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24

2023

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阀门驱动执行器-齿轮齿条液压执行器

所属分类:


【概要描述】液压执行器以高压油为动力,具有负载能力大,调节精度高等特点。液压执行器结构有叶片式结构与活塞式结构。叶片式分为单叶片式与多叶片式;活塞式有细分齿轮齿条式,螺旋活塞,链式,曲柄连杆式,来复式执行器。本文简要谈谈齿轮齿条执行器。下图为典型结构的齿轮齿条结构执行器。

液压执行器以高压油为动力,具有负载能力大,调节精度高等特点。液压执行器结构有叶片式结构与活塞式结构。叶片式分为单叶片式与多叶片式;活塞式有细分齿轮齿条式,螺旋活塞,链式,曲柄连杆式,来复式执行器。本文简要谈谈齿轮齿条执行器。下图为典型结构的齿轮齿条结构执行器。

 

从结构原理上,无论齿条式还是来复螺旋式,都可以统认为活塞式液压执行器。他们都是通过活塞运动,活塞齿与齿轮轴齿啮合,将直线运动转化为旋转运动。

齿轮齿条分为单缸式,双缸式。单缸式就是一个齿条活塞结构,双缸式就是以齿轮轴为中心对称两个齿条活塞结构。

 

单缸式又细分为单作用式与双作用式样。见下图。

现实生产中,我们通常简单依据液压活塞是否受力来称呼。如果齿条活塞的移动两端都是依靠液压力来推动,我们称呼为单齿条(缸)双作用,如果只是一端受力移动,回程依靠外力,例如弹簧回位等,我们称之为单齿条(缸)单作用。如下图所示。

 

实际应用称呼与学术名称有些混淆与拗口,在商务技术交流时需要注意,注意每个厂家样本上称呼。

齿条活塞直径一般按照行业标准有优选尺寸,如下图,

 

但是涉及到具体项目要求时,工程师会根据具体要求对优选缸径之外选择。

不同厂家样本会根据自己产品型谱,在产品型号上有不同定义,有厂家按照缸径定义,有厂家按照输出扭矩定义,有厂家按照产品设计序列号定义。群美机电公司是参照ISO5211-2017标准的法兰与轴的尺寸来定义产品型谱。

无论何种定义,选取执行器的要点是结合配套阀打开与关闭需要的扭矩选取法兰及轴规格。在正常操作条件下,执行器考虑的安全系数为30%。示例:假设阀门需要力矩=1000Nm,则安全力矩=1000×(1+30%)=1300Nm。

与此同时,我们需要注意选择连接法兰问题。根据ISO5211-2017标准,我们应该选取F14法兰作为连接法兰。此规格法兰的最大允许扭矩为2000Nm.

假设传递扭矩按照平键选取,根据ISO5211-2017标准,我们需要按照法兰规格,与轴规格交叉出参数,选取传递轴直径∅42。

按照群美机电的样本选取F14D42产品规格。

在基型选定完毕后,然后根据实际应用工况确定需要的扭矩,开启速度来计算需要的液压系统压力,液压流量的匹配。

由于产品规格已经选好,实际上执行器的缸径规格及行程已经由制造厂决定, 按照要求计算即可以设定系统压力与流量,据此合理选取执行器的配件。

按照F14D42型号,查样本全行程流量为274毫升,假设阀门需要开启时间为12秒。计算(274/12)*60=1370毫升/分钟。据此流量根据电机转速选取合适匹配液压泵。

当然,有的厂家在样本上根据已定的液压电机泵直接给出每个型号的开启时间。方法都是殊途同归。

另外,根据阀门开启性能要求,开关型,调节型, 比例型,缓冲型等,选取执行器相匹配的控制方式、结构等。

例如,假设需求执行器开启或者关闭末端有缓冲功能,可以在执行器的缸盖结构上设计相关结构来实现缓冲功能。