普通型机械原理

1、普通型电动执行机构普通型电动执行机构电动执行机构的发展历史电动执行机构的发展历史普通（防爆）型阀门电动装置普通（防爆）型阀门电动装置 （198090年代年代整体（防爆）型阀门电动装置整体（防爆）型阀门电动装置 （ 1990年代末）年代末）ZBZCQBZB-ZQB-Z工作环境和主要技术数据 1. 电机电压：常规为380V，50Hz，（特殊订货可380V660V，50Hz，60Hz，以合同为准） 控制电压：常规为220V, 50Hz，（特殊订货可60Hz，以合同为准） 2. 工作环境： 2.1 环境温度：-2060 2.2 环境相对湿度：90%（25时） 2.3 工作环境不含有腐蚀性、易燃、易爆的

2、介质； 2.4 防护等级 IP55（特殊订货可达IP68） 3. 短时工作制，时间定额为10分钟；ZB型阀门电动装置型阀门电动装置 ZB系列阀门电动装置多用于截止阀、闸阀、节流阀、隔膜阀等，其性能指标达到JB/T8528-1997标准的各项要求。 ZB型输出转矩从25Nm到400Nm，输出转速有12、18、24、30、36、42、48、60r/min八种可供选择。手动速比均为1：1。 结构简图 ZB系列阀门电动装置的传动原理：由齿轮和蜗轮蜗杆两种传动方式组合。详情见结构简图。1 手 轮2 输出轴3 离合器4 蜗杆蜗轮5 行程机构6 电器箱盖7 阀杆螺母8 齿 轮9 力矩机构10手电动切换11电

3、动机ZC型阀门电动装置型阀门电动装置 ZC系列阀门电动装置多用于截止阀、闸阀、节流阀、隔膜阀等。 ZC型阀门电动装置输出转矩从450Nm到10000Nm，输出转速有12、18、24、30、36、42、48、60r/min八种可供选择（输出转矩较大的无高转速）。结构图中主要部件有：专用电机4，电机齿轮5，齿轮12，花键轴9，蜗杆10，蜗轮2，手电动切换机构和手轮，控制机构（包括行程机构，力矩机构，开度机构，现场按钮盒），图中不包括推力型用的附加推力盘。电动时，传动路线如下：电机- 齿轮副-离合器-花键轴- 蜗杆蜗轮 -输出轴。需要手动时，扳动切换手柄，这时离合器11和齿轮12之间的牙嵌脱开同时手

4、轮座处的牙嵌结合，路线如下：手轮-花键轴-蜗杆蜗轮-输出轴。行程控制机构由输出轴上的行程齿轮1输出传给控制器，可以控制全开、全关、中1、中2四个位置（中1和中2可选），控制开关为本公司研制的大容量，转动自净1 行程齿轮2 蜗轮 3 输出轴4 电机 5电机齿轮6 直立杆7箱体8碟形弹簧9花键轴10 蜗杆11离合器12齿轮式硬触点开关，每对触点独立隔开。力矩控制机构由蜗杆受力产生的轴向位移转换成力矩机构的转角，通过调整转角的大小就能限制输出力矩的大小。开度机构与行程机构相连，分现场机械指针式开度（通过箱盖视窗孔可以看到）和远传开度（即电位器），如果选用420mA电流阀位变送器，请见图14 。现场按

5、钮盒作为独立部件装在箱体电气箱的侧面，内有开、关、停三个按钮和红、绿两个指示灯。 QB系列产品多用于球阀、蝶阀、风门等，输出转矩从125Nm到4000Nm，输出转速有1r/min和2r/min两种。 QB型阀门电动装置型阀门电动装置结构 QB系列电动装置主要由专用电机、减速器、行程控制器、转矩控制器、开度指示器、手电动切换机构和手轮组成。（见图）电机为我厂设计制造的阀门专用电机。减速器由二对正齿轮和蜗轮副组成。行程控制器采用凸轮机构，凸轮与输出轴同步。转矩控制器利用蜗杆窜动带动曲拐和摇杆压迫微动开关从而发信。开度指示器用于现场指示阀门开启程度和远传阀位开度信号。（在输出轴的侧面装有供控制室开度

6、表用的电位器） 手电动切换机构为半自动形式，即手动操作时须先扳动切换手柄再转动手轮，电动时手柄自动复位，切不可手动扳回。输出轴中装有花键套（见小图），可取出转过一微小角度以调整阀门全关位置。花键套在输出轴中不定位,用户可使用紧定螺钉或阀门上的轴肩来定位整体式整体式阀门电动装置阀门电动装置1.整体式电装的特点及应用整体式电装的特点及应用 整体式阀门电动装置是将电控箱与常规电装组合成一体的产品。通整体式阀门电动装置是将电控箱与常规电装组合成一体的产品。通过加装控制模块，实现了三相电源相序的鉴别，缺相保护和报警功能；过加装控制模块，实现了三相电源相序的鉴别，缺相保护和报警功能；远程控制有四种方式可供

