核電閥門(mén)結(jié)構(gòu)2（精編版）

1、1 第三章 閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)裝置工業(yè)設(shè)施中的閥門(mén)裝置 ,不管是閘閥、蝶閥、旋塞閥或其它形式的閥門(mén)，在過(guò)去一般都是利用體積龐大而笨重的操縱輪、閥桿和齒輪系統(tǒng)通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行操縱的。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高以及高溫、高壓工質(zhì)的采用，為了節(jié)省工作人員，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平，現(xiàn)在則越來(lái)越多地采用遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)操縱的方式。閥門(mén)的遠(yuǎn)距離操縱裝置稱之為閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)閥門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所用動(dòng)力源的種類(lèi)，閥門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可分為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)式、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)式和液壓驅(qū)動(dòng)式三種類(lèi)型。由于gnps電廠所用閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 以電動(dòng)和氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為主，因此，本章將對(duì)這兩種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行介紹。3.1 電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)

2、式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以電力作為動(dòng)力源。雖然工業(yè)中所使用的電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有多種類(lèi)型，但它們都是通過(guò)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能后，經(jīng)過(guò)一套減速裝置再去驅(qū)動(dòng)所操縱閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉的。所不同的只是在減速裝置的結(jié)構(gòu)形式和安全保護(hù)系統(tǒng)上有所區(qū)別。下面對(duì)幾種常用的電動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行介紹。一、焦威勒爾與卡德?tīng)査欧到y(tǒng)該系統(tǒng)由電機(jī)、減速裝置如安全保護(hù)裝置組成，如圖48 所示。1、減速裝置該系統(tǒng)的減速裝置通常為兩級(jí)減速。第一級(jí)由螺旋齒輪付減速，其減速比有三種：1/2、1/3、1/1.5。第二級(jí)由蝸輪蝸桿付減速，減速比視伺服電機(jī)而異。有時(shí)根據(jù)需要也可以用蝸輪蝸桿付組成第三級(jí)減速。2、安全保護(hù)裝置為了防止閥門(mén)在開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中因閥桿

3、（或門(mén)芯）卡澀或因某種原因而使電機(jī)過(guò)載造成設(shè)備損壞，該伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)有扭矩限制器、行程結(jié)束控制器及應(yīng)急手操系統(tǒng)等安全保護(hù)裝置。扭矩限制器和行程結(jié)束裝置均安裝在與伺服系統(tǒng)連為一體的控制盒內(nèi)。（1）行程結(jié)束控制器的作用在于當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟基關(guān)閉行程結(jié)束時(shí)，切斷電機(jī)電源，停止閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉動(dòng)作。行程結(jié)束控制器的結(jié)構(gòu)如圖49所示。它由與傳動(dòng)軸蝸桿相嚙合的行程感應(yīng)蝸輪、行程信號(hào)傳動(dòng)軸、正齒輪付、兩個(gè)凸輪和兩個(gè)行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成。disk：wd/word 2 圖 48 焦威勒爾與卡德?tīng)査欧到y(tǒng)3 行程開(kāi)關(guān)的作用：在閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉操作結(jié)束后，及時(shí)切斷電源，防止馬達(dá)過(guò)載，及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)載。扭矩限位開(kāi)關(guān)的作用：在閥門(mén)

4、的操作過(guò)程中通過(guò)d 矩測(cè)量，防止馬達(dá)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)載，相當(dāng)于行程開(kāi)關(guān)的后備保護(hù)。圖 49 行程結(jié)束機(jī)構(gòu)和扭矩限制器示意圖4 當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，主傳動(dòng)軸頂端的蝸桿帶動(dòng)行程感應(yīng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將閥門(mén)的開(kāi)度信號(hào)通過(guò)傳動(dòng)軸使具有一定減速比的正齒輪付（減速比根據(jù)閥門(mén)全行程轉(zhuǎn)數(shù)和使凸輪旋轉(zhuǎn)270o設(shè)計(jì)的，考慮凸輪寬度，齒輪旋轉(zhuǎn)必須小于280o）帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)。行程結(jié)束時(shí)，凸輪觸動(dòng)行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭，切斷電機(jī)電源，結(jié)束閥門(mén)和電機(jī)不致因過(guò)分的開(kāi)啟或關(guān)閉動(dòng)作而造成損壞。為了保證行程結(jié)束控制器可靠地工作，在伺服系統(tǒng)投入運(yùn)行之前應(yīng)對(duì)于行程結(jié)束控制器進(jìn)行調(diào)校。其調(diào)校步驟如下：檢查扭矩限制器應(yīng)處于“保險(xiǎn)”狀態(tài)，伺服系統(tǒng)的工

