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械指針式開度（通過箱蓋視窗孔可以看到）和遠(yuǎn)傳開度（即電位器），如果選用420mA電流閥位變送器，請(qǐng)見圖14 。現(xiàn)場(chǎng)按

5、鈕盒作為獨(dú)立部件裝在箱體電氣箱的側(cè)面，內(nèi)有開、關(guān)、停三個(gè)按鈕和紅、綠兩個(gè)指示燈。 QB系列產(chǎn)品多用于球閥、蝶閥、風(fēng)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(dòng)裝置型閥門電動(dòng)裝置結(jié)構(gòu) QB系列電動(dòng)裝置主要由專用電機(jī)、減速器、行程控制器、轉(zhuǎn)矩控制器、開度指示器、手電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)和手輪組成。（見圖）電機(jī)為我廠設(shè)計(jì)制造的閥門專用電機(jī)。減速器由二對(duì)正齒輪和蝸輪副組成。行程控制器采用凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪與輸出軸同步。轉(zhuǎn)矩控制器利用蝸桿竄動(dòng)帶動(dòng)曲拐和搖桿壓迫微動(dòng)開關(guān)從而發(fā)信。開度指示器用于現(xiàn)場(chǎng)指示閥門開啟程度和遠(yuǎn)傳閥位開度信號(hào)。（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(dòng)切換機(jī)構(gòu)為半自動(dòng)形式，即手動(dòng)操作時(shí)須先扳動(dòng)切換手柄再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，電動(dòng)時(shí)手柄自動(dòng)復(fù)位，切不可手動(dòng)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(dòng)裝置閥門電動(dòng)裝置1.整體式電裝的特點(diǎn)及應(yīng)用整體式電裝的特點(diǎn)及應(yīng)用 整體式閥門電動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了三相電源相序的鑒別，缺相保護(hù)和報(bào)警功能；過加裝控制模塊，實(shí)現(xiàn)了三相電源相序的鑒別，缺相保護(hù)和報(bào)警功能；遠(yuǎn)程控制有四種方式可供

7、用戶選擇；現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程控制均采用遠(yuǎn)程控制有四種方式可供用戶選擇；現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)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(qiáng)電控制方式，使之成為強(qiáng)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(jī)構(gòu)。在不使用遠(yuǎn)控時(shí)（只需現(xiàn)場(chǎng)操散系統(tǒng)）控制中理想的前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在不使用遠(yuǎn)控時(shí)（只需現(xiàn)場(chǎng)操作），只要接入動(dòng)力線即可操作。作），只要接入動(dòng)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(jì)算機(jī)控制提供計(jì)算機(jī)控制提供420mA閥位反饋信號(hào)。此型號(hào)產(chǎn)品具有安裝簡(jiǎn)單、閥位反饋信號(hào)。此型號(hào)產(chǎn)品具有安裝簡(jiǎn)單、重量輕、體積小易與自動(dòng)控制設(shè)備連接等特點(diǎn)。

8、重量輕、體積小易與自動(dòng)控制設(shè)備連接等特點(diǎn)。2.整體式閥門電動(dòng)裝置分類。整體式閥門電動(dòng)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(diǎn)和分類特點(diǎn)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(jī)：38OV，50Hz 控制回路：現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程控制均為直流24V。 遠(yuǎn)程控制其信號(hào)門限為“ON”的最小值為20V，“OFF”的最大值為1.5V；控制信號(hào)的拉電流15mA。 （相當(dāng)于1.6k，0.36W