7、用户选择；现场控制和远程控制均采用远程控制有四种方式可供用户选择；现场控制和远程控制均采用DC24V电压，改变了以往电装电压，改变了以往电装220V强电控制方式，使之成为强电控制方式，使之成为DCS（集（集散系统）控制中理想的前端执行机构。在不使用远控时（只需现场操散系统）控制中理想的前端执行机构。在不使用远控时（只需现场操作），只要接入动力线即可操作。作），只要接入动力线即可操作。BS1（选配件）阀位变送器，可为（选配件）阀位变送器，可为计算机控制提供计算机控制提供420mA阀位反馈信号。此型号产品具有安装简单、阀位反馈信号。此型号产品具有安装简单、重量轻、体积小易与自动控制设备连接等特点。

8、重量轻、体积小易与自动控制设备连接等特点。2.整体式阀门电动装置分类。整体式阀门电动装置分类。 按使用环境分：有隔爆型、普通型、户外型。按使用环境分：有隔爆型、普通型、户外型。 按输出型式分：有多回转型，部分回转型。按输出型式分：有多回转型，部分回转型。 按接口尺寸分：有普通型、电站型、推力型。按接口尺寸分：有普通型、电站型、推力型。特点和分类特点和分类主要技术参数主要技术参数（1）电源电源 电机：38OV，50Hz 控制回路：现场控制和远程控制均为直流24V。 远程控制其信号门限为“ON”的最小值为20V，“OFF”的最大值为1.5V；控制信号的拉电流15mA。 （相当于1.6k，0.36W

9、）（2）隔爆标记隔爆标记 隔爆型：dl（煤矿井下用电气设备） dllBT4（工厂用） 普通型：不含有腐蚀性、易燃、易爆的介质（3）环境温度和相对湿度环境温度和相对湿度： -2060 90%（25时）（4）防护等级防护等级： IP55（特殊定货可达IP67）（5）工作制工作制：本装置为短时工作制，额定运行时间为10分钟。主要结构主要结构专用电机专用电机1.电动机的工作制电动机的工作制 本公司生产的专用电机为短时本公司生产的专用电机为短时1010分钟分钟，同时要限制电动机的允许工作，同时要限制电动机的允许工作频率。频率。2.电动机的转矩特性电动机的转矩特性 从阀门的操作特性来看，最大操作转矩只是在

10、操作过程中的某一瞬间，从阀门的操作特性来看，最大操作转矩只是在操作过程中的某一瞬间，而在开阀和关阀过程中的其它时间里操作转矩是不大的，在电动装置而在开阀和关阀过程中的其它时间里操作转矩是不大的，在电动装置中是利用电机的最大转矩或起动转矩来提供最大操作转矩的。中是利用电机的最大转矩或起动转矩来提供最大操作转矩的。电机的电机的起动（或堵转）电流是额定电流的起动（或堵转）电流是额定电流的7 7倍倍。3.电动机的转动惯量电动机的转动惯量 要求转动惯量低，有时采用外部制动。要求转动惯量低，有时采用外部制动。4.电动机的自身热保护电动机的自身热保护 工作频率超过允许值造成的过载工作频率超过允许值造成的过载

11、, ,使用热继电器是起不到保护作用的，使用热继电器是起不到保护作用的，比较有效的方法是在比较有效的方法是在电机绕组中埋入温度开关电机绕组中埋入温度开关。 蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动 优点是：优点是：结构紧凑；传动平稳；速比高结构紧凑；传动平稳；速比高。最大特点是：。最大特点是：实现电动装置的转矩控制较为简便实现电动装置的转矩控制较为简便。如果相配的阀门本。如果相配的阀门本身身自锁自锁，那电动装置可以不必自锁，如果阀门本身不自，那电动装置可以不必自锁，如果阀门本身不自锁，则电动装置就需自锁。蜗杆的自锁条件和螺纹相同，锁，则电动装置就需自锁。蜗杆的自锁条件和螺纹相同，即螺旋升角小于摩擦角。若蜗轮副的

12、磨擦系数取即螺旋升角小于摩擦角。若蜗轮副的磨擦系数取0.10.1，则，则摩擦角为摩擦角为5 54242。在设计时若要自锁，取蜗杆头数为。在设计时若要自锁，取蜗杆头数为1 1且特性系数且特性系数q10q10。蜗杆传动的自锁不自锁对电动装置的。蜗杆传动的自锁不自锁对电动装置的整机效率影响较大，不自锁的比自锁的效率高。整机效率影响较大，不自锁的比自锁的效率高。左图是我公司左图是我公司ZB型电动装置的传动示意图型电动装置的传动示意图1. 专用电机专用电机 2. 电机齿轮电机齿轮3. 行程输出齿轮行程输出齿轮 4. 蜗轮蜗轮5. 螺旋齿轮螺旋齿轮 6. 手电动切换机构手电动切换机构7. 蜗杆蜗杆 8.

