Классификация исполнительных устройств

Исполнительные механизмы классифицируют по следующим основным признакам: виду потребляемой энергии; характеру движения выходного органа; виду используемого двигателя и в зависимости от скорости движения выходного органа.

По виду потребляемой энергии ИМ делят на: электрические; пневматические; гидравлические (гидравлические механизмы, в которых в качестве энергоносителя используется масло, иногда называются сервоприводами или сервомоторами); прочие ИМ (использующие потенциальную энергию груза или сжатой пружины, энергию взрыва и так далее).

Электрические ИМ применяют на невзрывоопасных объектах. К ним могут быть отнесены теплоэнергетические установки и котельные. Они обладают рядом преимуществ по сравнению с пневматическими и гидравлическими. Подвод энергии к электрическим ИМ проще, так как монтаж кабеля осуществляется легче, чем импульсных трубопроводов. Трассы кабельных линий не требуют такого пристального повседневного внимания эксплуатационного персонала, какое требуется для пневматических и гидравлических трасс. Однако электрические исполнительные механизмы работают хуже в местах повышенной влажности и температуры, чем пневматические и гидравлические. Одни из главных недостатков электрических ИМ – это выбег сервомотора и люфт в редукторной передаче.

Пневматические ИМ по стоимости выгодно отличаются от электрических. Однако в некоторых случаях пневматические механизмы не могут быть применены. К этим случаям относятся необходимость больших перестановочных усилий РО (более. 30000...40000 Н) и передача команды от управляющего устройства к ИМ на большое расстояние (более 300 м). В этом случае возникают значительные запаздывания в исполнении команды.

Гидравлические ИМ имеют в основном те же достоинства и недостатки, что и пневматические ИМ, однако могут развивать значительные перестановочные усилия и применяются преимущественно на мобильных машинах.

По характеру движения выходного органа ИМ делят на поворотные и прямоходные. Поворотные ИМ бывают однооборотные и многооборотные.

По виду используемого двигателя ИМ делятся на электродвигательные, электромагнитные, поршневые и мембранные.

В зависимости от скорости движения выходного органа различают ИМ с постоянной скоростью и ИМ, у которых скорость перемещения выходного органа пропорциональна выходному сигналу.

В промышленности и сельскохозяйственном производстве наибольшее распространение получили электрические ИМ, которые можно разделить на 2 основные группы (рис. 4.2): электромагнитные и электродвигательные.

К первой группе относятся прежде всего соленоидные электроприводы, предназначенные для управления различного рода регулирующими и запорными клапанами, вентилями, золотниками и другими подобными механизмами. Сюда же можно отнести ИМ с различными видами электромагнитных муфт. Характерная особенность ИМ этой группы состоит в том, что необходимое для перестановки рабочего органа усилие создается за счет электромагнита, являющегося неотъемлемой частью ИМ. Соленоидные механизмы обычно применяются только в системах двухпозиционного регулирования.

Ко второй группе относятся электрические ИМ с электродвигателями. Электродвигательные ИM обычно состоят из двигателя, редуктора и тормоза (или только из электродвигателя). Сигнал управления поступает одновременно к двигателю и тормозу, механизм растормаживается и двигатель приводит в движение выходной орган. При исчезновении сигнала двигатель выключается, а тормоз останавливает механизм. Простота схемы, малое число элементов, участвующих в формировании регулирующего воздействия, и высокие эксплуатационные свойства сделали ИМ с управляемыми двигателями основой для создания исполнительных устройств современных CAP.

Существуют, хотя и не получили широкого распространения, ИМ с неуправляемыми двигателями, которые содержат управляемую электрическим сигналом механическую, электрическую или гидравлическую муфту. Характерная их особенность заключается в том, что двигатель работает непрерывно в течение всего времени работы системы регулирования, а сигнал управления передается рабочему органу через управляемую муфту.

Исполнительные механизмы с управляемыми двигателями в свою очередь можно разделить по способу построения системы управления на механизмы с контактным и бесконтактным управлением.