5、作環(huán)境符合有關(guān)的使用條件。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)手動(dòng)操縱輪關(guān)閥門(mén)并保留一定的行程余量，調(diào)節(jié)關(guān)閥行程結(jié)束凸輪，使行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭被觸動(dòng)而斷開(kāi)電源。電動(dòng)操縱將閥門(mén)部分開(kāi)啟，然后進(jìn)行一次電動(dòng)操縱關(guān)閉，檢查行程結(jié)束時(shí)控制器是否正確動(dòng)作。否則，利用觸頭調(diào)節(jié)按鈕重新進(jìn)行調(diào)節(jié)。逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)手動(dòng)操縱輪開(kāi)啟閥門(mén)并保留一定的行程余量，調(diào)節(jié)開(kāi)閥行程結(jié)束凸輪，使行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭被觸動(dòng)而斷開(kāi)電源。按關(guān)閥操作那樣用電動(dòng)方式操作一次，以檢查控制器是否正確動(dòng)作，否則重新進(jìn)行調(diào)節(jié)。（2）扭矩限制器扭矩限制器能保證伺服電機(jī)在故障過(guò)載時(shí)或者在需要獲得持續(xù)負(fù)載的情況下，在操縱完成時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢哉J(rèn)為扭矩限制器是伺服系統(tǒng)的第二重

6、安全防護(hù)線。扭矩限制器如圖49所示，它由測(cè)力器、凸輪和扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)等組成。測(cè)力器由一個(gè)安裝于鑄鐵套管里的蝸桿與傳動(dòng)軸上的蝸輪相嚙合，當(dāng)所傳遞的扭矩超過(guò)預(yù)定值時(shí)，鑄鐵導(dǎo)管作橫向運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)控制盒內(nèi)一組凸輪運(yùn)動(dòng)，觸動(dòng)扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)，使電機(jī)電源切斷。扭矩限制器動(dòng)作力矩的調(diào)整是通過(guò)調(diào)整墊圈安放尺寸和凸輪偏轉(zhuǎn)角來(lái)完成的。為使限制器墊圈壓縮的全行程上保留一個(gè)間隔，觸頭斷開(kāi)前凸輪的最大偏轉(zhuǎn)角為15o。為了保證扭矩限制器工作的可靠性，在伺服系統(tǒng)投入運(yùn)行之前，應(yīng)對(duì)扭矩限制器進(jìn)行調(diào)校。其調(diào)校步驟如下：在接線端短接關(guān)閥行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)。用手關(guān)閉閥門(mén)并保留一定間隔，調(diào)節(jié)關(guān)閥行程結(jié)束凸輪使行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)

7、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭動(dòng)作。由于此觸頭為一個(gè)轉(zhuǎn)接器，因此，當(dāng)行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)就接通了關(guān)閥扭矩限制器微動(dòng)開(kāi)關(guān)。用電動(dòng)操縱將閥門(mén)部分開(kāi)啟，然后進(jìn)行一次電動(dòng)操縱關(guān)閥，直至關(guān)閥扭矩限制器凸輪觸動(dòng)關(guān)閥扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷電機(jī)電源時(shí)為止。若關(guān)閥扭矩限制器不能正確動(dòng)作，則應(yīng)調(diào)整關(guān)閥扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)旋鈕，直至調(diào)好為止。在此過(guò)程中應(yīng)注意關(guān)閥行程結(jié)束凸輪應(yīng)在扭矩限制器動(dòng)作之前使自己的觸頭動(dòng)作，否則說(shuō)明關(guān)閥行程結(jié)束控制裝置未調(diào)好，應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整。在接線端短接開(kāi)閥行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)。用手動(dòng)操縱打開(kāi)閥門(mén)并保留一定間隔，調(diào)節(jié)開(kāi)閥行程結(jié)束凸輪，使開(kāi)閥行程結(jié)束觸頭動(dòng)作。5 用電動(dòng)操縱將閥門(mén)部分關(guān)閉，然后進(jìn)行一次電動(dòng)操縱開(kāi)閥，

