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 DZ系列多回转阀门电动装置

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分析了电动机执行器的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题

电动执行器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，使电动执行器得到迅速发展，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器，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、电动执行器的故障分析
　　提高电动执行器的可靠性，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 电动执行器的故障特征
　　1 调试阶段故障新电动执行器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器运行一段时间后，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、电动执行器的维护保养
　　电动执行器主要由电机、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器的可靠性和有效性。1加强润滑油的清洁度管理电动执行器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器动作频率高、速度快，难以避免受冲击，这是导致润滑油脂泄漏的一个重要原因，一旦润滑油脂泄漏，需要及时加以解决。
　　3改善电动执行器的工作环境和使用条件电动执行器的可靠性和寿命与它的使用情况、所处的环境、人员知识等因素有着直接的关系。只有在维护管理上改善其工作环境与使用条件，以人为本，才可能延长使用寿命。
　　4故障初期特别要加强维护在电动执行器的所有故障中，初期故障的比例一般都比较高。初期故障大多是由于设计、制造、安装上的初步误差而引起的，这些初期故障的发现需要花费一定的功夫，解决也需要时间。因此，初期故障期间要特别加强维护管理。
　　5做好数据管理以防偶发故障电动执行器的偶发故障一般较难预测。为了防止偶发故障，要定期检查和保养，掌握某阶段维护资料和历史档案数据，这对于准确实施故障判断和日常维护是十分重要的。
　　6提高运行维护人员的专业知识运行维护人员专业知识的掌握程度直接影响维护管理。近年来，由于运行维护人员结构的变化，使他们对电动执行器的知识、技术的掌握有了较大提高，然而，仍有不少运行维护人员缺乏应有的专业知识和技术。现场运行维护人员大多对电动执行器处于“似懂非懂"的状况，这也是维护管理薄弱的环节所在。
　　为使运行维护人员方便进行现场维护管理，在进行电动执行器系统设计时要有超前意识，充分考虑到便于维护管理的实施，努力做到：系统要简化，简单的系统故障率低，维护管理容易；标准化程度高、互换性好、容易修复；集成化、组合化，调整、检查方便；引入故障诊断和定位、容错/纠错等新技术。三、RK-Z系列智能电动执行器
　　从国产电动执行器使用情况分析，虽然在某些技术指标上可以同国外同类产品相媲美，但可靠性和稳定性问题却长期得不到根本性解决，其主要原因有：
　　①长期忽视基础技术的研究和开发；
　　②国产通用件和基础件质量不过关；
　　③企业对产品质量控制和管理不力。

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电动头的特点
　　智能化电动头在保留机械开关式电动头主要功能的前提下，将电动头原先利用各种机械装置实现的控制模式，革新成了以微处理器为控制核心的智能化控制模式。
　　控制机械型电动头运行的力矩控制开关和限位控制开关，均为机械式微动开关。机械型电动头力矩控制机构为蜗杆传动式，需拆开密封外壳通过调节弹簧进行力矩值调整；限位控制机构为螺杆螺母式，也需拆开密封外壳通过螺母位置调整实现行程控制调节。
　　电动头则由电子感应电路模拟机械式微动开关实现相关控制功能。它能通过磁场感应元件精密地测量电动机磁通变化，并经微处理器迅速计算出电动头输出的力矩值，从而实现电动机力矩开关控制功能。此外，通过霍尔感应元件测量磁性脉冲计算出电动头转动时转轴的输出位移，从而实现电动机限位开关控制功能。
　　电动头实现了通过红外线遥控器进行力矩值、限位开关位置参数设定和调整的功能。因装有EEPROM芯片，可安全记忆预先设置的各项参数，并具有故障自我诊断和报警功能。通过遥控器，电动头有关参数均可通过液晶屏显示出来。电动头自诊断故障信息也能通过该液晶显示器进行查阅。
　　电动头装有高性能9V电池，保证在主电源失去后，仅当唤醒电路接通时，备用电池提供反映电动头转轴位置变化的电力和LCD液晶显示的电力。阀门执行器最终输出的1/4转即90度的运动。新一代电动单回转式执行器结合了大部分多回转执行器的复杂功能。单回转执行器结构紧凑可以装置到小尺寸阀门上，电动单回转式执行器类似于电动多回转执行器。通常输出力矩可达800公斤米。电动执行器主要用于电动球阀，电动蝶阀。
　　电动执行器是一种能提供直线或旋转运动的驱动装它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作，优点是能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于集中控制，灵敏度和精度较高，与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。敏度和精度较高，与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。
　　电动执行器的分类;
　　电动执行器有五种类型：
　　直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀。
　　直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10，4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。现在有机电一体智能化的结构，它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。

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