摘要：直行程气液联动执行器，这种新型执行器具备气动执行器的快速反应能力，又具备电动执行器的精准定位性，还能耐受更苛刻的工况，不需要大功率的电源配置就能输出较大的动力，尤其适用于天然气，石油等特殊物品的管道运输站场的阀门控制执行器。
关键词：直行程气液联动执行器；精准定位；快速节能新型执行器
前言
近年来，随着现代化进程的不断发展，越来越多的自动化生产中急需一种新型动力执行机构，既有气动执行器的快速反应能力，又具备电动执行器的精准定位性。还能耐受更苛刻的工况，不需要大功率的电源配置就能输出较大的动力，尤其适用于天然气，石油等特殊物品的管道运输站场的阀门控制执行器。以往的气动执行器只能完成简单的点对点运动，以快速反应为目的，适应现代化初期发展的需求。后来发展到需要点对点中途定位，一般采用瞬间截断活塞两端进气通路来实现，应用中会出现定位的不准及位置漂移，具体原因是由气体的可压缩性造成的，运动中活塞及负载的惯性量非常大，要使其稳定工作必须降低运动速度或整体质量，这两种方法都是不可取的。由于液压系统的精准可控性在实践中得到了广泛的应用，如果将气动与液压有机结合起来，我们应该能实现完美性能的执行器。
说明：
结构示意图
本文重点论述直行程气液联动力执行器的特点及可行性。气液联动是指气动与液压统一动作，联合控制。这种新型机构具有气动执行器的快速灵动性，又能实现液压的稳定精准定位，其中汽缸作为主要动力输出元件，液压缸是作为气动活塞高速运动时的刹车定位使用的，控制部分采用智能定位器及气控液压换向阀。低压直流电源作为整体控制信号，低压气源为动力源。目前电动执行器多采用步进电机与减速器配合来完成直线或旋转动作的输出，需要配置大功率电源及备用电池，由于配有减速装置，无法达到两秒以内的快速动作需要。而气动执行机构非常适合快速反应的需求，如图所示，液压缸与气缸的活塞杆连接为一个整体，这是气液联动执行器的动力输出部件，液压缸为自闭式内循环，不需要外部油压系统供给液压。电磁阀通电时，外部气压源传递给气控液压阀与定位器，气控液压阀此时是导通状态，当气缸活塞做上下运动时，油缸活塞就会将缸内的液压油通过外围的气控液压换向阀流通，达到活塞两端的压力平衡，这时的电控信号是同时供给电磁阀与定位器的，当需要定位在某一位移时，控制信号停止供给，电磁阀与定位器同时失电，电磁阀换向后将控制气控换向阀与定位器的气压泄放掉，气缸活塞与液压缸活塞两端的通路同时被截止，液压活塞两端的液体阻止活塞上下运动，利用液体的不可压缩性达到快速刹车的效果，使执行器在某一位移处精准定位。
结论
由以上说明可推导出，液压缸径不需要很大，气缸缸径可以做到足够大，实现大推力输出，整个系统的控制信号能耗很小（DC24V-2A），低压气源容易获得，执行器在某一位移能瞬时定位，达到理想的预定效果。该执行器尤其适用于油气与特殊物品的管道运输阀门的动力机构，安装操控方便，维护简便，节能环保。
参考资料
[1]美国费希尔定位器使用说明书
[2]美国艾默生阀门选型手册
[3]英国罗托克气动执行器选型手册
论文作者:王贝贝,周新民,刘维州
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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