8、直至開(kāi)閥扭矩限制器動(dòng)作切斷電源時(shí)為止。檢查并確認(rèn)各觸頭都正確動(dòng)作后，伺服系統(tǒng)才能投入運(yùn)行。（3）安全保護(hù)裝置動(dòng)作方式的選擇行程結(jié)束控制器和扭矩限制器這兩種安全保護(hù)裝置在工作時(shí)動(dòng)作方式如何選擇，主要取決于伺服系統(tǒng)所控制的閥門(mén)類(lèi)型。對(duì)于平座式閥門(mén)由于閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)是通過(guò)閘板實(shí)現(xiàn)的，所以“開(kāi)”和“關(guān)”的斷路是通過(guò)行程結(jié)束觸頭實(shí)現(xiàn)的，扭矩限制器處于“保險(xiǎn)”的地位。對(duì)于斜座式閥門(mén)由于此類(lèi)閥門(mén)要求在閘板上保持持續(xù)壓力以保證密封性，所以，“開(kāi)閥”斷路是由行程結(jié)束觸頭實(shí)現(xiàn)的，而“關(guān)閥”斷路則有兩種方式。第一種方式是用扭矩限制器實(shí)現(xiàn)“關(guān)閥”斷路，第二種方式是將行程結(jié)束觸頭調(diào)節(jié)到當(dāng)扭矩限制器開(kāi)始顫動(dòng)時(shí)動(dòng)作。這種方式

9、的優(yōu)點(diǎn)有二，其一，不致于使閘板在底座間嵌入過(guò)深，從而保證開(kāi)閥操作順利進(jìn)行。其二，扭矩限制器處于“保險(xiǎn)”地位，增加了安全性。截止閥和類(lèi)似的閥門(mén)調(diào)節(jié)器或蝶閥“開(kāi)閥”狀態(tài)通過(guò)行程結(jié)束觸頭實(shí)現(xiàn)斷路，“關(guān)閥”狀態(tài)通過(guò)扭矩限制器實(shí)現(xiàn)斷路，行程結(jié)束觸頭接入旁路。帶有反向密封裝置的閥門(mén)，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)后，其密封由在扭矩限制器開(kāi)始顫動(dòng)時(shí)動(dòng)作的開(kāi)閥行程結(jié)束觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的 .（4）應(yīng)急手操系統(tǒng)為了保障在電機(jī)故障或斷電情況下，閥門(mén)仍能正確工作，該系統(tǒng)設(shè)置了應(yīng)急手操系統(tǒng)。該系統(tǒng)在一般情況下是脫開(kāi)的，只有通過(guò)手動(dòng)操縱才能接通。該系統(tǒng)的手操裝置有可脫開(kāi)式和隨動(dòng)式兩種類(lèi)型?？擅撻_(kāi)式手操系統(tǒng)圖 50 可脫開(kāi)式手操系統(tǒng)6 可脫開(kāi)式手操

10、系統(tǒng)如圖50所示，在進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，通過(guò)推壓操縱輪手柄使手操輪傳動(dòng)軸與傳動(dòng)蝸桿嚙合成一體。與此同時(shí)引起與行程結(jié)束開(kāi)關(guān)串聯(lián)的一個(gè)或兩個(gè)觸頭斷開(kāi)，從伺服電機(jī)的電路中斷，保證在手動(dòng)操作過(guò)程中操作員的安全。帶有止動(dòng)機(jī)構(gòu)，可避免在操作時(shí)需持續(xù)施加推力。手動(dòng)操作結(jié)束后，止動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)解除。隨動(dòng)式手操系統(tǒng)隨動(dòng)式手操系統(tǒng)如圖51所示。該系統(tǒng)蝸桿與正齒輪傳動(dòng)軸之間用爪型離合器連接。圖 51 隨動(dòng)式手操系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)操縱時(shí)，撳動(dòng)傳動(dòng)裝置c1，使爪型離合器退出嚙合，從而使電機(jī)系統(tǒng)脫開(kāi)而手縱輪接通，與此同時(shí)自動(dòng)閉鎖裝置l 則使電動(dòng)系統(tǒng)保持位置。重新投入電動(dòng)時(shí)，自動(dòng)閉鎖裝置失效，回動(dòng)彈簧導(dǎo)致手操輪退出轉(zhuǎn)入電動(dòng)狀態(tài)。二、彼爾

