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氣動執(zhí)行器球閥的結(jié)構(gòu)原理基本上根據(jù)一個拋光球芯(包括通道)包夾在兩個閥座這間(上游和下游)，球心的旋轉(zhuǎn)對流體進(jìn)行攔截或流過球芯，上游和下游的壓差產(chǎn)生的力使球芯緊靠在下游閥座(浮動球結(jié)構(gòu))。這種情況下操作閥門的力矩是由球芯與閥座、閥桿與填料相互摩擦所決定的。力矩 大值發(fā)生在出現(xiàn)壓差且球芯在關(guān)閉位置向打開方向旋轉(zhuǎn)時蝶閥。
蝶閥的結(jié)構(gòu)原理基本上根據(jù)固定在軸心的蝶板。在關(guān)閉位置蝶板與閥座完全密封,當(dāng)?shù)逍D(zhuǎn)(繞著閥桿)后與流體的流向平行時，閥門處于全開位置。相反當(dāng)?shù)迮c流體的流向垂直時，閥門處于關(guān)閉位置。操作蝶閥的力矩是由蝶板與閥座、閥桿與填料之間的磨擦所決定的，同時壓差作用在蝶板上的力也影響操作力矩如閥門在關(guān)閉時力矩 大，微小地旋轉(zhuǎn)后，力矩將明顯減小旋塞閥的結(jié)構(gòu)原理是基本根據(jù)密封在錐形塞體里的塞子。在塞子的一個方向上有一個通道。隨著塞子旋入閥座來實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。
操作力矩通常不受流體的壓力影響而是由開啟和關(guān)閉過程中閥座和塞子之間的摩擦所決定的。閥門在關(guān)閉時力矩 大。由于有受壓力的影響，在余下的操作中始終保持較高的力矩雙作用執(zhí)行機構(gòu)的選用以DA系列氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)為例齒輪條式執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節(jié)圓半徑(力臂)所得。且磨擦阻力小效率高。順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)時輸出力矩都是線性的。
在正常操作條件下，雙作用氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%單作用執(zhí)行機構(gòu)的選用以SR系列氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)為例在彈簧復(fù)位的應(yīng)用中，輸出力矩是在兩個不同的操作過程中所得，根據(jù)行程位置，每一次操作產(chǎn)生兩個不同的力矩值。
彈簧復(fù)位執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得第一種狀況：輸出力矩是由空氣壓力進(jìn)入中腔壓縮彈簧后所得，稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下，氣源壓力迫使活塞從0度轉(zhuǎn)向90度位置，由于彈簧壓縮產(chǎn)生反作用力，力矩從起點時 大值逐漸遞減直至到第二種狀況：輸出力矩是當(dāng)中腔失氣時彈簧恢復(fù)力作用在活塞上所得，稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下，由于彈簧的伸長，輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述，單作用執(zhí)行機構(gòu)是根據(jù)在兩種狀況下產(chǎn)生一個平衡力矩的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的。
在每種情況下，通過改變每邊彈簧數(shù)量和氣源壓力的關(guān)系(如每邊2根彈簧和5.5巴氣源或反之)，有可能獲得不平衡力矩，在彈簧復(fù)位應(yīng)用中可獲得兩種狀況：失氣開啟或失氣關(guān)閉。在正常工作條件下，彈簧復(fù)位氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%。
彈簧復(fù)位執(zhí)行機構(gòu)的選用示例(同時見技術(shù)數(shù)據(jù)表)：
彈簧關(guān)(失氣)
球閥的力矩=80NM
安全系數(shù)(25%)=80NM+25%=100NM
氣源壓力=0.6MPa
被選用的SY-SR執(zhí)行機構(gòu)是SR125-05，因為可產(chǎn)生下列數(shù)值：
彈簧行程0o=119.2NM
彈簧行程90o=216.2NM
空氣行程0o=228.7NM
空氣行程90o=118.8NM
