约什·科斯福德,特约编辑
旋转执行器是用于通过有限的旋转弧传递扭矩。与连续旋转的气动马达不同,气动旋转执行器通过有限的运动范围来移动负载。一些执行器通过两个离散的位置旋转,而另一些执行器能够在弧周围的任何角度定位。
气动流体动力系统中最常见的两种旋转驱动器结构类型是叶片式和齿条式。此外,膜片式旋转执行器在过程设备行业中很受欢迎,苏格兰轭式执行器为石油和天然气中的阀门执行器提供了高扭矩。不过,这两种应用在流体动力中都不太常见。
叶片旋转驱动器看起来很像一个空气马达,与轴突出从其安装面。两个空气端口内部连接到由叶片隔开的公共室。一个端口的压力迫使叶片向相反的端口,其力等于叶片的表面积乘以该舱内的压差。叶片式旋转驱动器是一个优秀的两点操作,工业自动化需要负载在两个位置之间快速移动。虽然大多数型号提供行程调整,但该功能主要涉及微调行程结束位置。
齿轮齿条旋转执行机构就像两个反向工作的气缸,在中心由齿轮齿条连接。当每个气缸冲程时,其机架的水平运动迫使中心小齿轮旋转。产生的扭矩是气缸的力和小齿轮直径的组合。齿轮齿条式执行器提供优越的侧负载阻力。其轴承和支架的加固有助于确保负载得到良好的支撑。
齿轮齿条旋转执行机构工作良好,循环到行程结束,并在其间的任何点。它不能像液压应用程序那样在行程中支持负载。然而,通过位置反馈(如编码器)和复杂的控制阀,快速准确的定位是可能的。
叶片式旋转驱动器很少能实现270度以上的旋转,因为它们的动作就像一扇旋转门。然而,齿条和小齿轮执行机构仅受气缸冲程的限制。所以期望旋转1000度或更多也不是不合理的。
附件提高了任何旋转驱动器的功能。位于执行器本体上的位置开关可以为叶片式或齿条式的行程结束确认提供信号。许多位置传感器,如沿齿轮齿条气缸长度的磁感簧开关,可以允许沿行程长度的任何位置进行离散定位。此外,如果无限定位适合的过程,可安装LDTs提供一个准确的位置信号,继电器到PLC。
旋转执行器的流行应用是旋转工作台,用于自动化在不同工作阶段定位工件,作为过程的一部分。此外,部分旋转的拾取和放置应用适用于叶片型执行器。其他典型的应用有倾斜、制动、拉紧和提升。
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