11、納德伺服系統(tǒng)彼爾納德伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖52所示，它主要由電動(dòng)機(jī)、減速器和保護(hù)裝置組成。1、減速裝置彼爾納德伺服系統(tǒng)的減速裝置由一級(jí)或兩級(jí)直齒輪、一對(duì)錐齒輪和一對(duì)蝸輪桿付組成。2、安全保護(hù)裝置該伺服系統(tǒng)的行程結(jié)束控制機(jī)構(gòu)圖52。它由一些獨(dú)立的凸輪組成，每個(gè)凸輪后有一個(gè)微開(kāi)關(guān)，這些凸輪由減速器傳動(dòng)軸上的蝸輪蝸桿付傳動(dòng)裝置控制。凸輪做小于一周的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)于閥門(mén)行程結(jié)束時(shí)的角度時(shí)，凸輪上的傳動(dòng)銷(xiāo)觸動(dòng)相應(yīng)的行程結(jié)束微動(dòng)開(kāi)關(guān)，切斷電機(jī)電源，停止閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉動(dòng)作，這些凸輪除了可以進(jìn)行行程結(jié)束保護(hù)外，還可用來(lái)帶動(dòng)反映閥位信號(hào)的電位器動(dòng)作，將閥位信號(hào)以電信號(hào)的形式傳遞給調(diào)節(jié)系統(tǒng)或閥位顯示表。7 圖 5

12、2 彼爾納德伺服系統(tǒng)的詳圖8 （2）扭矩限制器該系統(tǒng)的扭矩限制器如圖53所示。寬由一個(gè)限力器和扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成。圖 53 扭矩限制器限力器由行星式減速器和限力彈簧組成。它如同一個(gè)測(cè)力天平，隨時(shí)測(cè)定被操縱裝置的力矩。當(dāng)傳動(dòng)裝置的扭矩在正常范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)行星減速器外殼所傳遞的力矩小于限力彈簧的初始張力，行星減速器外殼在兩彈簧作用下保持平衡狀態(tài)。一旦通過(guò)行星減速器外殼所傳遞的力矩大于彈簧的初始張力時(shí)，行星減速器外殼則產(chǎn)生一定的位移，觸動(dòng)扭矩限制微動(dòng)開(kāi)關(guān)，切斷控制電流使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。扭矩限制器的調(diào)節(jié)主要是根據(jù)具體設(shè)備的限矩值，通過(guò)調(diào)整限力彈簧的初始張力來(lái)進(jìn)行的。彈簧初始張力越大，限矩值越大。進(jìn)行調(diào)

13、整的時(shí)候，允許兩個(gè)彈簧的緊度有所差異。三、若托克伺服系統(tǒng)若托克伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)的電機(jī)、減速器、安全保護(hù)裝置等全都有密封罩保護(hù)，具有較好的防水、防爆能力。1、減速器與手操裝置若托克伺服系統(tǒng)的減速器由減速器由蝸輪、蝸桿組成。其手操縱輪利用爪形連接器可以直接移動(dòng)或用手柄很方便地與傳動(dòng)軸進(jìn)行連接。啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，手操輪自動(dòng)脫開(kāi)。如圖54 所示。9 圖 54 離合系統(tǒng)（電操與手操）2、安全保護(hù)裝置圖 55 扭矩限制器和行程結(jié)束停止機(jī)構(gòu)組件10 （1）行程結(jié)束裝置行程結(jié)束控制機(jī)構(gòu)如圖55所示，它由螺紋軸、斜齒輪、停止限動(dòng)器螺母、調(diào)節(jié)螺母等組成。開(kāi)閥或關(guān)閉時(shí)，閥位的變化經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使停止限動(dòng)器螺母在

