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电动执行机构的维护保养及应用



发布时间：2008年7月29日



分析了电动机执行机构的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题，并介绍了一种新型智能电动执行机构。

电动执行机构可分为直行程和角行程两大类，它是自动控制系统中不可缺少的重要设备，其主要任务是将调节器送来的控制信号成比例的转换成直线位移或角位移去带动阀门、挡板等调节机构，以实现自动控制， 因而广泛用于电力、冶金、石油、化工等工业部门的自动控制领域。近10年来，由于广泛采用和吸收微电脑控制、微机械等新技术、新成果与成熟经验，使电动执行机构得到迅速发展，现在已经广泛使用“微机＋随动系统”结构模式的微机型电动执行机构，它由微处理器完成信号传递、调节参数切换、状态指示、控制量的输出，增强了调节系统的性能、使用及维护保养等方面的灵活性。一、电动执行机构的故障分析 提高电动执行机构的可靠性，就要尽可能减少和消除故障，而事实上这种故障是多种多样的。主要是由于某一元件失灵、系统中元件/组件综合因素、电气、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通过调整的方法就可以解决，有的故障则是由于使用时间长、精度差，需要修配、更换部件才能恢复其性能，也有些是由于原始设计不周，需要改进才能排除。1.1 电动执行机构的故障特征 (1) 调试阶段故障 新电动执行机构的故障问题比较复杂，其特征是设计、制造、安装及管理等诸多问题交织在一起。常见的故障有泄漏严重、速度难以调整稳定，脏物或油污使传动机构卡涩或动作失灵。某些组件漏装或装错弹簧、密封件，有些属于设计欠妥，元件选择不当，动作不平稳、定位精度差等，对待这类故障，应耐心细致、慎重处理，逐一排除。(2)运行初期和中期故障 调试后进入正常生产阶段的故障特征是，少数密封件由于装配质量和材料质量问题短期内损坏而漏油，同时粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、杂质和赃物脱落导致某些元件工作不稳定。通常在运行中期，系统元件/组件处于最佳运行工作状态，故障率较低。 (3) 运行后期故障 电动执行机构运行一段时间后，各类元件/组件因工作频率和负载条件的差异，各易损件先后磨损超标，这个阶段的故障特征是位置反馈接触不良、定位精度差、稳定性下降、效率显著降低、故障率逐渐增加。这时应全面检查，更换失效部件，全面修复故障。否则将给运行人员带来很多不便，甚至严重影响机组的正常调节和控制。

1.2 偶发性、突发性故障这类故障在时间上表现为偶然突变，故障区域及产生原因较为明显，由非人为和人为因素造成，如位置反馈器件接触不良、刹车片磨损及“抱死”、零部件损坏、线圈烧坏、密封件失效等。二、电动执行机构的维护保养电动执行机构主要由电机、轴承、齿轮传动系统和电子部分组成。根据美国军标MIL-HDBK-338发表的可靠性数据表明，执行器故障主要集中在电机和轴承方面。在电机故障中：绕组失效占20％，轴承失效占45％，滑环、电刷、整流子损坏占5％，其它占30％；在轴承故障中：润滑剂变质、消失占45％，污染占30％，剥蚀占5％，误调占5％，腐蚀占5％，其它占10％。可见，良好的维护管理能提高电动执行机构的可靠性和有效性。(1) 加强润滑油的清洁度管理电动执行机构的最大特点是需要使用润滑油，其粘度随油温变化。粘度过低，涡轮蜗杆及齿轮等传动部件的磨损会增大，使传动精度下降；粘度过高，动作不良。而润滑油脂的清洁度管理更为困难，涡轮蜗杆及齿轮等传动部件磨损、老化产生的杂质与水分的渗入，内部涂层的脱落、锈蚀等都会影响润滑油的清洁度。(2) 及时消除润滑油脂泄漏由于电动执行机构动作频率高、速度快，难以避免受冲击，这是导致润滑 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 语在自动控制系统中，选择高质量的电动执行机构，对“寿命周期费用”是很重要的，如果电动执行机构选择不当或质量不过关，再完美的控制思路、高超的控制策略也难以达到预想的控制效果。为此，生产、制造和选用高可靠性的产品日益受到过程控制界的重视。RK-Z系列智能电动执行机构采用机电一体化结构，利用微机技术、电子限位等新技术及独特的机械设计理念，具有体积小、重量轻、力矩大、可靠性高、定位精度准、成本低等特点。目前已有几百套智能电动执行机构在杨树浦、崇明、南市、高桥、洛河、汇源电厂及冶金、化工等行业得到应用。其以人为本的设计思路、便利的维护调整方式，得到了现场技术人员的青睐，具有良好的应用前景。

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