Виконавчі механізми. Види виконавчих механізмів

Виконавчі механізми — це пристрої, що здійснюють переміщення або зміну стану робочих органів, які впливають безпосередньо на технологічний процес в відповідності з сигналом, що управляє.

Робочими органами можуть бути вентилі, засувки, заслінки, клапани, супорти, каретки, движки реостатів, нагрівачі і так далі. Рух робочих органів може бути поступальним, поворотним (кут повороту — до 360°) або обертальним (кут пово-рота — більше 360°). Зміна стану може полягати в їх включенні або виключенні, зміні коефіцієнта передачі, реверсуванні (зміні напряму на протилежне) і так далі

До складу виконавчих механізмів може входити ряд елементів і пристроїв, що забезпечують потрібні статичні і динамічні характеристики. Це, наприклад, редуктор і розподільчі пристрої, що управляють потоком газу або рідини; виконавчі пристрої — електричні, пневматичні або гідравлічні підсилювачі потужності; датчики стану, що відображають положення робочих органів.

Статичні і динамічні характеристики виконавчих механізмів визначаються:

• величиною і швидкістю лінійного або кутового переміщення;

• моментом, що розвивається;

• похибкою;

• чутливістю;

• стійкістю.

У загальному випадку виконавчі механізми можна класифікувати по виду використовуваної енергії на електричні, пневматичні і гідравлічні.

Джерелом енергії для електричних ВМ являється, як правило, електрична мережа з напругою 220 або 380 В. Проте багато хто ВМ працює і при напрузі 36 В змінного струму або 12, 24, 27 В постійного струму (всілякі електромагнітні реле, пускачі, електромагніти, електродвигуни і так далі). Електричні ЇМ перетворять електроенергію в механічну енергію переміщення робочих органів або енергію їх вмикання-вимикання.

Джерелом енергії пневматичних ВМ зазвичай являється заводська мережу з тиском близько 6 - 105 Па. Проте їх живлення може здійснюватися і від автономних джерел, в якість яких може виступати не лише стисле повітря, але і стислий ПН при самих різних тисках, аж до 107 Па. Пневматичні ВМ зазвичай перетворять енергію стислого газу в механічну енергію переміщення робочих органів.

Гідравлічні ВМ використовують енергію тих, що знаходяться під тиском мінеральних масел, спирто-глицеринової суміші або спеціальних рідин. При цьому рідина знаходиться саме під тиском, оскільки вона не стискувана на відміну від повітря або газу, які можуть бути стислі. Тиск рідини може достигати значної величини, тому розвиваються величезні зусилля при малих габаритних розмірах ВМ. Гідравлічні ВМ перетворюють енергію рідини під тиском в енергію переміщення робочих органів.

Для управління потоком газу або рідини в пневматичних і гідравлічних механізмах використовуються розподільні пристрої, приведені в дію, як правило, за рахунок електричної енергії. Тому виконавчі механізми поділяються на електромеханічні, електропневматичні і електрогідравлічні.

По характеру дії на технологічний процес ВМ підрозділяються на аналогові (пропорційні) і дискретні (позиційні).

Аналогові ВМ можуть встановлювати робочий орган у будь-який проміжний стан, пропорційний величині керуючого сигналу (наприклад, відкрити вентиль на 22 % або повернути заслінку на 73°).

Дискретні ВМ встановлюють робочий орган тільки в конкретні фіксовані положення. Наприклад, дискретний сигнал, що подається на нагрівач, може включити його в перший, другий або третій стан або відключити. Клапан при подачі дискретного сигналу може або відкрити шлях рідини, або закрити.