14、螺紋軸上移動(dòng)，當(dāng)開(kāi)閥或關(guān)閥行程結(jié)束時(shí)，停止限動(dòng)器螺母同時(shí)使電機(jī)停轉(zhuǎn)觸頭和遠(yuǎn)距離信號(hào)觸頭接通，使開(kāi)閥或關(guān)閥動(dòng)作停止并發(fā)出開(kāi)閥或關(guān)閥結(jié)束信號(hào)。如有必要可以取消行程結(jié)束制動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)的停轉(zhuǎn)只靠扭矩限制器實(shí)現(xiàn)。（2）扭矩限制器扭矩限制器的工作原理如圖56所示。正常時(shí)凸輪觸頭機(jī)構(gòu)處于中間位置，電機(jī)軸后的兩組彈簧墊圈不發(fā)生變形。當(dāng)扭矩增大時(shí)，傳動(dòng)軸作用于蝸桿上的作用力使電機(jī)軸作軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擠壓彈簧墊片。電機(jī)軸的軸向運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)螺旋斜面?zhèn)鲃?dòng)裝置轉(zhuǎn)換為與電機(jī)軸成一定角度方向的運(yùn)動(dòng)，在凸輪的帶動(dòng)下由一個(gè)銷(xiāo)頭觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭、切斷電機(jī)電源。圖 56 扭矩限制器功能行程結(jié)束或扭矩限制的調(diào)節(jié)均可以通過(guò)調(diào)節(jié)面板上的調(diào)

15、節(jié)旋扭來(lái)完成。四、限扭伺服系統(tǒng)1、減速器與手操裝置限扭伺服系統(tǒng)的減速器由蝸輪蝸桿付組成。也有先通過(guò)正齒輪系作初級(jí)減速后再經(jīng)蝸輪蝸桿付進(jìn)行一級(jí)減速的。它的手操輪利用爪形連接器可以很方便地與傳動(dòng)螺紋軸實(shí)現(xiàn)離合。11 2、安全保護(hù)裝置（2）行程結(jié)束控制裝置這種伺服系統(tǒng)的行程結(jié)束控制裝置系由2個(gè)或 4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件組成的轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)。如圖57 所示。圖 57 轉(zhuǎn)子式開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)件示意圖對(duì)于有 2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)，在閥門(mén)的啟、閉過(guò)程中，閥門(mén)開(kāi)度信號(hào)通過(guò)蝸輪蝸桿傳遞到轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)軸上，經(jīng)一中間齒輪減速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件經(jīng)調(diào)節(jié)都可相對(duì)其它轉(zhuǎn)動(dòng)件獨(dú)立。每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件均有4個(gè)觸頭，其中一個(gè)主觸頭三個(gè)輔助觸頭。這些轉(zhuǎn)

16、動(dòng)件和觸頭的功用視配用的閥門(mén)形式而定。如果配用截止閥或楔形閥，則第一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件的主觸頭用于接通關(guān)閥指示燈。在這種情況下，利用扭矩限制器開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)行程結(jié)束的電機(jī)斷電工作。如果是增行座閥、蝶閥或旋塞閥、其閉合完全取決于閥堵件的位置和狀態(tài)。開(kāi)閥行程結(jié)束控制由第二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件完成。除上述的主觸頭外，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件另外三個(gè)輔助觸頭主要用于閉鎖系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的電路控制。如果是 4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件開(kāi)關(guān)，則前兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件用途如前所述，另兩個(gè)輔助轉(zhuǎn)動(dòng)件經(jīng)調(diào)節(jié)后，可以實(shí)現(xiàn)在閥位行程的任何地方動(dòng)作，執(zhí)行閉鎖、指示及其它功能。（2）扭矩限制器12 扭矩限制器如圖58所示，它主要由蝸輪、可以在花鍵上滑動(dòng)的蝸桿、頸軸（或錐頭）等組

17、成。蝸桿由一個(gè)彈簧定位，當(dāng)閥門(mén)在開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)或開(kāi)、關(guān)過(guò)程中出現(xiàn)阻塞時(shí)，蝸桿輸出的力矩超出正常力矩，使蝸桿沿花鍵軸移動(dòng)并帶動(dòng)頸軸（錐頭）位移，觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷電機(jī)電源。間接作用式（反作用式）是指其控制氣流從下膜蓋進(jìn)入，作用于薄膜下部，當(dāng)控制信號(hào)壓力增大時(shí)，伺服馬達(dá)的推桿向上運(yùn)動(dòng)。圖 59 a直接工作伺服馬達(dá)圖 59 b反向工作伺服馬達(dá)1、動(dòng)作原理貝雷薄膜式伺服馬達(dá)的動(dòng)作原理如圖59所示，當(dāng)信號(hào)壓力通入到薄膜氣室時(shí)，在薄膜上產(chǎn)生一個(gè)向下（上）的推力，并使推桿移動(dòng)，將彈簧壓縮（拉抻），直到彈簧所產(chǎn)生的反作用力與信號(hào)壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡。其平衡方程式可用下式表示：pao=kl 式中 p- 通入