9、）（2）隔爆標(biāo)記隔爆標(biāo)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(duì)濕度環(huán)境溫度和相對(duì)濕度： -2060 90%（25時(shí)）（4）防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)： IP55（特殊定貨可達(dá)IP67）（5）工作制工作制：本裝置為短時(shí)工作制，額定運(yùn)行時(shí)間為10分鐘。主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)專用電機(jī)專用電機(jī)1.電動(dòng)機(jī)的工作制電動(dòng)機(jī)的工作制 本公司生產(chǎn)的專用電機(jī)為短時(shí)本公司生產(chǎn)的專用電機(jī)為短時(shí)1010分鐘分鐘，同時(shí)要限制電動(dòng)機(jī)的允許工作，同時(shí)要限制電動(dòng)機(jī)的允許工作頻率。頻率。2.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性電動(dòng)機(jī)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(shí)間里操作轉(zhuǎn)矩是不大的，在電動(dòng)裝置而在開閥和關(guān)閥過程中的其它時(shí)間里操作轉(zhuǎn)矩是不大的，在電動(dòng)裝置中是利用電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來提供最大操作轉(zhuǎn)矩的。中是利用電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來提供最大操作轉(zhuǎn)矩的。電機(jī)的電機(jī)的起動(dòng)（或堵轉(zhuǎn)）電流是額定電流的起動(dòng)（或堵轉(zhuǎn)）電流是額定電流的7 7倍倍。3.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低，有時(shí)采用外部制動(dòng)。要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低，有時(shí)采用外部制動(dòng)。4.電動(dòng)機(jī)的自身熱保護(hù)電動(dòng)機(jī)的自身熱保護(hù) 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(hù)作用的，使用熱繼電器是起不到保護(hù)作用的，比較有效的方法是在比較有效的方法是在電機(jī)繞組中埋入溫度開關(guān)電機(jī)繞組中埋入溫度開關(guān)。 蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊；傳動(dòng)平穩(wěn)；速比高結(jié)構(gòu)緊湊；傳動(dòng)平穩(wěn)；速比高。最大特點(diǎn)是：。最大特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)電動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩控制較為簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)電動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩控制較為簡(jiǎn)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(dòng)裝置可以不必自鎖，如果閥門本身不自，那電動(dòng)裝置可以不必自鎖，如果閥門本身不自鎖，則電動(dòng)裝置就需自鎖。蝸桿的自鎖條件和螺紋相同，鎖，則電動(dòng)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(jì)時(shí)若要自鎖，取蝸桿頭數(shù)為。在設(shè)計(jì)時(shí)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(dòng)的自鎖不自鎖對(duì)電動(dòng)裝置的。蝸桿傳動(dòng)的自鎖不自鎖對(duì)電動(dòng)裝置的整機(jī)效率影響較大，不自鎖的比自鎖的效率高。整機(jī)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(dòng)裝置的傳動(dòng)示意圖型電動(dòng)裝置的傳動(dòng)示意圖1. 專用電機(jī)專用電機(jī) 2. 電機(jī)齒輪電機(jī)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(dòng)切換機(jī)構(gòu)手電動(dòng)切換機(jī)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(jī)構(gòu)力矩輸出機(jī)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(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)手電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)手電動(dòng)切換機(jī)構(gòu) 按功能分，可以分為按功能分，可以分為全手動(dòng)全手動(dòng)切換、全自動(dòng)切換和半自動(dòng)切切換、全自動(dòng)切換和半自動(dòng)切換換三種形式。三種形式。 半自動(dòng)切換是指電動(dòng)裝置由半自動(dòng)切換是指電動(dòng)裝置由電動(dòng)操作切換為手動(dòng)操作時(shí)，電動(dòng)操作切換為手動(dòng)操作時(shí)，要輔以人工操作；而由手動(dòng)操要輔以人工操作；而由手動(dòng)操作改為電動(dòng)操作的過程，則是作改為電動(dòng)操作的過程，則是自動(dòng)進(jìn)行的，所以稱為半自動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行的，所以稱為半自動(dòng)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(dòng)切換機(jī)構(gòu)原低速軸上的半自動(dòng)切換機(jī)構(gòu)原理。理。1.手輪手輪 2.手動(dòng)半離合器手動(dòng)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(dòng)半離合器電動(dòng)半離合器 主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)行程控制機(jī)構(gòu)行程控制機(jī)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(jī)構(gòu)，特點(diǎn)有：行程機(jī)構(gòu)，特點(diǎn)有：具有四層計(jì)數(shù)齒輪，具有四層計(jì)數(shù)齒輪，傳動(dòng)齒傳動(dòng)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(gè)閥位以外，還有中開全關(guān)兩個(gè)閥位以外，還有中1和中和中2

15、兩個(gè)中間位置，可以在全兩個(gè)中間位置，可以在全行程的任意位置發(fā)出信號(hào)；行程的任意位置發(fā)出信號(hào)；由本公司設(shè)計(jì)的由本公司設(shè)計(jì)的自凈轉(zhuǎn)動(dòng)式自凈轉(zhuǎn)動(dòng)式大容量硬觸點(diǎn)開關(guān)大容量硬觸點(diǎn)開關(guān)替代了原來替代了原來的微動(dòng)開關(guān)，具有動(dòng)作可靠、的微動(dòng)開關(guān)，具有動(dòng)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(diǎn)。特點(diǎn)。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(dòng)切換手柄按箭頭方將手電動(dòng)切換手柄按箭頭方向推，用手動(dòng)將閥門向推，用手動(dòng)將閥門“全關(guān)全關(guān)”，再?gòu)倪@個(gè)位置稍退回一點(diǎn)。再?gòu)倪@個(gè)位置稍退回一點(diǎn)。 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)整調(diào)整軸，直到轉(zhuǎn)動(dòng)柱上的小凸臺(tái)方軸，直到轉(zhuǎn)動(dòng)柱上的小凸臺(tái)方向與兩向與兩 旁箭頭方向基本一致旁箭頭方向基本一致為止。為止。 旋回頂軸，使之復(fù)位。旋回頂軸，使之復(fù)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(dòng)或電動(dòng)將閥門開到位置調(diào)好的基礎(chǔ)上，手動(dòng)或電動(dòng)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(dòng)柱上

17、的小凸臺(tái)方向與調(diào)整軸，直到轉(zhuǎn)動(dòng)柱上的小凸臺(tái)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(fù)位。旋回頂軸，使之復(fù)位。 （3）中間位置的調(diào)整 中1和中2兩個(gè)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(diǎn)數(shù)。這時(shí)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(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，控制器控制的整個(gè)行程應(yīng)符合要求，否則需要重新進(jìn)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(dòng)柱已經(jīng)處于動(dòng)作狀態(tài)（即轉(zhuǎn)動(dòng)柱上小凸臺(tái)方向與兩旁箭頭基本一

18、致），這時(shí)需反方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整軸，直到恢復(fù)動(dòng)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(jī)構(gòu)力矩控制機(jī)構(gòu) 上圖為上圖為ZB型和型和ZC型電動(dòng)裝置力矩控制器的結(jié)構(gòu)。力矩控制器所控制型電動(dòng)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(duì)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(duì)于多回轉(zhuǎn)開向整定在公稱值上，關(guān)向?yàn)楣Q值的為公稱值的0.7；對(duì)于部分回轉(zhuǎn)，開向和關(guān)向都整定在公稱值上；對(duì)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(jǐn)慎，可參考產(chǎn)品證明書若一定要調(diào)的話，必須十分謹(jǐn)慎，可參考產(chǎn)品證明書上的力矩曲線，查找對(duì)應(yīng)刻度值，進(jìn)行調(diào)整。上的力矩曲線，查找對(duì)應(yīng)刻度值，進(jìn)行調(diào)整。主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)開度指示機(jī)構(gòu)開度指示機(jī)構(gòu) 我