為了充分用足工廠的氣源壓力來提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力、減少其重量和尺寸，便產(chǎn)生了活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
由于受到傳統(tǒng)應(yīng)用的影響，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用都局限于大推力上，故使用的場合較少。這是因?yàn)檫^去的定位器氣源壓力為140～250KPa，而700KPa氣源的定位器的可靠性較差。如今，這一問題已不存在，定位器700KPa以上的氣壓都可用一臺(tái)定位器來實(shí)現(xiàn)。換言之，現(xiàn)在的定位器，既可用于140～250KPa場合，又可用于700KPa的場合，這樣一來，我們就應(yīng)該改變傳統(tǒng)的習(xí)慣作法——選用700KPa的氣源定位器，配活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)去代替氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的尺寸和重量進(jìn)一步下降。所以可以預(yù)言，氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。
3.1 直行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
它主要用于配直行程的調(diào)節(jié)閥，它分為有彈簧式和無彈簧式兩種，其結(jié)構(gòu)圖見4－4。
1）無彈簧活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
（1）用于故障下要求閥保位的場合；
（2）用于大口徑閥要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力特別大的場合；
（3）對(duì)兩位閥配用二位五通電磁閥；對(duì)調(diào)節(jié)型的閥配用雙作用式閥門定位器。
2）有彈簧式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
大多數(shù)場合使用有彈簧的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是：①在故障情況下，通過彈簧進(jìn)行復(fù)位，實(shí)現(xiàn)故障開或故障關(guān)功能；②可以抵抗不平衡力的變化，增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剛度，提高調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性。它的缺點(diǎn)是：①彈簧會(huì)抵消一部分輸出力；②氣缸內(nèi)設(shè)彈簧，增加了氣缸的長度和重量。
3）雙層活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
為了進(jìn)一步提高活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)為雙層式，輸出力可提高約一倍，主要用于大壓差、大口徑、輸出力要求特別大的場合。其結(jié)構(gòu)見圖4—5。
3.2 角行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
角行程的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用于角行程類的調(diào)節(jié)閥，按氣缸的安裝方向，分為立式氣缸和臥式氣缸兩種。按活塞的推桿驅(qū)動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，常用的有：①曲柄連桿式；②齒輪齒條式；③活塞螺旋式。
1）立式曲柄連桿活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
它zui常見的是用于蝶閥，其結(jié)構(gòu)見圖4－6。它是zui老式、陳舊的結(jié)構(gòu)，其主要存在的問題是：①曲柄連桿轉(zhuǎn)動(dòng)為滑動(dòng)摩擦，不僅間隙大，而且摩擦力特別大、造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回差大、動(dòng)作不靈敏，常常使有效輸出力矩?fù)p失約30％左右；②尺寸大、笨重，與現(xiàn)在追求調(diào)節(jié)閥為輕型化和高可靠的要求不相適應(yīng)，故建議不選用。
2）臥式曲柄連桿活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
它的典型結(jié)構(gòu)見圖4－7，其存在的問題同1），也是屬淘汰的對(duì)象。然而，現(xiàn)在許多場合，如偏心旋轉(zhuǎn)閥、球閥還在大量使用。顯而易見，應(yīng)該用更小型的、更可靠的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)去取代它。
3）臥式齒輪齒條活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
它的結(jié)構(gòu)見圖4－8所示。它有如下特點(diǎn)：①齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)方式克服滑動(dòng)摩擦，它比曲柄連桿的滑動(dòng)摩擦方式的摩擦力小得多，同口徑可提率20％；②齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)間隙小，因此運(yùn)動(dòng)自如、回差??；③很容易設(shè)計(jì)成雙活塞式，使其輸出力矩提高一倍；反過來，當(dāng)輸出力矩一定時(shí)，就可獲得更小尺寸的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使重量和尺寸得到大幅度的減小；④非常容易實(shí)現(xiàn)與閥直接相連，又簡化了閥的連接方式，并使所配閥的外形更加勻稱、美觀、小型。
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