18、薄膜室的信號(hào)壓力ao- 薄膜有效面積k- 彈簧剛度l- 推桿的位移量所以kalop 13 從上式可知，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的規(guī)格（薄膜有效面積ao，彈簧剛度 k）確定以后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿位移量與壓力信號(hào)成正比關(guān)系，換名話說(shuō),即閥門(mén)的開(kāi)度與控制信號(hào)的壓力成正比關(guān)系。2、結(jié)構(gòu)貝雷薄膜式伺服馬達(dá)的結(jié)構(gòu)如圖60所示。它主要由上、下膜蓋、加布橡膠薄膜、推桿、支架、彈簧、彈簧座、調(diào)節(jié)套筒、連接螺母、開(kāi)度指示器、操縱手輪等部件組成。圖 60 貝雷（valley ）薄膜式伺服馬達(dá)（1）加布橡膠薄膜14 它是伺服馬達(dá)的關(guān)健部件，一般由具有較好的耐油及耐高、低溫性能的丁腈橡膠加錦綸絲織物制成。為了保護(hù)其有效面積基本上保持不

19、變，提高伺服馬達(dá)工作的線性度，膜片常制作成波紋狀。為了保證作用于膜片上的推（壓）力能有效準(zhǔn)確地傳遞給推桿，除薄膜的四周夾裝于上、下膜蓋之間以外，其中間部分壓裝在置于推桿頂部的盤(pán)形件上。（2）彈簧它也是一個(gè)關(guān)健部件，要求在全行程范圍內(nèi)彈簧的剛度應(yīng)不發(fā)生變化，這樣可以提高伺服馬達(dá)的線性度。（3）上、下膜蓋上、下膜蓋一般用灰鑄鐵鑄成，也可用鋼板沖制。它們與膜片構(gòu)成薄膜氣室。（4）調(diào)節(jié)套筒用來(lái)調(diào)整彈簧的預(yù)緊力，這樣可以根據(jù)實(shí)際工作需要改變信號(hào)壓力的起始值。（5）推桿一端安裝盤(pán)形件并通過(guò)盤(pán)形感受和傳遞薄膜所施加的推力，另一端通過(guò)連接螺母與調(diào)節(jié)閥的閥桿相連接，將薄膜的推力轉(zhuǎn)變成閥門(mén)開(kāi)度的變化。（6）開(kāi)度指

20、示器它用于指示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿位移。（7）操縱手輪貝雷薄膜式伺服馬達(dá)的手操縱輪安裝于伺服馬達(dá)的頂部。其主要作用是當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈，如氣源中斷、調(diào)節(jié)器故障無(wú)輸出以及膜片損壞等情況時(shí)，可以切換進(jìn)行手動(dòng)控制，以保障生產(chǎn)工藝過(guò)程的正常進(jìn)行。3、隨動(dòng)裝置（控制裝置）貝雷式隨動(dòng)替續(xù)器又稱為隨動(dòng)定位器，利用力平衡的原理起到校準(zhǔn)閥門(mén)啟閉狀態(tài)和根據(jù)需要調(diào)整閥門(mén)啟閉狀態(tài)的作用。其工作原理如圖61所示。15 圖 61 隨動(dòng)替續(xù)器工作原理當(dāng)進(jìn)入控制波紋盒的信號(hào)壓力增加時(shí)，控制波紋盒的推力增大，推動(dòng)橫梁繞彈簧固定塊移動(dòng)，帶動(dòng)氣閥替續(xù)器滑閥向上移動(dòng)，使下薄膜氣室（反向作用）的壓力增加，閥門(mén)向上開(kāi)啟。閥桿的向運(yùn)動(dòng)通過(guò)與之相連的