13、碟簧座碟簧座9. 碟簧碟簧 10. 力矩输出机构力矩输出机构11.蜗杆齿轮蜗杆齿轮 主要结构主要结构减速机构减速机构主要结构主要结构手电动切换机构手电动切换机构 按功能分，可以分为按功能分，可以分为全手动全手动切换、全自动切换和半自动切切换、全自动切换和半自动切换换三种形式。三种形式。 半自动切换是指电动装置由半自动切换是指电动装置由电动操作切换为手动操作时，电动操作切换为手动操作时，要辅以人工操作；而由手动操要辅以人工操作；而由手动操作改为电动操作的过程，则是作改为电动操作的过程，则是自动进行的，所以称为半自动自动进行的，所以称为半自动切换。切换。左图为离合器和直立杆等都在左图为离合器和直立

14、杆等都在低速轴上的半自动切换机构原低速轴上的半自动切换机构原理。理。1.手轮手轮 2.手动半离合器手动半离合器 3.弹簧弹簧 4.输出轴输出轴 5.中间离合器中间离合器 6.切换手柄切换手柄 7.拨叉拨叉 8.直立杆直立杆 9.蜗轮蜗轮 10.蜗杆蜗杆 11.电动半离合器电动半离合器 主要结构主要结构行程控制机构行程控制机构左图是我公司左图是我公司ZC型电装上用的型电装上用的行程机构，特点有：行程机构，特点有：具有四层计数齿轮，具有四层计数齿轮，传动齿传动齿轮都是封闭的轮都是封闭的；四位置四位置，即除了可以控制全，即除了可以控制全开全关两个阀位以外，还有中开全关两个阀位以外，还有中1和中和中2

15、两个中间位置，可以在全两个中间位置，可以在全行程的任意位置发出信号；行程的任意位置发出信号；由本公司设计的由本公司设计的自净转动式自净转动式大容量硬触点开关大容量硬触点开关替代了原来替代了原来的微动开关，具有动作可靠、的微动开关，具有动作可靠、容量大、绝缘好、接线方便等容量大、绝缘好、接线方便等特点。特点。行程控制器的调整行程控制器的调整 （1）阀门）阀门“全关全关”位置的调整位置的调整 将手电动切换手柄按箭头方将手电动切换手柄按箭头方向推，用手动将阀门向推，用手动将阀门“全关全关”，再从这个位置稍退回一点。再从这个位置稍退回一点。 用螺丝刀压下顶轴，并转用螺丝刀压下顶轴，并转90可卡住为止。

16、可卡住为止。 按关向箭头旋转按关向箭头旋转“关向关向” 调整调整轴，直到转动柱上的小凸台方轴，直到转动柱上的小凸台方向与两向与两 旁箭头方向基本一致旁箭头方向基本一致为止。为止。 旋回顶轴，使之复位。旋回顶轴，使之复位。（2）阀门）阀门“全开全开”位置的调整位置的调整 在阀门在阀门“全关全关”位置调好的基础上，手动或电动将阀门开到位置调好的基础上，手动或电动将阀门开到“全全开开”位置之前停下（建议开到全行程的位置之前停下（建议开到全行程的95%左右）。左右）。 用螺丝刀压下顶轴，并转用螺丝刀压下顶轴，并转90可卡住为止。可卡住为止。 按开向箭头旋转按开向箭头旋转“开向开向”调整轴，直到转动柱上

17、的小凸台方向与调整轴，直到转动柱上的小凸台方向与两旁箭头方向基本一致为止。两旁箭头方向基本一致为止。 旋回顶轴，使之复位。旋回顶轴，使之复位。 （3）中间位置的调整 中1和中2两个中间位置，用户可以根据需要用于开向或关向的中间位置，或用于增加开、关向的触点数。这时调整轴的旋转方向视中1、中2是用于开向还是关向而定，若用于开向则与开向调整轴的旋向一致，若用于关向则与关向调整轴的旋向一致。 行程控制器全部调好后，需电动试运转，控制器控制的整个行程应符合要求，否则需要重新进一步调整。 在行程控制器的调整过程中，如果出现调过头或者还没有开始调转动柱已经处于动作状态（即转动柱上小凸台方向与两旁箭头基本一

18、致），这时需反方向旋转调整轴，直到恢复动作前状态，再按箭头方向重新调。行程控制器的调整行程控制器的调整 主要结构主要结构力矩控制机构力矩控制机构 上图为上图为ZB型和型和ZC型电动装置力矩控制器的结构。力矩控制器所控制型电动装置力矩控制器的结构。力矩控制器所控制的力矩值（开向和关向）在出厂前已根据订货要求整定好并填在产品的力矩值（开向和关向）在出厂前已根据订货要求整定好并填在产品证明书上证明书上(如用户未指定，通常对于多回转开向整定在公称值上，关向如用户未指定，通常对于多回转开向整定在公称值上，关向为公称值的为公称值的0.7；对于部分回转，开向和关向都整定在公称值上；对于部分回转，开向和关向都整定在公称值上)，一一般不允许再调整般不允许再调整,若一定要调的话，必须十分谨慎，可参考产品证明书若一定要调的话，必须十分谨慎，可参考产品证明书上的力矩曲线，查找对应刻度值，进行调整。上的力矩曲线，查找对应刻度值，进行调整。主要结构主要结构开度指示机构开度指示机构 我