21、伺服操縱桿帶動(dòng)伺服凸輪逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，推動(dòng)弧形的伺搖臂向下偏轉(zhuǎn)，將伺服彈簧拉伸，彈簧對(duì)橫梁的拉力亦隨之增加。當(dāng)伺服彈簧的拉力與控制波紋膜盒的推力相平衡時(shí)，隨動(dòng)替續(xù)器則在新的平衡位置上穩(wěn)定下來(lái)。閥門(mén)的開(kāi)度與控制信號(hào)的壓力之間成對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系。4、接觸式控制箱及閥位傳感器（1）接觸式控制箱貝雷式伺服馬達(dá)通常還裝設(shè)有一個(gè)接觸式控制箱，其作用是安裝行程結(jié)束裝置和閥位傳感器。接觸式控制箱的結(jié)構(gòu)如圖62所示。它的手柄通過(guò)連桿與閥桿相連，當(dāng)閥門(mén)位移時(shí)，連桿使手柄發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使受手柄控制和凸輪軸帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)閥門(mén)開(kāi)（關(guān)）到一定位置后，凸輪觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷閉鎖電磁閥電源，使進(jìn)入伺服馬達(dá)的氣源切斷，結(jié)束閥門(mén)的開(kāi)（

22、關(guān)）動(dòng)作。16 圖 62 接觸式控制箱（2）閥位傳感器在控制箱的凸輪軸上，還裝有一個(gè)肩形齒輪。凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使肩形齒輪帶動(dòng)閥位電位計(jì)旋轉(zhuǎn)鈕轉(zhuǎn)動(dòng)，改變電位計(jì)電阻值將調(diào)節(jié)閥門(mén)的閥位以電信號(hào)輸出。5、閉鎖電磁閥為了使調(diào)節(jié)閥門(mén)在控制氣流壓力異常下降時(shí)，能使閥門(mén)開(kāi)度保持不變，以減少由于氣壓故障造成的錯(cuò)誤動(dòng)作，貝雷薄膜式伺服馬達(dá)設(shè)置有一個(gè)閉鎖電磁閥裝置。閉鎖電磁閥裝置如圖63所示。圖 63 位置閉鎖裝置控制閥門(mén)開(kāi)、閉的控制空氣經(jīng)閉鎖電磁后再進(jìn)入薄膜氣室。電磁閥的啟、閉由壓力開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)控制壓力低于2.8巴時(shí)壓力開(kāi)關(guān)切斷電磁閥電源，電磁閥失電后立即關(guān)閉，使伺服馬達(dá)處于閉鎖狀態(tài)。給操作人員進(jìn)行人工干預(yù)提供了時(shí)間

23、。如果沒(méi)有人工的干預(yù)，經(jīng)一段時(shí)間后調(diào)節(jié)閥將在彈簧作用力下重新回到關(guān)閉（開(kāi)啟）位置。二、氣動(dòng)筒式伺服馬達(dá)17 1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣動(dòng)筒式伺服馬達(dá)是一種利用壓縮空氣作為控制信號(hào)和驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的活塞式伺服馬達(dá)。其結(jié)構(gòu)如圖 64所示。它主要由氣缸、活塞、導(dǎo)向裝置及手動(dòng)（電動(dòng)）控制裝置等部分組成。這種伺服馬達(dá)利用固定螺栓或凸緣連接方式固定于閥蓋上，其活塞直接與閥桿連接。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入氣缸內(nèi)作用于活塞上部或下部時(shí)，活塞將向下或向上運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)閥桿帶動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉或開(kāi)啟。為了確?；钊倪\(yùn)動(dòng)與作為控制信號(hào)的壓縮空氣的壓縮空氣的壓力之間具有嚴(yán)格準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在活塞與氣缸壁之間裝有活塞填料或密封圈，以防止壓縮空氣在活塞上、下

24、間出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。密封圈的形狀及材料取決于壓縮空氣壓力的大小，一般情況下采用合成橡膠或皮革制成的“唇”形密封圈；壓縮空氣壓力較高時(shí)則采用“u”形密封圈；若控制信號(hào)是以蒸汽為工質(zhì)時(shí)，在活塞上還應(yīng)裝有金屬漲圈。18 圖 64 氣動(dòng)筒式伺服馬達(dá)為了在必要時(shí)便于對(duì)閥門(mén)進(jìn)行手動(dòng)（電動(dòng)）控制和對(duì)閥位進(jìn)行指示以及便于操縱行程結(jié)束觸點(diǎn)，在活塞的上部安裝有一后導(dǎo)向桿。后導(dǎo)向桿一般由光滑桿和齒條（或螺紋）桿兩部分組成，這兩部分利用u 型夾和銷(xiāo)子進(jìn)行連接。2、單向氣動(dòng)筒組成的高壓加熱器自動(dòng)旁路系統(tǒng)所謂單向氣動(dòng)筒是指氣動(dòng)筒內(nèi)的活塞只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，而不能自動(dòng)恢復(fù)到起始位置的氣動(dòng)筒。由這種氣動(dòng)筒組成的壓縮空氣遙控的具有

25、按順序進(jìn)行閉鎖控制的高壓加熱器自動(dòng)旁路系統(tǒng)如圖 65所示。圖 65 氣動(dòng)筒的使用圖中 a 為給水回路主閥門(mén)， b為旁路門(mén)， c為高壓加熱器旁路保護(hù)閥。這三個(gè)閥門(mén)均是齒條外部復(fù)位的單向氣動(dòng)筒控制閥。正常工作時(shí)，閥門(mén)a、b 處于打開(kāi)狀態(tài)，閥門(mén)c 處于關(guān)閉狀態(tài)，加熱器r投入系統(tǒng)中運(yùn)行。一旦發(fā)生事故時(shí)，由控制替續(xù)器來(lái)的控制信號(hào)將使電動(dòng)一氣動(dòng)控制裝置d 把壓縮空氣引入到閥門(mén) c的活塞底部，使活塞逐漸上升，加熱器旁路保護(hù)閥逐漸開(kāi)啟。當(dāng)閥門(mén)c的活塞上升到一定位置時(shí)，使主閥門(mén)a 活塞上部接通壓縮空氣，主閥門(mén)a 將逐漸關(guān)閉。當(dāng)主閥門(mén)a 關(guān)閉結(jié)束時(shí)，又使旁路閥門(mén)b的活塞上部接通壓縮空氣，旁路門(mén)b 在壓縮空氣作用下

26、關(guān)閉。至此，使給水經(jīng)旁路保護(hù)閥直接進(jìn)入鍋爐，而高壓加熱器自動(dòng)解出運(yùn)行狀態(tài)。19 當(dāng)高壓加熱器故障排除后，a、b、c 閥門(mén)可通過(guò)手操裝置復(fù)位，系統(tǒng)重新投入運(yùn)行。三、貝雷活塞式伺服馬達(dá)1、結(jié)構(gòu)及工作原理貝雷活塞式伺服馬達(dá)如圖66所示。它主要由氣缸、活塞、活塞桿、滑動(dòng)板、傳動(dòng)支座、手操輪及自動(dòng)手動(dòng)操縱手柄等組成。壓縮空氣作用于氣缸后，活塞在壓縮空氣推動(dòng)下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)推桿推動(dòng)滑板運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)支座上的傳動(dòng)銷(xiāo)嵌在滑動(dòng)板的斜槽中，當(dāng)滑動(dòng)板被推動(dòng)時(shí)通過(guò)傳動(dòng)銷(xiāo)帶動(dòng)傳支座上升或下降，使閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉?；钊谐?20mm，閥門(mén)行程為 40-65mm之間。圖 66 帶有“貝雷”活塞的伺服馬達(dá)在需要的傳動(dòng)功率較大時(shí)，

27、常用兩個(gè)氣缸串聯(lián)使用。串聯(lián)使用旱的壓縮空氣管路布置如圖67所示。壓縮空氣經(jīng)控制器s端引入，然后根據(jù)控制要求c1端或 c2端引出到氣缸。若需要開(kāi)啟閥門(mén)時(shí)壓縮空氣由c1端引出分別進(jìn)入兩個(gè)氣缸中，則左邊活塞的運(yùn)動(dòng)將對(duì)滑動(dòng)板產(chǎn)生拉力，而右邊活塞則對(duì)滑動(dòng)板產(chǎn)生推力，兩活塞的共同作用使滑動(dòng)板左移，開(kāi)啟閥門(mén)。20 圖 67 壓縮空氣管路配置（兩個(gè)活塞）當(dāng)需要關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，控制信號(hào)將使壓縮空氣c2引出后分別進(jìn)入兩氣缸之中，使右邊活塞產(chǎn)生拉力，左邊活塞產(chǎn)生推力，滑動(dòng)板左移使閥門(mén)關(guān)閉。2、自動(dòng)手動(dòng)切換為了便于自動(dòng)手動(dòng)的切換，設(shè)置了一套由操縱手柄、凸輪、鎖緊手柄、翻轉(zhuǎn)裝置和旁通管組成的切換系統(tǒng)，通過(guò)它可以很方便地進(jìn)行自動(dòng)手動(dòng)切換。見(jiàn)圖 66。